POLARIMETRE : Physique

(Avant de lire ce rapport, il serait bon de revoir ses bases de polarimétrie en lisant préalablement une Introduction à la Polarimétrie ! POLARIMÈTRE : Introduction à la polarimétrie)

Cette partie est sensée vous apporter de quoi comprendre les différents éléments du polarimètre qui permettent de saisir les informations sur le pouvoir rotatoire.

- Définitions et fonctionnement :

La photodiode est une diode à semi-conducteur produisant une variation du courant électrique grâce à un rayonnement lumineux incident , se qui est bien en relation avec le polarimètre, qui a pour but de connaitre la “ déviation” de la lumière par le type d'échantillon dont on cherche la polarisation. La photodiode est plus particulièrement un dipôle asymétrique et ainsi les lois habituelles de l'électricité ne s'appliquent pas à celle-ci.

La photodiode est réalisée à l'aide d'un semi-conducteur qui est une jonction P-N. Cette fonction permet à l'aide des photons de déplacer les électrons entre deux couches ( de la couche P à la couche N) , avec le P qui est plus proche de l'anode et le N qui est plus proche de la cathode ,se qui représente bien le sens non-conventionnel du courant électrique.

← symbole d'une photodiode qui se différencie du symbole de la diode →

On constate ainsi que pour la photodiode, il y a 2 flèches qui pointent vers le haut qui représentent l'émission de photons, d'où le terme “photo”.

Le fonctionnement de la photodiode est le suivant :

1. émission d'un courant proportionnel à l'intensité lumineuse qu'elle reçoit. Ce courant est ensuite converti en tension par un amplificateur de mesure.
2. une conversion rapide entre la photodiode et l'amplificateur

La lumière pouvant être considérée comme une onde transversale. Les vibrations ont lieu dans le plan perpendiculaire à la direction de propagation du rayon lumineux. Mais le plan dans lequel s’effectue la vibration n’est pas défini et varie avec le temps. C’est le cas de la lumière ordinaire. Dans certaines conditions on peut obliger la vibration à s’effectuer dans une direction bien précise. Nous aurons alors une lumière polarisée. On appelle lumière polarisée une lumière dont la direction de vibration est bien définie. Pour cela l’utilisation d’un filtre polariseur est nécessaire, en effet celui-ci ayant la capacité de polariser la lumière émise aussi bien par réfraction que par réflexion. Notez cependant que dans le cas d’une source lumineuse polychromatique la direction de polarisation sera différent pour chaque longueur d’onde, c’est pour cela que par la suite nous étudierons uniquement des sources lumineuses monochromatiques. (A partir de maintenant tous les exemples seront tirés de notre polarimètre).

Schéma du polarimètre :

(il manque le dit schéma)

1) Source laser monochromatique. 2) Le polariseur (polarise cette lumière). 3) L’échantillon analysé (modifie l’angle de polarisation). 4) L’analyseur (attenu/bloque la lumière, il s’agit également d’un polariseur). 5) Le photorécepteur analyse les données reçues (si il y a de la lumière ou non).

Pour le peu d'informations que j'ai recueilli auprès de mon père, il faudrait un transformateur différent pour chaque composant du polarimètre, c'est-à-dire il faudrait un transformateur pour la photodiode, un autre pour le laser, etc. Ainsi, si nous avons 5 composants à alimenter en électricité, il faudra 5 transformateurs. Or, si plusieurs composants, on la même tension et la même intensité ( =ampérage ) alors un transformateurs suffit. L'électricité la plus souvent fournie est de l'ordre de 100 à 240 V ( = lignes haute-tension ).

• *1. Définition d'un transformateur : Un transformateur est une machine électrique permettant de transformer une tension et une intensité d'une source électrique. Il permet aussi de convertir le courant alternatif en courant continu. → pour le polarimètre, nous utiliserons une alimentation électrique et ainsi le circuit primaire sera l'électricité délivrée par les prises de courant c'est-à-dire environ du 230 V et le circuit secondaire sera les composants de notre polarimètre, par exemple le laser qui aura besoin d'une alimentation maximale de 3 V. —- 2. Exemple de transformateur :**

Les transformateur sont utilisés dans beaucoup de domaine et dans beaucoup d'objets du quotidien car l'électricité des prises des courants est beaucoup trop forte pour les appareils actuels, mais le rendement entre la source primaire et la source secondaire est de 100% et ainsi il n'y a pas de perte d'électricité. On utilise des transformateurs pour les recharges de téléphone, les télévision, les ordinateurs. Or les appareils ménagers (= aspirateurs, lave-linge, lave-vaisselle) et les radiateurs sont directement branchés sur les prises secteurs.

Le polarimètre contenant des composants ne pouvant pas recevoir une forte tension , il faut donc un transformateur. Pour cela, nous prenons l'exemple d'un transformateur dans une recharge :

→ “ IMPUT” est les caractéristiques du courant entrant avant le transformateur avec la tension, la fréquence et l'intensité fourni par la source primaire. Ici , la tension est de 230 V , la fréquence de 50 Hz et l'intensité de 30 mA “OUTPUT” est les caractéristiques du courant sortant après le transformateur avec la tension et l'intensité transformées par le transformateur mais la fréquence ne change pas. Ici, la tension vaut à présent 10.5 V et l'intensité vaut à présent 250 mA. Le transformateur est logé dans le gros boitier noir , mais aujourd'hui la plupart des transformateur sont plus petits. Page d'accueil