Le réfractomètre : un peu de théorie.
Promis pas de math, des petits dessins et des explications en français.
La réfractométrie c’est quoi ?
Vous avez déjà du tenter votre chance, sur un bateau, à vouloir harponner un poisson qui passait à proximité. Vous étiez sûr de votre coup et pourtant le harpon est passé à coté du poisson ! Vous n’avez pas tenu compte de la réfractométrie !
Vous vous promenez tranquillement au bord de votre piscine, vos clefs tombent à l’eau, coup de chance, ce n’est pas profond, vous entrez votre main dans l'eau, vous mouillez la chemise jusqu’au coude et oh surprise, il faut décaler sa main pour prendre les clefs. Encore un coup du à la réfractométrie !
Vous avez pris un long bâton, bien droit, que vous avez plonger à mi hauteur dans l'eau et vous avez eu l'impression que celui-ci était plié à l'interface air/eau. Encore une démonstration de la réfractomètrie.
Prenez un crayon, mettez le dans un verre rempli d'eau, là où il entre en contatc avec l'eau il parait plié. La réfractomètrie est encore là !
Enfin ceux qui ont été dans le désert et qui ont pu voir des mirages, ils sont issus de phénomènes dus à la réfractomètrie.
On vient de mettre en évidence un phénomène physique qui concerne la propagation de la lumière : celle-ci ne se déplace pas à la même vitesse dans tous les milieux. Dans le vide sa vitesse est de 299.792.458 m/s, par approximation on indique 300.000.000 m/s, alors que dans l’eau, elle est ralentie et sa vitesse tombe à 225.000.000 m/s.
Lorsque la lumière arrive d'un milieu (air) et pénètre un autre milieu (l'eau) selon un certain angle de pénétration, si il existe une différence de propriété physique (indice de réfraction) entre ces deux milieux, le faisceau de lumière va être dévié.
Cette déviation est régie par une loi physique qui s'appelle loi de Snell-Descartes. C'est la réfractomètrie.
Un petit schema vaut mieux qu'une longue explication :
Réfractomètrie théorie.
Bien entendu, comme toute loi, elle a sa limite, puisqu'au delà d'un certain angle d'entré, le faisceau lumineux est alors réfléchi comme sur un miroir. C'est ce qu'on appelle la notion d'angle limite. Pas de panique, votre réfractomètre dispose d'un prisme dont l'angle a été particulièrement optimisé pour être en dehors de cette limite.
Réfractomètrie : notion d'angle limite.
Comment fait on pour mesurer l'indice de réfraction du miel ?
Il suffit de connaitre l'indice de réfraction du prisme pour appliquer la loi de Snell-Descartes avec comme inconnu, le milieu transversé par la lumière dont l'indice de réfraction est alors mesuré. Ce milieu inconnu est pour l'apiculteur, le miel.
Notons que la mesure de l’indice de réfraction (n) dépend de la
température et de la longueur d’onde de la lumière utilisée. Par convention, on prend la raie D du sodium, et la température est fixée à 20°C. Les réfractomètres de laboratoires disposent d'une lampe à sodium et sont tous callorifugés à 20°C. Cela permet de faire des tas de calculs pour déterminer les concentrations de façon très précise.
Nos réfractomètres sont moins précis et tiennent compte de l'utilisation de la lumière naturelle et corrige parfois automatiquement la température. On accède directement à la mesure de l'indice de réfraction qui est convertie en % d'eau, degré Brix et degré Baumé. Rappellons nous que nous avons quelques constantes qui sont toujours fixes.
Comme nous sommes sur la planette terre, la longueur d'onde du soleil est une donnée constante, il reste la température qui a une influence non négligeable sur la mesure et nous avons vu lors du mode opératoire d'utilisation du réfractomètre comment en tenir compte.
J'espère avoir suffisamment vulgarisé ce phénomène pour le rendre compréhensible, sans pour autant dénaturer la loi de Snell-Descartes, qui dans son application mathématique, peut être un peu plus complexe à écrire et à démontrer.
Ceux qui en veulent encore plus peuvent se rendre sur Wiki physique, ou consulter les techniques de l'ingénieur qui proposent deux articles : réfractomètrie, réfractomètrie et l'interféromètrie (à vous de trouver sur le net l'article des techniques de l'ingénieur en utilisant des mots clefs)
