Réfraction, indice de

L’indice de réfraction indique, de combien un rayon lumineux est dévié lors de son passage du vide au milieu concerné.

Le rapport entre la turbidité et la concentration de matières en suspension est sensiblement influencé par les propriétés de diffusion des particules. L’intensité de diffusion ne dépend pas seulement de la concentration mais aussi de la granulométrie des particules et du rapport des indices de réfraction entre les particules et le milieu.

La diffusion de lumière est d’autant plus forte que la différence des indices des particules et du milieu est importante. Si les indices de réfraction sont égaux, la diffusion est nulle. La figure ci-dessous illustre se fait. L’intensité de la lumière diffusée par le SiO2 est représentée en fonction de l’indice de différents liquides.

Fig. 50: Intensité de diffusion (unité relative) de SiO2 /p> dans des mélanges de méthanol/benzothiasole à indices de réfraction différentes

Au minimum de la courbe la diffusion est pratiquement nulle et le liquide paraît donc limpide. En effet, les indices de réfraction du milieu et celui des particules de SiO₂ sont égaux à cet endroit (1,47). Cette procédure permet par ailleurs de déterminer l’indice de réfraction de particules en suspension.

Le tableau suivant énumère les indices de réfraction de quelques substances:

Substance Indice de réfraction

a-SiO₂ #9; 1.45 .. 1.47

méthanol 1.329

eau 1.333

quartz (SiO₂ nat.) 1.55

c-SiO₂ #9; 1.48

Ca₃ PO_{4 2} #9;1.60 .. 1.66

CaCO₃ #9;1.5 .. 1.7

cendre d’os 1.60 .. 1.66

formazine 1.85

Al_{2 3} #9; 1.76

CaSO₄ #9; 1.57

levure 1.49 .. 1.53

polystyrène-latex 1.59

huile de paraffine 1.48

PbO, Pb_{3 4} PbO₂ #9;2.3 .. 2.7

TiO₂ #9; 2.6 .. 2.9

ZnO 2.0

En pratique, le milieu est généralement l’air (indice 1.00) ou l’eau (indice 1.33), valeurs qui sont inclus dans l étalonnage du turbidimètre. L’effet de l’indice de réfraction des matières en suspension n’est sensible que si celui de la substance mesurée diffère fortement du produit d’étalonnage.