Un polariscope est destiné à l’étude de la lumière polarisée. Il consiste en un polariseur qui produit de la lumière polarisée et un analyseur qui permet d’en juger du résultat à travers l’échantillon. Les modèles actuels sont constitués de 2 polaroids croisés. Le modèle du musée a été conçu par Norremberg en 1858. Son originalité est de fonctionner par réflexion. Il a été l’occasion de nous poser des questions et d’évoquer l’historique de quelques découvertes autour de la polarisation de la lumière ! De retour chez moi, j’ai complété les informations par le Web pour mettre cela par écrit avec des dates plus précises.
(Au passage, il faut noter que la polarisation lumineuse est un sujet complexe qui a de nombreuses implications dans la vie de tous les jours (et en photographie et en microscopie !) Néanmoins, cela n’a rien d’intuitif et nécessite de solides connaissances théoriques pour bien comprendre ce qui se passe en pratique. Souvent l’utilisateur questionné doit se contenter de grosses approximations pédagogiques pour expliquer par exemple à un gamin de 10 ans ce qui se passe dans un microscope polarisant ou même à un adulte photographe amateur le fonctionnement de ses filtres. Je n’ai pas de bonne solution en réserve. J’ai juste essayé quelques formulations…)
- 11-04-1717rr.jpg (132.71 Kio) Vu 1808 fois
la lumière étant une onde électromagnétique, la polarisation indique les directions que prennent le vecteur champ électrique (et le vecteur champ magnétique à 90°). En polarisation linéaire, le vecteur pointe constamment dans une direction. En polarisation elliptique (dont la polarisation circulaire est un cas particulier) le vecteur décrit une ellipse. La lumière naturelle n’est pas polarisée et la direction de ces vecteurs évolue alors dans le temps de façon désordonnée.
2) les premières découvertes concernant la polarisation
Pour plus d’informations lire cet historique en lien.
Les cristaux de calcite ont la propriété de produire par transmission deux images d’un même objet. Cela a été constaté dès 1670, et Huygens a tenté d’expliquer ce phénomène en 1690 avec l’idée de 2 rayons : un « ordinaire » et l’autre « extraordinaire » associée à sa théorie ondulatoire de la lumière.
Ensuite Malus en 1810 poursuit la découverte de la polarisation avec les effets de la réflexion. Il faut citer également Arago, puis Biot en 1815 qui montre que certaine solutions font tourner le plan de polarisation.
En 1811, le physicien écossais David Brewster reprend les expériences de Malus et analyse les effets de la réflexion sur un plan sur la polarisation de la lumière.
3) Le premier type de polariseur
C’est le prisme de Nicol, inventé en 1828 par William Nicol d’Edimbourg. Il est constitué d'un cristal rhomboédrique de calcite (spath d'Islande) taillé à un angle de 68°, coupé selon la diagonale, puis recollé à l'aide de baume du Canada.
Pendant longtemps nos microscopes ont été équipés de ce type de polarisant et j’ai possédé quelque temps un dispositif épiscopique Lomo avec ce dispositif encore utilisé durant le XXe siècle.
4) les polaroïds, polariseurs actuels
Mais dès 1852, le physicien William Herapath découvrit une matière cristalline synthétique le sulfate d’iodoquinine qui se révéla un excellent polarisateur. Elle fut appelée herapathite. Par contre, cette matière se désintègre en une fine poudre dés qu’on la touche. On ne peut donc pas l’utiliser. Bien plus tard, on imagina de stabiliser les petits cristaux dans une matière plastique transparente.
C’est en 1937 que le docteur Edwin H. Land a fondé sa société, pour commercialiser son invention le polaroid, matériau polarisant en film plastique qui sera après la 2e guerre mondiale la base de nos filtres photographiques ou de microscopie.
5) le polariscope de Norremberg
A part des images de modèles de collection en musée ou en vente, je n’ai pas trouvé d’informations précises sur cet appareil. Il s’agit semble t il, d’appareils pédagogiques, de démonstration destinés à présenter la polarisation par réflexion de la lumière et non à exploiter la polarisation totale par une surface réfléchissante selon l’incidence de Brewster. La bonne orthographe est peut être « Nörrenberg » ?
un appareil simillaire est en effet illustré à
http://fr.wikibooks.org/wiki/Fichier:Po ... enberg.png
Un site indique les dates de 1787-1862. Je n'ai pas trouvé plus dinformations sur ce physicien.
L’appareil est postérieur à l’invention du Nicol, mais a été utilisé au XIXe jusqu’à l’invention des polaroids car il permet d’étudier des échantillons bien plus grands, n’étant pas limité par la taille des cristaux de calcite disponibles…
Une des leçons à retenir de cette évocation historique est peut être que les technologies n’ont pas une évolution linéaire avec remplacement de l’ancien par du plus performant ; Mais, comme dans l’évolution biologique, des fonctions particulières, des niches écologiques séparées peuvent permettre longtemps la coexistance de plusieurs systèmes.
PS édition pour correction dates Nörrenberg
