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Auteur(s)
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Claude VÉRET : Ingénieur diplômé de l’École supérieure d’Optique - Docteur Ingénieur de la Faculté des Sciences de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
La vitesse de propagation dans le vide du rayonnement électromagnétique est une constante indépendante de la fréquence. Mais, lorsque ce rayonnement pénètre dans un milieu matériel, il y subit, au cours de sa propagation, des interactions avec la matière produisant des effets variés d’absorption, de diffusion, de polarisation, de réduction de vitesse, qui, eux, dépendent de la fréquence.
La réfractométrie est l’ensemble des techniques optiques de mesure de l’indice de réfraction d’un milieu matériel, défini comme le rapport de la vitesse du rayonnement dans le vide à sa vitesse dans le milieu considéré.
À côté de son usage classique pour déterminer les caractéristiques réfringentes des matériaux vitreux ou cristallins entrant dans la composition des systèmes optiques, et du fait que l’indice de réfraction d’un corps dépend de son état physique (gazeux, liquide, visqueux, solide) ainsi que de sa composition chimique, la réfractométrie est aussi susceptible d’apporter une aide dans des processus de production de composés élaborés par les industries chimiques et alimentaires.
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L’indice de réfraction d’un milieu matériel
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3. Utilisation des réfractomètres
Le tableau 4 résume les différentes méthodes de réfractométrie.
3.1 Appareils de laboratoire
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Dans les laboratoires d’enseignement et de contrôle industriel des domaines de la physique et de la chimie, on trouve divers modèles de réfractomètres à déviation ou à angle limite pour mesurer les indices de matériaux solides (verres minéraux ou organiques, cristaux) et de substances liquides ou gélifiées. L’exactitude courante est de l’ordre de l’unité de la quatrième décimale, mais il est aussi possible d’atteindre la cinquième décimale, en prenant la précaution de mesurer et stabiliser la température des échantillons.
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Pour des gaz purs ou des mélanges gazeux, il est plus généralement fait usage des méthodes interférométriques ou strioscopiques, avec une exactitude atteignant quelques unités de la sixième décimale et parfois mieux.
3.2 Appareils industriels
Les réfractomètres trouvent des applications dans diverses industries où ils interviennent non seulement pour contrôler la qualité des produits fabriqués, mais aussi souvent dans les processus de fabrication pour corriger, en temps réel, la composition d’un mélange.
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Pour les matériaux solides, ce sont, avant tout, les verreries d’optique qui font un usage permanent de ces appareils pour vérifier et transmettre à leurs clients, fabricants d’instruments d’optique, les valeurs des indices des pièces fournies. Ces fabricants sont, eux-mêmes, équipés de réfractomètres pour vérifier les indices des matériaux vitreux ou cristallins qu’ils ont en stock, lors de leur utilisation.
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Utilisation des réfractomètres
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BIRCH (K.J.), DOWNS (M.J.) - An updated Edlen equation for the refractive index of air. - Metrologia vol. 30, p. 155 à 162 (1993).
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(2) - JOHNSEN (S.E.), SCHNELLE (P.D.) - A precision recording refractometer (Réfractomètre enregistreur de précision). - Rev. Sci. Instr. (USA), p. 26-35, 9 fig., bibl. (9 réf.), 24 janv. 1953.
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(3) - SEIFLOW (G.H.F.) - A simple recording differential refractometer (Réfractomètre différentiel enregistreur de construction simple). - J. Sci. Instrum (GB) 30, no 11, p. 407-8, 2 fig., nov. 1953.
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(4) - Réfractomètre selon Pulfrich et Abbe. - Rev. Optique (F) 7, p. 503 (1928)
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(5) - WINTER-KLEIN (A.) - Réfractomètre de précision pour mesures à température constante. - Rev. Optique (F) 29, p. 141 (1950).
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(6) - ARNULF...
1 Constructeurs et distributeurs (France)
(Liste non exhaustive)
Ateliers Cloup. http://www.cloup.fr
Carl Zeiss (Allemagne) distribué par : Carl Zeiss SA. http://www.zeiss.com
Fisher Bioblock Scientific http://www.bioblock.com/
Mettler Toledo http://www.mt.com/
Schmidt + Haensch http://www.schmidt-haensch.de (Allemagne)
Dr-Kernchen http://www.kernchen.de
The Electron-Machine Corp. http://www.electronmachine.com, Umatilla, Floride (USA)
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