I. POLARIMÈTRES

49. Montage d'un analyseur à pénombre. — Dans la pratique, la vibration rectiligne à analyser est toujours une vibration produite par un prisme polariseur P et modifiée par un système M, dont on veut étudier les propriétés optiques; le système M est, soit un corps doué de pouvoir rotatoire, soit un corps produisant de la lumière elliptique suivi d'un compensateur qui ramène la vibration à être rectiligne (cf. § §• 95 et 97). Le faisceau lumineux qui peut traverser l'appareil est limite par doux diaphragmes T et T' (fig. 96); l'un de ces diaphragmes T' est toujours situé dans le plan qui contient la ligne de séparation B des deux plages, l'autre T est placé à l'endroit où le faisceau est le plus étroit : nous le supposerons placé contre le polariseur P.

Les ouvertures des prismes polariseurs P et A, ainsi que celles des appareils (tubes polarimétriques) placés en M, sont telles quctout rayon R R' passant à l'intérieur des diaphragmes T et T' les traverse sans obstacle. Comme la sensibilité augmente avec réclairemcnt de l'image rétinienne ( § 40), il est nécessaire d'utiliser effectivement tout le flux lumineux que l'appareil peut transmettre. Il faut donc disposer la source de fa<;on qu'il y ait effectivement de la lumière transportée par le rayon R R' : on y arrive en disposant en avant du polariseur une lentille L^ qui forme sur le diaphragme T une image réelle de la source lumineuse S.

Il faut d'autre part que tous les rayons R R' concourent effectivement à la formation de l'image rétinienne; la lunette d'observation Lg L3, qui permet à l'œil de mettre au point sur la ligne de séparation B,. doit fournir du diaphragme T une image réelle Ti, qui jouera le rôle de cercle oculaire; elle comporte en Tj un œilleton définissant la position qu'il convient de donner à l'œil. Un point quelconque de l'une ou Vautre des plages reçoit ainsi des rayons provenant de tous les points de la source dont Vimage définitive se forme à l'intérieur de Vanneau oculaire Tj., et les deux plages ont un éclatrement uniforme, même si la source n'a pas exactement le même éclat en tous ses points. Si les rayons ne suivent pas la même marche pour les deux plages, ce qui est le cas dans l'analyseur de Lippich, et si les faisceaux correspondant aux deux plages .donnent des cercles oculaires T^ qui ne sont pas cxac

rOLARlMÈTRES

toniont confondus, il faut voilier ^ ce que les doux cercles ocuhurcs soient tous deux compris à Tintc'rieur de la pupille de l'œil.

Soient d et d' les diamètres dos diaphragmes T et T, D leur distance; soient di, 4'^ et Dj les dimensions correspondantes pour les images qu'en fournit la lunette d'observation, et a = d'i/B^ le diamètre sous lequel l'œil, placé en Tj, voit les plages. D'après un théorème connu' d'optique géométrique, on a, quelle que soit la construction de la lunette d'observation :

dd' __ did\ "D - D, ■

Désignons par l la valeur commune de ces (juantités, et par e^ l'éclat de l'image définitive de la source; lorsque l'analyseur est supprimé, le flux lumineux reçu par l'œil est :

Tzdi^ 4"

et réclaircmcnt correspondant de l'image rétinienne est, en désignant par ah son diamètre :

Ko =■■

dî.

La quantité S, rapport du diamètre de l'image rétinienne au diamètre apparent de l'objet exa? miné, est une donnée caractéristique de l'œil. L'éclat ÛQ serait égal à. l'éclat de la source, si l'appareil transmettait intégralement le flux lumineux; en réalité, l'éclat apparent de la source est d'abord réduit de moitié par la polarisation par le prisme P, puis réduit d'une fraction plus ou moins importante par les réflexiû,ns et l'ab; sorption; pour un appareil de type donné, on peut admettre que fig est proportionnel à l'éclat de la source. On peut donc dire queJfl sensibi' lité, qui est proportionnelle à la racine carrée de Véclairement Kq (§ 40), est proportionnelle à là racine carrée de Véclat e^ de la source et au diamètre âi de Vanneau oculaire. • ' '

50. Conditions de l'observation visuelle. — Nous avons supposé {]uc tout le flux $0 pénètre dans l'œil, c'est-à-dire que le cercle oculaire T| est plus petit que la pupille de l'œil. Le raisonnement précédent montre que Von obtient la sensibilité maximum lorsque d^est égal au diamètre de celle pupille, c'est-à-dire environ à 5 mm : c'est celte condition qu'on s'efforcera de réaliser dans le montage de Vappareil.

