La ?gure 3.26 présente deux cas de superposition de feuilles formées de matériau
polarisant transparent. Si les plans de polarisation de chaque carré sont parallèles, le
faisceau de lumière traversera les deux feuilles. Par contre, si les plans de polarisation
sont perpendiculaires, la lumière ne passera plus à travers les deux feuilles de matériau
polarisant, et la région sera opaque. Le fonctionnement du polarimètre, décrit en détail
un peu plus loin dans cette section, est basé sur ce phénomène.
Figure 3.26
a) Superposition de
deux feuilles de matériau
polarisant dont les plans de
polarisation sont parallèles ;
b) Superposition de deux feuilles
de matériau polarisant dont
les plans de polarisation sont
perpendiculaires
a)
b)
Ce n’est qu’au début du xviii
e siècle que la lumière polarisée a été découverte et que des
expériences utilisant ce type de lumière ont été effectuées sur des composés chimiques.
En 1828, le physicien britannique William Nicol (1768-1851) a mis au point un cristal
de carbonate de calcium (CaCO 3 ), appelé prisme de Nicol, qui permet de polariser ef?cacement la lumière. De nos jours, une substance polarisante, le polaroïd, inventée par
l’Américain Edwin Herbert Land (1909-1991), est largement employée pour polariser la
lumière
4
. Le polaroïd se trouve, entre autres, dans plusieurs lunettes de soleil.
Lorsque la lumière polarisée entre en contact avec un échantillon de molécules
chirales, une rotation du plan de polarisation de la lumière, nommée rotation op tique,
est observée. Une molécule chirale est dite « optiquement active ». Par opposition, si un
échantillon de molécules achirales est traversé par la lumière polarisée, aucune rotation du plan de polarisation ne sera observée. Une molécule achirale est dite « optiquement inactive ».
L’appareil qui permet de mesurer la rotation du plan de la lumière polarisée porte le
nom de polarimètre (voir la ?gure 3.27, page suivante). Son utilisation est simple. Lorsque
le tube à échantillon est vide et que la source lumineuse est allumée, l’observateur ajuste
le prisme analyseur a?n de trouver la position qui offre un maximum de luminosité par
rapport au faisceau de lumière polarisée par le prisme polarisant. Cet ajustement positionne les axes des prismes polarisant et analyseur parallèlement, ce qui constitue un
angle de rotation de 0°. Lorsqu’une substance à analyser est placée dans le tube à échantillon, s’il renferme des molécules achirales, aucune rotation du plan de polarisation de
la lumière ne sera observée ; l’intensité maximale sera toujours perçue, à un angle de 0°.
À l’inverse, si l’échantillon contient des molécules ayant une chiralité, l’observateur
percevra une moins grande luminosité que précédemment. Cela est dû au fait que le
plan de la lumière polarisée n’est plus aligné avec l’axe du prisme analyseur, les molécules chirales ayant provoqué une rotation du plan de polarisation. En tournant l’axe
du prisme analyseur de manière à retrouver l’intensité lumineuse maximale, il sera
possible de déterminer la rotation optique observée (α) causée par les molécules chirales de l’échantillon.
Polarimètre manuel
De nos jours, il existe
plusieurs modèles de polari mètres, dont certains
sont auto matiques (polarimètre automatique) et
d’autres s’ajustent manuellement (polarimètre manuel).
REMARQUE
Polarimètre automatique (marque
PerkinElmer, modèle 343)
3.5 Stéréoisomérie
135
polarisant transparent. Si les plans de polarisation de chaque carré sont parallèles, le
faisceau de lumière traversera les deux feuilles. Par contre, si les plans de polarisation
sont perpendiculaires, la lumière ne passera plus à travers les deux feuilles de matériau
polarisant, et la région sera opaque. Le fonctionnement du polarimètre, décrit en détail
un peu plus loin dans cette section, est basé sur ce phénomène.
Figure 3.26
a) Superposition de
deux feuilles de matériau
polarisant dont les plans de
polarisation sont parallèles ;
b) Superposition de deux feuilles
de matériau polarisant dont
les plans de polarisation sont
perpendiculaires
a)
b)
Ce n’est qu’au début du xviii
e siècle que la lumière polarisée a été découverte et que des
expériences utilisant ce type de lumière ont été effectuées sur des composés chimiques.
En 1828, le physicien britannique William Nicol (1768-1851) a mis au point un cristal
de carbonate de calcium (CaCO 3 ), appelé prisme de Nicol, qui permet de polariser ef?cacement la lumière. De nos jours, une substance polarisante, le polaroïd, inventée par
l’Américain Edwin Herbert Land (1909-1991), est largement employée pour polariser la
lumière
4
. Le polaroïd se trouve, entre autres, dans plusieurs lunettes de soleil.
Lorsque la lumière polarisée entre en contact avec un échantillon de molécules
chirales, une rotation du plan de polarisation de la lumière, nommée rotation op tique,
est observée. Une molécule chirale est dite « optiquement active ». Par opposition, si un
échantillon de molécules achirales est traversé par la lumière polarisée, aucune rotation du plan de polarisation ne sera observée. Une molécule achirale est dite « optiquement inactive ».
L’appareil qui permet de mesurer la rotation du plan de la lumière polarisée porte le
nom de polarimètre (voir la ?gure 3.27, page suivante). Son utilisation est simple. Lorsque
le tube à échantillon est vide et que la source lumineuse est allumée, l’observateur ajuste
le prisme analyseur a?n de trouver la position qui offre un maximum de luminosité par
rapport au faisceau de lumière polarisée par le prisme polarisant. Cet ajustement positionne les axes des prismes polarisant et analyseur parallèlement, ce qui constitue un
angle de rotation de 0°. Lorsqu’une substance à analyser est placée dans le tube à échantillon, s’il renferme des molécules achirales, aucune rotation du plan de polarisation de
la lumière ne sera observée ; l’intensité maximale sera toujours perçue, à un angle de 0°.
À l’inverse, si l’échantillon contient des molécules ayant une chiralité, l’observateur
percevra une moins grande luminosité que précédemment. Cela est dû au fait que le
plan de la lumière polarisée n’est plus aligné avec l’axe du prisme analyseur, les molécules chirales ayant provoqué une rotation du plan de polarisation. En tournant l’axe
du prisme analyseur de manière à retrouver l’intensité lumineuse maximale, il sera
possible de déterminer la rotation optique observée (α) causée par les molécules chirales de l’échantillon.
Polarimètre manuel
De nos jours, il existe
plusieurs modèles de polari mètres, dont certains
sont auto matiques (polarimètre automatique) et
d’autres s’ajustent manuellement (polarimètre manuel).
REMARQUE
Polarimètre automatique (marque
PerkinElmer, modèle 343)
3.5 Stéréoisomérie
135