Chapitre 14 – T.P. : Spectroscopie à prisme
base
arête utile
A
Figure 14.1 Prisme.
A
A
D
I
J
K
i
i
r r
Figure 14.2 Angles du prisme.
L’angle entre les deux faces utiles est notée A. On utilise des verres de différents
indices donnés en général pour le jaune (l = 0,56 mm), longueur d’onde moyenne
du spectre. On distingue en fait deux types de verres : le flint (n 1,7) et le crown
(n 1,5) sachant que certains fabricants proposent maintenant des prismes en crown
ayant un indice proche de 1,7. L’indice de réfraction du verre dépend de la longueur
d’onde selon la loi de Cauchy :
n = a +
b
l 2
(14.1)
a et b étant des constantes positives qui dépendent du verre. On dit que le prisme est
dispersif, c’est-à-dire qu’il dévie différemment des lumières de différentes longueurs
d’onde : il sert à étudier les spectres des sources de lumière.
2.2 Relations du prisme
Il s’agit d’établir les relations entre les différents angles intervenant dans les constructions relatives au prisme. Les notations sont celles de la figure 14.2 réalisée dans le
plan d’incidence. Par habitude, sur le prisme, on raisonne avec des angles positifs non
orientés (tous les angles sont compris entre 0 et p/2). Le milieu extérieur est l’air
d’indice 1 et l’indice de réfraction du verre est noté n.
Aux points I et J, on peut appliquer les relations de Descartes soit :
n sin r = sin i et n sin r
= sin i
L’angle entre les deux normales est égal à l’angle entre les deux faces utilisées du
prisme soit A. Ainsi dans le triangle IJK, la somme des angles donne :
r + r
+ (p − A) = p ⇔ r + r
= A
Il reste à déterminer la déviation, c’est-à-dire l’angle D entre le rayon émergent du
prisme et le rayon incident. Pour cela, on calcule l’angle dont « tourne » le rayon à
chaque interface.
• En I, le rayon tourne d’un angle a = i − r.
• En J, le rayon tourne d’un angle g = i − r .
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A
Figure 14.1 Prisme.
A
A
D
I
J
K
i
i
r r
Figure 14.2 Angles du prisme.
L’angle entre les deux faces utiles est notée A. On utilise des verres de différents
indices donnés en général pour le jaune (l = 0,56 mm), longueur d’onde moyenne
du spectre. On distingue en fait deux types de verres : le flint (n 1,7) et le crown
(n 1,5) sachant que certains fabricants proposent maintenant des prismes en crown
ayant un indice proche de 1,7. L’indice de réfraction du verre dépend de la longueur
d’onde selon la loi de Cauchy :
n = a +
b
l 2
(14.1)
a et b étant des constantes positives qui dépendent du verre. On dit que le prisme est
dispersif, c’est-à-dire qu’il dévie différemment des lumières de différentes longueurs
d’onde : il sert à étudier les spectres des sources de lumière.
2.2 Relations du prisme
Il s’agit d’établir les relations entre les différents angles intervenant dans les constructions relatives au prisme. Les notations sont celles de la figure 14.2 réalisée dans le
plan d’incidence. Par habitude, sur le prisme, on raisonne avec des angles positifs non
orientés (tous les angles sont compris entre 0 et p/2). Le milieu extérieur est l’air
d’indice 1 et l’indice de réfraction du verre est noté n.
Aux points I et J, on peut appliquer les relations de Descartes soit :
n sin r = sin i et n sin r
= sin i
L’angle entre les deux normales est égal à l’angle entre les deux faces utilisées du
prisme soit A. Ainsi dans le triangle IJK, la somme des angles donne :
r + r
+ (p − A) = p ⇔ r + r
= A
Il reste à déterminer la déviation, c’est-à-dire l’angle D entre le rayon émergent du
prisme et le rayon incident. Pour cela, on calcule l’angle dont « tourne » le rayon à
chaque interface.
• En I, le rayon tourne d’un angle a = i − r.
• En J, le rayon tourne d’un angle g = i − r .
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