Il faut d'autre part donner au diamètre apparent a des plaf>-cs une valeur suffisante pour que l'œil apprécie commodément leurs dilïérences d'éclairement; mais la rétine n'est sensible que sur une très petite surface (tache jaune) et il est absolument inutile que l'image rétinienne ait: des dimensions supérieures à celles de cette surface. On est ainsi conduit, d'après Chaumont [115], à donner à l'angle a une valeur égale à i^ (diamètre apparent double de celui de la Lune), soit 0,017 radian. On obtient donc la meilleure sensibilité possible en donnant à la quantité l la valeur o,oiy x 0,5 =-- = 1/114 cm.

Les diamètres d et d' des diaphragmes T et T seront choisis do façon à réaliser cette valeur de Z : si par exemple, pour des raisons d'en(:rjm])roment de l'appareil, on choisit D = 6o cm, et si l'on prend des diaphragmes égaux, on devra prendre d=d' = sJ-Dl=7 mm, 2. Si l'on dispose (lei)risines polariseurs P et A plus gros, on peut chercher à les écarter davantage, de façon à pouvoir utiliser toute leur ouverture : la lunette peut ainsi moins grossir la ligne de séparation, ce qui la fait paraître plus fine; si par exemple on peut prendre d = d' = i cm, on choisira D = 114 cm.

Les différents rayons du faisceau défini par les deux diaphragmes T et T ne sont pas rigoureusement parallèles; le rayon extrême 1< R' fliir 06 et 97} fait avec l'axe du faisceau un angle :

Chaumont a montré que le cas le plus favorable est celui où le dia- Phragme T est rejeté à l'infini : on a alors ^7D = et ^/D ==• Hd-, d où

nrTnH I ?°" ' '^' "^ ^ ^ ^ ' '^^^ ^ ^5^ Dans la pra iqie on

prend le plus souvent des diaphragmes égaux [d ^ d' ^ m] pour ulili n- ^ mieux possible les prismes A et P dpnt L ouverture i^tgé^

d'avant mie:;XïïU3^£^^^^

(f! = 50'). P*"^" a I /loQO, a cohditton que D soit supérieur à 40 cm

leur estait ï'r^tô à T'' '? f ""'"''""^ ^'' diaphragmes T et T' ot tance, ,1 reste a choisir, la lunette d'observation do façon qu'elle

POLARIMÈTRES

donne du diaphragme T' une image située à Ja distance D^ de vision distincte et vue sous l'angle a, et du diaphragme T une image réelle sur laquelle on placera un œilleton; il est commode, pour réduire la distance de l'observateur à l'analyseur, d'employer un viseur formé d'une lentille convergente et d'une lentille divergente. La figure 97 donne le schéma

i. Âsj:. ;

Fig. 97.

L'échelle des diamètres est 20 fojs celle des longueurs.

d'un tel viseur, pour un faisceau polarimétrique défini par des diaphragmes égaux, de diamètres d = d' ^=1 cm, séparés par une distance D = 114 cm; T2 et Tg y désignent les images fournies par la lentille I^, T^ et T'] les images définitives fournies par L^; l'image Ti des plages se trouve à 34 cm de l'œil, placé à l'œilleton Ti, et est vue sous un angle de i°(^). La lentille L^ peut généralement être placée à peu près dans le plan du cercle divisé : l'œil n'est qu'à une trentaine de centimètres de ce cercle et l'observateur peut facilement manœuvrer les boutons qui commandent sa rotation saris avoir à allonger le bras de façon exagérée.

