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Incidence Brewsterienne.

L'incidence brewstérienne a été définie en 1815 par le physicien écossais David Brewster (1781-1868). Elle indique la valeur particulière de l'angle d'incidence d'un rayon lumineux, telle que le rayon réfléchi soit entièrement polarisé. Cette valeur est définie par la formule n = tg(i) avec "n" l'indice de réfraction du milieu sur lequel se produit la réflexion et "i" l'angle que fait le rayon incident avec la normale à la surface.

Un bon schéma valant un mauvais discours...

soit pour un verre ordinaire d'indice n = 1,5 i = 56° 18' 35,7''

si vous utilisez un diamant qui a un pouvoir réflecteur 4 fois plus élevé que le verre pour polariser votre lumière

n = 2,42 et on aura i = 67° 32' 54,4''......

 

Applications pratiques :

Le montage suivant a été réalisé pour l'observation d'une préparation à base de cristallisation d'une goutte de vin blanc (un sauvignon..)

La led blanche est positionnée à 3 cm du bas de la lame porte objet qui fait office de polariseur. Elle est dirigée vers le centre de la lame.

La lame est calée avec un morceau d'adhésif à 63 mm de hauteur contre le corps du microscope, le rayon incident forme ainsi un angle de 57° avec la normale à la surface au centre de la lame et est réfléchie à 57° à la verticale vers la préparation.

La préparation est couverte avec un filtre polarisant qui sert d'analyseur, en fait sa position entre la préparation et le système d'observation ou de prise de vue n'a aucune espèce d'importance, le tout est de pouvoir le tourner pour jouer sur les couleurs des cristaux et la densité du fond.

On peut enfin jouer sur la qualité de la lumière avant polarisation en la diffusant légèrement, ce qui améliore l'homogénéité de l'éclairage.

Le résultat en image :

 

de plus en plus fort... La double incidence brewstèrienne.

Là ça se complique car le microscope n'étant pas franchement démontable, il faut tenir compte de la position fixe de l'objectif et remonter le trajet de la lumière pour faire les calculs... on va essayer de faire simple.

Vous devez en plus imaginer que pour qu'une polarisation soit correcte, il faut que les deux systèmes soient perpendiculaires...

donc il faut rabattre la partie "lamelle / lampe" à 90° vers soi... (je n'arrive pas à faire un dessin clair...)

ce que ça donne sur le microscope...

on voit mieux la Patafix que les lamelles !!!

Le résultat en image :

c'est moins bon qu'avec un Brewster et un analyseur, mais ça marche !!

 

N.B. en fait l'incidence Brewsterienne est l'incidence optimum où les rayons réfléchis sont polarisés au maximum, si vous vous trompez de quelques degrés (voir quelques dizaines) la polarisation aura tout de même lieu, elle sera moins forte c'est tout. Prévoyez pas mal de lumière au départ, la réflexion sur le verre en mange beaucoup, après chaque réflexion il n'en restera que 4%