Indice de réfraction : l’essentiel à savoir

Indice de réfraction : l’essentiel à savoir

Principes théoriques de l’indice de réfraction, mesure, utilisations, FAQ et plus encore

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Glossaire

  • Longueur d’onde : longueur d’une onde unique mesurée d’un pic d’onde à l’autre.
  • Vide : espace clos, dépourvu partiellement de matière et d’air.
  • Fréquence : nombre d’ondes produites chaque seconde. La fréquence est mesurée en hertz (Hz).
  • Indice de réfraction : indice qui décrit la vitesse à laquelle un faisceau lumineux traverse un milieu donné par rapport à la vitesse à laquelle il traverse un second milieu. Cette relation est définie par la formule n = c/v,c désigne la vitesse de la lumière dans le vide et v représente la vitesse de phase de la lumière dans le milieu de l’échantillon.
  • Angle d’incidence : angle formé par le rayon normal et le rayon incident.
  • Angle de réflexion : angle formé par le rayon ou l’onde réfléchie et une ligne imaginaire tracée à 90 degrés par rapport à la surface réfléchissante.
  • Lumière incidente : rayon lumineux se déplaçant vers une surface ou une limite.
  • Lumière réfléchie : rayon lumineux quittant une surface ou une limite.
  • Réfraction : processus par lequel une onde change de vitesse, et parfois de direction, en pénétrant dans un milieu plus ou moins dense, par exemple un rayon lumineux changeant de direction lorsqu’il est réfracté par une lentille.

Substances types, échantillons/matériaux de référence, et leurs indices de réfraction approximatifs

Substance

Indice de réfraction

Vide

1,0000

Air

1,0002

Liquides à 20 °C, longueur d’onde de 589,3 nm

1-Propanol

1,3848

2,4-Dichlorotoluène

1,5463

Acétone

1,3588

Extrait d’aloès

1,334

Bière

1,346

Bromonaphtalène

1,6578

Beurre

1,450

Huile de coco

1,440

Café

1,345

Lait de vache

1,359

Dodécane

1,4218

Éthanol

1,3338

Glycérol

1,477

Miel

1,520

Ketchup

1,385

Caoutchouc naturel

1,540

Huile d’arachide

1,469

Yaourt nature

1,345

Propylène glycol

1,432

Chlorure de sodium

1,334

Soude

1,333

Boisson au soja

1,350

Acide sulfurique

1,335

Huile de tournesol

1,474

Huile d’olive vierge

1,469

Eau (déionisée)

1,333

Solides à température ambiante

Diamant

2,417

Verre

1,517

 

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FAQ

Que déduire d’un indice de réfraction élevé ?

Un indice de réfraction élevé signifie qu’un faisceau lumineux traversant un milieu se déplace lentement, et que le faisceau est davantage dévié (voir image ci-dessous). Dans la pratique, plus une substance binaire est concentrée, plus son indice de réfraction est élevé.
 

Comment éviter les interférences liées aux particules solides lors de la mesure de l’indice de réfraction ?

Les échantillons pâteux, comme la purée de tomate, peuvent favoriser la formation de poches d’air entre le prisme et l’échantillon. Pour vous assurer que l’échantillon est parfaitement en contact avec le prisme :

  • Agitez bien le liquide avant de prélever un échantillon. Assurez-vous que l’agitation n’entraîne pas la formation de bulles d’air.
  • S’il est impossible d’homogénéiser parfaitement l’échantillon, effectuez la mesure à plusieurs reprises et calculez la moyenne des mesures individuelles.
  • Versez l’échantillon sur le prisme et patientez quelques secondes jusqu’à sédimentation des matières solides. Le temps d’attente entre chaque mesure doit être strictement identique.
     

Comment les impuretés affectent-elles l’indice de réfraction ?

En réfractométrie, les impuretés peuvent affecter la mesure de 2 manières :

  1. Lorsqu’il s’agit d’impuretés liquides dont l’indice de réfraction est supérieur à celui de votre échantillon liquide : la vitesse de la lumière dans le milieu diminue, donc la valeur de l’indice de réfraction augmente .
  2. Lorsqu’il s’agit d’impuretés liquides dont l’indice de réfraction est inférieur à celui de votre échantillon liquide : la vitesse de la lumière dans le milieu augmente, donc la valeur de l’indice de réfraction diminue.
     

Vous souhaitez apprendre à manipuler des échantillons contenant des impuretés ? Téléchargez ce guide.

 

Comment les particules solides affectent-elles l’indice de réfraction ?

Si votre échantillon liquide contient des suspensions solides, il est conseillé de verser l’échantillon dans le porte-échantillons du réfractomètre et de patienter pendant une durée définie (par exemple 10 secondes) avant de procéder à la mesure.
 

Est-il possible de mesurer l’indice de réfraction d’échantillons solides ?

Oui, il est possible de mesurer les échantillons noirs, sombres et colorés en quelques secondes seulement à l’aide des réfractomètres METTLER TOLEDO. Pour mesurer l’indice de réfraction de feuilles, de granulés ou de résines, nous vous recommandons d’utiliser un kit poinçon.
 

Pourquoi utiliser la mesure de l’indice de réfractation pour identifier un échantillon ?

L’indice de réfraction permet d’identifier les échantillons purs, car chaque élément chimique présente un indice de réfraction unique. Après la mesure, l’indice de réfraction de l’échantillon permet de retrouver de quel échantillon il s’agit. De plus, en utilisant un réfractomètre automatique, l’indice de réfraction peut être automatiquement converti en d’autres échelles (Brix, %poids/poids et %volume/volume, par exemple).