51. Polarimôtres à pénombre industriels. — Le montage que nous venons de décrire est celui qu'emploient toujours les physiciens, en disposant les différents appareils qui le constituent sur une table parfaitement rigide, ou mieux sur un baitc d'optique. Il permet d'étudier les propriétés optiques d'un corps lorsqu'elles entraînent la production de lumière elliptique, en disposant un compensateur approprié entre ce corps et le système de plages. Pour les mesures polarimétriques proprement dites, il présente l'avantage que la mise au point sur la ligne de séparation B n'est pas modifiée par l'introduction ou l'enlèvement du tube polarimétrique M (fig. g6)\ elle est encore réalisable et les mesures sont encore possibles lorsque le liquide qui remplit M est légèrement trouble. Son seul défaut est que la ligne de sépa-

(i) Un tel viseur ne comporte pas de possibilité de mise au point pour un observateur dont. la' vue ne serait pas normale; un observateur presbyte devra, pour l'utiliser, conserver le lotgnon dont il se sert babituellenieut pour lire.

Fig. gS.

peu précis par ailleurs, puisqtie son angle de pénombre est fixe (2 <p ■'■• 14*') et que le cercle n'y donne que le i /20 de degré; on y a maintenu la ligne de séparation verticale en laissant l'analyseur fixe : la rotation de la aubstunco étudiée est compensée par la rotation du polariscur, monté sur un cerclu divisé que l'observateur peut lire sans se déranger grâce h l'emploi de doux lentilles.

A l'exception de cet appareil, les polarimètres industriels comportent

(i) Oû ne compread pas pourquoi ce montage n'a pas été adopté par les constructeurs qui eniploiciu des plages concentriques {fig. 83 J et if, § 41).

51 POLARIMÈTRES Çfl

toujours un système de plages placé- immédiatement après le prisme polariseur P (fig. loo). On réalise ainsi un polariseur à pénombre, qui fournit, dans les deux plages, des vibrations rectilignes Pj et Pg (fig. 99) fai-

sant entre elles V angle de pénombre 2 9. La substance à étudier, produisant une rotation a, fournit deux vibrations P'^etO P'g qui font encore entre elles l'angle 2 ç et l'égalité d'éclairement des deux plages est réalisée quand la vibration A pointée par le prisme analyseur A est dirigée suivant la bissectrice de ces deux vibrations : on a ainsi tourné l'analyseur d'un angle a à partir de la position O P qui donne l'égalité d'éclairement en l'absence de tube polarimétrique. Les petits déplacements de l'analyseur, à partir de OA, font varier l'éclairement des plages suivant les lois étudiées au paragraphe 39, et les calculs, de sensibilité du paragraphe 40 sont immédiatement applicables aux polarimètres à pénombre du type industriel. Tous les analyseurs à pénombre peuvent être employés comme polariseurs à pénombre; il suffit d'y changer le sens de propagation de la lumière. Dans le cas de l'appareil de Lippich et des appareils similaires (§ 43), il faut en outre retourner le petit prisme de façon que la ligne de séparation B se trouve toujours du côté de l'observateur, c'est-à-dire maintenant du côté opposé au gros prisme (fig. 100).

52. Marche des rayons dans les polarimètres industriels. — La discussion que nous avons faite au paragraphe précédent de l'écartement et des diamètres à donner aux diaphragmes est applicable, sans aucune modification, aux polarimètres industriels; il faut toutefois remarquer que le diaphragme sur Içquel l'œil met au point est maintenant le diaphragme T du polariseur, tandis que le diaphragme sur lequel la lentille d'éclairage Li forme l'image de la source S et dont l'image définitive T^ constitue le cercle oculaire est le diaphragme T' de l'analyseur, voisin de l'objectif Lg du viseur. Le viseur, destiné à mettre au point sur un objet éloigné, peut être une petite lunette astronomique. Dans les polarimètres français de modèle ancien, on diminuait sa longueur en. le constituant par Une lunette de Galilée : le cercle oculaire est alors virtuel, et l'on est conduit, pour être

sûr que le faisceau pénètretout entier dans Ttuil, à lui donner un diamètre nettement plus i)cM;it que celui de la pupille; il en résulte uno diminution de la sensibilité ( § 49) : aussi cotte construction a-t-elle dû être abandonnée, et Iouk les constructeurs emploient maintenant des viseurs type lunette astronomique. Signalons aussi ([ue, dans ces .anciens modèles, les plages a.]>pîinussaient sous un angle inutilement grand de Tordre de 30; on augmente la précision en réduisiuil, le diaphragme correspondant, par suite tle riiniélior'ation du parallélisme du faisceau ; en même temps, on facilite la purification spectrale <Ie la lumière employée ( § 74).

