Cet article explique ce que sont les monochromateurs. Vous découvrirez donc quelle est la fonction d'un monochromateur, les pièces d'un monochromateur et quels sont les différents types de monochromateurs.
Qu'est-ce qu'un monochromateur ?
Un monochromateur est un instrument optique qui permet de séparer la composition de la lumière en fonction de sa longueur d'onde. Autrement dit, un monochromateur est un appareil qui sert à filtrer la lumière et à sélectionner uniquement le rayonnement de la longueur d'onde souhaitée.
Par conséquent, dans un monochromateur, la lumière polychromatique (lumière dont le spectre a différentes longueurs d’onde) entre et la lumière monochromatique (lumière d’une seule longueur d’onde) sort.
Le nom monochromateur vient des mots grecs mono- , qui signifie un, et chroma , qui signifie couleur.
Pièces d'un monochromateur
Maintenant que nous connaissons la définition d'un monochromateur, voyons quelles sont les parties de ce type d'instrument de mesure :
- Fente d'entrée : partie du monochromateur par laquelle entre la lumière polychromatique.
- Fente de sortie : partie du monochromateur par laquelle sort la lumière monochromatique.
- Miroirs concaves (ou miroirs collimateurs) : ce sont deux miroirs chargés de réfléchir la lumière.
- Réseau de diffraction : C'est la partie du monochromateur qui sépare le faisceau lumineux polychromatique en faisceaux lumineux monochromatiques de différentes longueurs d'onde. Selon le type de monochromateur, un prisme est parfois utilisé à la place d'un réseau de diffraction pour remplir cette fonction.
Il s'agit de la conception d'un monochromateur typique, souvent appelé monochromateur Czerny-Turner.
Comment fonctionne un monochromateur
Le principe de fonctionnement d'un monochromateur est le suivant :
- Le faisceau lumineux à étudier est introduit par la fente d'entrée du monochromateur.
- Le premier miroir concave du monochromateur est chargé de transformer la lumière ordinaire en lumière collimatée, c'est-à-dire qu'il rend les différents rayons lumineux parfaitement parallèles les uns aux autres.
- Le réseau de diffraction sépare le faisceau lumineux polychromatique en faisceaux lumineux de différentes longueurs d'onde. Un prisme peut également être utilisé à la place d'un réseau de diffraction.
- Le deuxième miroir concave dirige la lumière diffractée vers la fente de sortie.
- La fente de sortie ne laisse passer que les rayons lumineux ayant la longueur d'onde souhaitée, de sorte que les ondes du reste du spectre électromagnétique ne peuvent pas sortir à l'extérieur du monochromateur.
Types de monochromateurs
Il existe deux types de monochromateurs :
- Monochromateur à réseau – Ce type de monochromateur utilise un réseau de diffraction pour séparer le faisceau lumineux polychromatique en différents faisceaux lumineux en fonction de leur longueur d'onde.
- Monochromateur à prisme – L'élément dispersif du monochromateur est un prisme. Ainsi, la lumière entre dans le prisme et la réfracte en différentes couleurs.
En fin de compte, la seule différence entre les deux types de monochromateurs réside dans la méthode utilisée pour séparer le rayonnement en rayons de longueurs d’onde différentes. Actuellement, les monochromateurs à réseau sont davantage utilisés.
Monochromateur et spectrophotomètre
La différence entre un monochromateur et un spectrophotomètre réside dans le fait que le monochromateur sépare la lumière en différentes longueurs d'onde, tandis qu'un spectrophotomètre mesure l'intensité de la lumière et évalue la couleur d'un objet.
Cependant, le monochromateur fait partie d'un spectrophotomètre, donc un spectrophotomètre comprend un monochromateur à l'intérieur.
Pour en savoir plus sur le spectrophotomètre, cliquez sur le lien suivant :
Différence entre monochromateur et filtre
La différence entre un monochromateur et un filtre réside dans leur portée. Le monochromateur et le filtre sont utilisés pour sélectionner une longueur d'onde de lumière polychromatique. Cependant, les filtres sont plus simples que les monochromateurs.
Ainsi, les filtres sont moins chers que les monochromateurs, mais ils sont moins efficaces et sont principalement utilisés pour la lumière visible.