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Auteur(s)
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Michel HENRY : Agrégé de Physique - Docteur ès Sciences - Maître de Conférences à l’Université Pierre et Marie Curie
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La découverte de l’activité optique naturelle dans le quartz par Arago en 1811, puis dans l’essence de térébenthine et diverses solutions de sucre par Biot en 1817, ouvrit un large champ d’investigations aux physiciens et surtout aux chimistes : pour la première fois, ils disposaient d’une sonde permettant d’agir au niveau moléculaire.
Plus tard, en 1846, Faraday montra la possibilité de modifier l’activité optique par diverses actions, en particulier celle d’un champ magnétique.
Comme la biréfringence naturelle, mais dans un domaine différent, l’activité optique est essentiellement liée à l’état de polarisation de la lumière, c’est-à-dire à l’orientation dans l’espace du champ électrique de l’onde lumineuse.
Pour décrire l’activité optique et comprendre comment il est possible d’en tirer des renseignements sur la structure moléculaire des composés actifs, nous devons nous fixer un modèle de la lumière. Nous reviendrons plus en détail 1 sur cette question, mais signalons dès à présent que nous utilisons le modèle de l’onde plane monochromatique ou, éventuellement, d’une superposition d’ondes planes.
Les mesures fournissent l’énergie transportée par l’onde, proportionnelle à la valeur moyenne du carré du champ électrique. Dans beaucoup de cas, cette donnée suffit, mais des renseignements complémentaires peuvent bien entendu être fournis par l’analyse de l’état de polarisation de la lumière 2.
Après avoir rappelé les caractéristiques essentielles de l’activité optique (§ 3, 4, 5 et 6), nous examinerons les méthodes de mesure 7, tant visuelles que photoélectriques, puis nous donnerons quelques indications sur les appareils actuellement disponibles 8 et les applications 9.
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- Version courante de déc. 2009 par Jean-Claude MAURIZOT
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Activité optique naturelle4. Absorption. Dichroïsme
4.1 Absorption
Jusqu’ici, nous avons admis que les milieux traversés ne modifient pas l’énergie des ondes ou, en d’autres termes, qu’ils sont parfaitement transparents.
En fait, c’est rarement le cas, et une partie plus ou moins importante de l’énergie incidente est absorbée par le matériau et perdue pour l’onde émergente.
L’absorption suit, avec une approximation largement suffisante dans la plupart des cas, la loi de Beer, selon laquelle le flux lumineux Φ est fonction exponentielle décroissante de la distance
parcourue dans le matériau absorbant :
avec :
- Φ :
- flux lumineux après le parcours de la distance
![]()
- Φ 0 :
- flux lumineux incident
- α :
- coefficient d’absorption.
Nous pouvons donner une expression équivalente pour le champ électrique de l’onde lumineuse :
ou encore :
en posant
nombre d’onde complexe.
Le flux lumineux, qui est une mesure...
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