La figure loi représente la marche des rayons dans un polarimètre dans lequel la distaiiecî des diaphragmes T T' est D == 60 cm et leur diamètre d= d' = y mm, 2 (§50). On a aui)j)()Hé la lunette d'observation Lg Lg réglée de fjK^'on î\ rejeter à l'infini l'image définitive dos piaffes; elles apparaissent sous un angle do 1°, et l'aniieiiu oculaire T; a un diamètre de 5 mm; il est trailleurs facile de viser à distance plus rapprochée en enfonçant l'oculaire Lg : il suffit de rcnfonr:(!r de I cm pour ramener l'image définitive à 35 vm <Ie l'œil; cette opération ne modifie pas, d'une faijou appréciable, le diamètre apparent des pla{:çes et la grandeur du cercle oculaire, non plus tj[tic sa position par rapport à la lentille Ly , On remarquera que le viseur donne une imtige intermédiaire réelle Tg des plages : il est possible do disposer dans le plan de T^ un diaphragme destiné à l'éHmination de la lumière parasite.

Lorsqu'on place entre les diaphnif^nies T et T' un tube polarimétriquc de longueur /, eonlenant un liquide d'indice 11, on modifie la mi\.\x\m du faisceau (fig. 103) : le tube donne du diaphragme Tune images, de diamètre égal, et nq)prochée du viseur d'une quantités =: (t -. xln)l\ pour un tube de 40 cm rempli d'eau (n -^ 1,33) ou d'une^ solution aqueuse peu concentrée!' le déplacement est ô = 10 cm. Il en résulte que la

POLARIMÈTRES

ligne de séparation n'est plus au point; il est indispensable, pour que la mesure soit possible, de rétablir la mise au point en retirant un peu l oculaire La, d'environ 2 mm pour le viseur représenté par la figure lOi; le

Fig. lOl.

L'écheUe des diamètres est 20 fois celle des longueurs.

diamètre du cercle oculaire, image de T, dans L3 , et sa position par rapport à L3, ne sont pas modifiés de façon appréciable, mais le diamètre apparent des plages est augmenté, et devient égal à 1020' environ.

La figure lOi représente également la lentille L^, destinée à donner de la source S' une image coïncidant avec le diaphragme T'; si la source était placée en S', sa partie utile serait définie par l'image du diaphragme T, qui n'a que omm, 85 de diamètre : il serait difficile d'y délimiter cette surface utile et d'éviter que des rayons provenant du reste de la source ne pénètrènt dans le polarimètre, où ils risqueraient de produire un éclairement parasite. Aussi dispose-t-on en S' un diaphragme matériel, dont l'image

Fig. 103.

donnée 'par Ljl- couvre exactement T', et forme.-t-on sur S' une image de la source S avec une lentille d'éclairago^ L; l'ensemble des lentilles L, L^, des diaphragmes S' et T, et du polariseur P est monté dans un tube qui

p^ APPAREILS DE MESURE 52

les protège contre la lumière parasite. On remarquera (j[ac, pour uvoh' un éclairement uniforme des plages, il est absolument nocossairo do j>la.<U!r hi source S dans le plan conjugué de S' par rapport à L ; les co/is/rm'd'iirs indiquent, pour chaque type de polarimètre, à quelle dislaiicc de la l^rirniirir lentille on doit placer la source, et il est indispensable de respecter cette indication dans l'usage de l'appareil.

53. Construetion des polarim êtres. ~ Les premiers jxjluriiuètn's <ini été construits par Biot [117]. Il se composaient d'un polariscur fornir par un miroir placé sous l'incidence brewstcricnne et fl'uii analyseur hirrfringant monté sur un cercle divisé : on repérait rorientatioii di; la vibrai iiut en éclairant l'appareil par la lumière blanche des nuages o(; (mi rJuTrlianl à rétablir la teinte sensible (§ 45) dans l'une des images donnéeM pîi,r raiia,lyseur; ou bien, plaçant un verre rouge devant l'œil, on repérait, rcxliiictien pour les rayons rouges. Puis on employa doux niçois ut on, pla^a dt;vant le polariseur une lentille destinée à augmenter réclairciïUMit du diaphragme sur lequel l'œil met au point : c'est le polarimètre tic MilHcdiorlich [118]; enfin on ajouta la luuctte d'observation. Un progrès plus important fut réalisé par Soleil [119], grâce à l'introduction, à la Kuitir du polariseur, du biquartz (§ 45), qui permit de pointer les directions du vibration à quelques minutes près; c'est à peu près la raôniG pré(rision i^w donnaît, en lumière monochromatique, le, polarimètre de Wild [130 J, à disparition de franges (§ s^). Puis le nicol coupé, employé par ■î'ellett; .'oninu' analyseur à pénombre (§ 42), fut introduit par Cornu et Du'ho.scq on rH7'4 dans les polarimètrês industriels et Jules Duboscq imagina de roiiiph.ytMcomme polariseur à pénombre (§ 51) pour faciliter la mise au point- sur l*t, ligne ^de séparation. Enfin, la variabilité de l'angle de pénombre fut réali^ sée par Laurent [121] en 1874, en constituant l,e polariseur par un nioul suivi d'une lame ■ demi-onde (§ 47).

Le polarimètre de Laurent est encore actuellement d'un usag.. c:ourau( toutes les fois qu'on ne veut mesurer la rotation que pour utu. seulo n . i

TuTrnuTerrfi' ^' ^^'^^ ^^ ^^^^^^^^^^ ^^■^^^'^' ^'^^^^^^ '^^- ^^^^'^^^

r.t^ TTm l^'^ '°^^ '^ représente un modèle. La niandi. df. rayons, du brûleur B jusqu'à l'oculaire est celle cpic nou« avo ^ udi V au paragraphe précédent (fig. loi). La lame don.i.>ido est ixc U 1

r'^^eurT" '"1'%' ^--^ d'- Petit angle à l'aide du bout m V " 2 liAc, 4U1 est ceue de l axe de la lame âoTni.nnrin /«f « ^^\ 1

Le nicol, analyseur, ainsi que la lunette d'observation 0, sont soli-

POLAKlMÈTKrCS

ihiircs d'iiiic alidade, dont le moiivcniontL\s*;.(:omm:uulépsi.f un bouton^P qui s'cugrènc sur une dcnturo hélicoïdale portcîo par lu ronlioiir du cxm*c]c divisa. Il est commode de pouvoir régler l'uppareil de fm^on à lire directement les rotations, c'cst-A-dire de façon que l'alidade soit au zéro do la graduation dans le poiiité à vide : le bouton de réglage R permet de réaliser cette condi-

Fig. 103.

lion en déplaçant le nicol par rapport à l'alidade. Le cercle est. divisé en demi-degrés, et l'alidade porte un vernier au 1/15 (lîg. 104), ce qui permet de faire la lecture à 2 minutes près (^); comme, l'appareil est en général

(i) Rappelons qu'un vernier au 1/15 eyt constitué par <1cs divisions dont In longueur est des i.'|/x5 de celle des divisions principales; si, comme le repriisente la iigtirc 105, la septième divisinn du vernier à, droite du zil'ru coïncide avec une division du cercle, c'est que le zéro du veniier so trouve & 7/15 à droite d'une :Hvisiûn du cercle, quiesticii!!''i/2. lAlecturedelafigiosestdonciaOï/a + 7/15 X i/a" « jta'.^o' + 14' « a laO-t-i'; elle est kidlitée par le fait que les traits du vcriiier sont chiffrés directement en minutes, le ciuqniènie trait portant le chiffre lo. '

destiné au dosage du .sucre, le cercle porte une seconde division en degrés saccharimétriques (cf. chap. X, §§ 157 à 160) : c'est en somme une division en parties égales dont le point lOO correspond, dans les appareils français, à un angle de 2i°40'; le vernier correspondant donne le l /lO de division, ce qui correspond à i',3. La division en angles s'étend sur tout le cercle: le zéro est en haut, et il y a une double division, de à 180, à droite et à gauche; la division saccharimétrique ne comprend en général qu'une partie de la

Fig. 104.

circonférence, par exemple 400 divisions à droite et 200 à gauche; les divisions étant doubles, les verniers sont également doubles, et comportent des divisions à droite et à gauche de leur zéro. La lecture des verniers se fait àj'aide^^d'une loupe, et on se contente le plus souvent, pour leur éclairage,

de renvoyer sur eux, par un petit miroir, une partie de la lumière du brûleur à sodium.

Le polariseur et l'analyseur sont fixés aux deux extrémités d'une règle en bronze en forme de V, sur laquelle on dispose les tubes polarimétriques; elle est calibrée de façon que l'axe de ces tubes coïncide avec le rayon moyen du faisceau défini par les diaphragmes du polarimètre; sa longueur varie, suivant les modèles, de 20 a 60 cm. Enfin, l'appareil est supporté par un pied à genouillère permettant de le mettre à la hauteur convenable et de l'orienter dans la direction de la source lumineuse.

POLARIMÈTRES

54. Oonstruetion des polarimètres de. précision. — La précision de la construction mécanique de l'appareil que nous venons de décrire ne permet pas de réaliser des mesures avec une erreur inférieure à 2 minutes. Il est inutile d* améliorer cette construction mécanique si Von ne supprime pas en même temps y par V emploi de prismes polariseurs à champ normal (§ 28), les erreurs provenant de l'existence de la frange noire de Lippich (§ 27), et si Von n'augmente pas la précision des pointés par Vemploi de sources de lumière d'éclat supérieur à celui de la flamme de sodium. Dans le cas particulier dû dosage du sucre, cette dernière condition est réalisée par l'emploi des saccharimètres à lumière blanche; pour l'étude des autres substances, elle est réalisée par l'emploi des radiations mono chromatiques de l'arc au mercure : on se trouve ainsi conduit à profiter de l'existence dans la source de plusieurs radiations pour compléter les mesures de rotation par des mesures de dispersion, et à employer un polariseur à pénombre utilisable pour toutes les radiations. Tous les constructeurs ont adopté l'appareil de Lippich (§ 43), et les polarimètres de précision modernes sont tous du type qui a été établi par Landolt en 1895 [122].

La figure' 106 représente un de ces appareils. On voit d'abord que le

•églage géométrique du faisceau lumineux peut y être fait d'une façon dIus précise et plus stable, grâce au Remplacement du support à colonne 3ar un tréteau rigide; dans certains appareils, le tréteau porte un bras )e'rmettant de placer la source lumineuse dans une position parfaitement 5xe par rapport à l'appareil; celui de la figure 106 comporte un socle dis- )osé pour . recevoir un monôchromateur (§ yi) représenté en D, Dans l'aiitrès, lé monôchromateur, le polariseur, l'auge porte-tube et l'anayseur sont portés par quatre guppoj-ts différents, mobiles le long d'un banc ^optique : on. peut ainsi donner. au polarimètrç une longueur variable,

tra.it£ de polarim£trib 7

généralement jusqu'à i m, et disposer entre le polariseur et l'analyseur des appareils destinés à faire varier la température du liquide en expérience (cf. §• 6y), ou à le soumettre à un champ électrique ou magnétique.

Le polariseur est du type Lippich; le petit prisme est fixe, avec son arête verticale; on peut faire tourner le grand prisme, de façon à donner à l'angle de pénombre la valeur que l'on désire, entre o et 15° : l'angle de pénombre est lu directement sur le secteur gradué V. ^

Le prisme analyseur est porté par un cercle C d'un type analogue à celui des instruments de géodésie, permettant une meilleure définition de l'axe de rotation que le type à alidade simple de la figure 103. Le pourtour du cercle porte une division unique, de 0° à 360°; la monture fixe porte deux verniers opposés; on sait qu'en prenant la moyenne de leurs lectures, on élimine l'erreur d'excentricité, c'est-à-dire l'erreur qui résulte de la non coïncidence de l'axe de rotation et ]de l'axe de la graduation circulaire. Les verniers étant fixes, on peut fixer sur la monture du cercle les deux loupes L qui serviront à les lire, ainsi que deux jpctites lampes électriques A, alimentées par une pile sèche, destinées à les éclairer : le faisceau lumineux polarimétrique peut ainsi être complètement enfermé, ainsi que la lampe qui le fournit, et les pointés peuvent être faits dans l'obscurité la plus complète; on allume les lampes des verniers pendant le temps juste nécessaire à leur lecture, et l'on donne à l'éclairement qu'elles produisent une valeur assez faible pour que l'œil ne soit pas ébloui et ne perde pas le bénéfice de son adaptation à l'obscurité.

Le diamètre du cercle divisé peut atteindre ï6 cm (Jobin et Yvon) et jusqu'à 25 cm (Schmidt et Haensch). Les grands cercles portent des

Nm — = — ►

vmmï

' Fig. 107.

divisions à 1/4 de degré, et des verniers.au 1/25 permettent de lire i/ioo de degré en lecture directe, 1/200 (environ 1/4 de minute) à l'estime. Sur une circonférence de 16 cm de diamètre, 1/200 de degré correspond à une longueur de 7/1000 de millimètre : on voit avec quel soin doit être tracée la graduation, quelle doit êtç&-la finesse des traits, et pourquoi il est nécessaire de faire la correction d'excentricité. Les traits sont des sillons gravés

54 FOLAHIMÈTRES 99

dans un métal poli : leur éclairage ne doit pas faire ressortir un bord plutôt que l'autre; on obtient de bons résultats en enferniant l'ampoule électrique A dans un tube T, de' façon qu'ils ne soient éclairés que par la lumière diffusée par un écran blanc E (fig. 107). L'art du constructeur consiste à réduire autant que possible le sillon S qui existe nécessairement entre. la division mobile D et le vernier V, et à mettre leurs deux graduations dans le même plan, pour éviter les erreurs de parallaxe; on supprime d'ailleurs facilement ces erreurs en définissant par un œilleton u la position de l'œil derrière la loupe L. Enfin, pour éviter l'altération de la graduation et l'entrée des poussières dans le sillon S, on protège généralement le cercle par un carter C C portant, en face des verniers, des ouvertures fermées par les glaces G; c'est ce carter, démonté, que l'oa voit en K sur la figure 106.

Pour l'exécution des pointés, il faut pouvoir réaliser la rotation de l'analyseur avec une précision [correspondant à celle des lectures. La double poignée MM (fig. 106) permet d'abord de l'amener rapidement au voisinage de la position cherchée; on l'immobilise par rapport au bras, en serrant la vis de pression B, et l'action de la vis P permet alors de petits déplacements à droite et à gauche; un ressort, appuyant toujours le bras contre la tête de la vis, supprime le temps perdu.

55. Exécution d'une mesure. — On commence d'abord par disposer le polarimètre en face de ,1a source de lumière à la distance prescrite, on met la lunette d'observation au point sur la ligne de séparation des plages, et on s'assure que la marche des rayons est correcte : si l'on a bien orienté le polarimètre, chacune des plages paraît uniformément éclairée dans toute son étendue. Il est bon de vérifier que l'image de la source couvre bien le diaphragme d'entrée S' (fig. loi, § 52), en examinant avec une loupe le cercle oculaire T[, qui doit paraître uniformément éclairé.

On donne alors à l'angle de pénombre la valeur que l'on doit employer, c'est-à-dire la plus petite valeur compatible avec V éclairement dont on dispose (§ 40), et Von refait encore très soigneusement (§ 41) la mise au point sur la ligne de séparation des plages; puis on cherche le zéro de l'appareil en tournant l'analyseur de façon à établir l'égalité d' éclairement. Si la vis de commande ne présente pas de 'temps perdu, il est commode de faire cette opération en déplaçant rapidement l'analyseur à droite et à gauche de cette position; on donne aux premiers déplacements . une amplitude suffisante pour passer de l'extinction d'une plage à l'extinction de l'autre (§ 39), puis on réduit l'amplitude du déplacement, et l'on s'arrête à la position que l'on estime être la moyenne entre les deux positions pour lesquelles l'œil commence à percevoir une différence d' éclairement. On vérifie alors que le zéro de la division se trouve bien en face. du zéro du» MJjimT.'IlL l'i»*LPn place l'alidade au zéto, et l'on rétablit l'égalité

100 APPAREILS DE MEvSURE 55

sur le bouton R (fig. 103 et 106) qui déplace le nicol analyseur par rapport à l'alidade.

On place alors dans l'appareil le tube polarimétriquc contenant la substance à étudier, et l'on rétablit soigneusement la mise au point sur la ligne de séparation^ en tirant V oculaire de la lunette d'observation (§ 52). Dans le cas le plus fréquent, où la rotation est plus grande que l'angle de pénombre, les deux plages sont plus éclairées que lors du pointé du zéro : on tourne l'analyseur de façon à diminuer leur éclairemcnt. On observe successivement Vextinctio7i des deux plages, puis on rétablit, comme précédemment, l'égalité d'éclairement : il suffit de lire la position du zéro du vornier pour avoir le sens et la grandeur de la rotation.

Il faut toutefois remarquer que la lecture d'un angle a peut correspondre à une rotation a+ ^tc, /e étant un nombre entier quelconque. Dans les dosages usuels, on sait toujours à l'avance quel est l'ordre de grandeur de la rotation à attendre; il est généralement inférieur à 90". Dans l'étude d'un composé chimique nouveau, on peut au contraire rencontrer des rota-* tiens supérieures à 90°, et l'on peut par exemple confondre une rotation à droite de 120° .avec une rotation à gauche de 60°; on répète alors la mesure avec un ■ tube polarimétriquc de longueur 2 fois plus petite : les deux valeurs possibles de la rotation sont maintenant + 60° et — 30", elles ne peuvent plus être confondues.

Le procédé d'exécution des pointés que nous venons d'indiquer a l'inconvénient qu'il ne permet pas de se rendre compte de l'ordre de grandeur de l'erreur de pointé; dans les mesures de précision, on emploiera de préférence la méthode suivante : l'analyseur étant nettement .écarte de la position à réaliser, on l'y ramène en le tournant d'abord rapidement, puis déplus en plus lentement, et l'on s'arrête dès que l'on ne perçoit plus de différence d'éclairement entre les plages; on ferme l'œil un instant pour le reposer, puis on regarde à nouveau les plages; si l'on aperçoit une différence dans le même sens qu'au début, on déplace encore un peu l'analyseur; si la position d'égalité a été dépassée, on revient nettement on arrière sans faire de lecture, et on recommence. Autrement dit, on cherche à donner à l'analyseur une position pour laquelle la différence d'éclairement cesse d'être perceptible à l'œil; elle diffère .théoriquement de la position pour laquelle cette différence est nulle d'un angle égal à l'erreur de pointé calculée au paragraphe 40. On répète l'opération un certain nombre de fois en ayant soin de' changer à chaque fois le sens de rotation, de façon à changer à chaque fois le sens de cet écart : la moyenne de toutes les lectures du vernier — ou des deux verniers — donne la valeur exacte de l'azimut correspondant à l'égalité; l'écart moyen entre les diverses lectures et leur moyenne indique l'ordre de grandeur de l'erreur possible.

Dans tous les cas, lorsque Von fait plusieurs lectures consécutives pour

SACCHARIMÈTRES

lOI

eu prendre la moyenne, il faut avoir soin entre deux lectures de s'écarter netlemenl de la position d'égalité, et même de changer la position des doigts par rapport au boulon de commande. Sans cette précaution, il pourrait arriver que l'on retrouve la même lecture, môme si elle est inexacte, et que le jugement clo l'œil soit faussé par le fait de la mémoire musculaire de la main, qui lui fait réaliser, pour retrouver la position d'égalité, un déplacement égal à celui qu'elle a fait pour s'en écarter.