La biréfringence est un phénomène optique qui se manifeste lorsque certains matériaux modifient la trajectoire et la polarisation de la lumière qui les traverse, en fonction des orientations internes de leurs structures moléculaires.
La bi-réfringence est un phénomène optique qui joue un rôle clé dans l’analyse des matériaux étudiés sous microscope polarisant, notamment lors des recherches sur le Saint Suaire de Turin.
Qu’est-ce que la bi-réfringence ?
La bi-réfringence survient lorsqu’un matériau présente des indices de réfraction différents selon les directions de la lumière polarisée. Cela signifie qu’une onde lumineuse se décompose en deux ou plusieurs rayons lors de son passage dans ce matériau, chacun étant dévié selon un angle propre.
Ce phénomène est souvent observé dans des cristaux (comme la calcite), ainsi que dans certains polymères étirés, tels que le Mylar qui composait les bandes collantes pour les prélèvements d’échantillons de particules de 1978 ( voir plus bas : Le Cas du Mylar dans l’Étude du Saint Suaire )
Détection du phénomène :
La biréfringence, mesurée principalement par polarimétrie, est évaluée en plaçant l’échantillon entre un polariseur et un analyseur pour observer les variations d’intensité lumineuse selon la polarisation.
Avec des polariseurs croisés ou parallèles, la différence de phase entre les deux axes de polarisation du matériau est obtenue en analysant l’interférence lumineuse.
Plusieurs méthodes existent, comme l’utilisation de l’échelle des teintes de Newton pour observer les couleurs, la méthode des spectres cannelés pour détecter les minima d’intensité dans le spectre, et des instruments spécialisés comme le microscope polarisant.
Des lames à retard ou des compensateurs comme le compensateur Soleil-Babinet peuvent affiner ces mesures, tandis que l’interféromètre de Fabry-Perot permet de déterminer la biréfringence en analysant les anneaux d’interférence formés par les rayons réfléchis.
La Bi-réfringence en Microscopie à Lumière Polarisée:
En microscopie à lumière polarisée, cette caractéristique est exploitée pour identifier et analyser de tels matériaux bi-réfringents. Cette méthode est utilisé en analyse géologique, notamment dans le domaine de la pétrographie pour l’observation et l’identification des minéraux dans les roches.
Le processus implique l’utilisation de deux filtres polarisants : le polariseur, placé avant l’échantillon, et l’analyseur, positionné après celui-ci. La lumière polarisée traverse l’échantillon, et si ce dernier est biréfringent, il provoque une modification de l’orientation de la polarisation. Cette altération est détectée par l’analyseur, révélant des variations d’intensité lumineuse ou des couleurs spécifiques, facilitant ainsi l’identification des matériaux présents.
Le Cas du Mylar dans l’Étude du Saint Suaire
Lors des analyses du Saint Suaire, le Mylar a été utilisé comme support pour collecter les micro-échantillons notamment par Max Frei en 1973 et 1978.
Ce polymère, fabriqué par la société 3M, possède des propriétés bi-réfringentes en raison de son processus de fabrication, impliquant un étirement biaxial qui aligne les chaînes polymériques. Cela a causé des interprétations erronées dans les observations microscopiques initiales.
La polémique sur les interprétations des propriétés bi-réfringentes ( McCrone )
Walter McCrone, un spécialiste en microscopie, a observé des particules qu’il a interprétées comme étant bi-réfringentes, soutenant qu’elles correspondaient à des pigments d’oxyde de fer utilisés par un artiste. Cependant, il a été révélé que cette bi-réfringence provenait en fait du Mylar lui-même, et non des particules du Suaire. Ce malentendu a mis en évidence l’importance de distinguer les propriétés optiques intrinsèques d’un matériau de celles du support utilisé pour l’analyse.
voir : Polémique Mc Crone – STURP :
Sources :
- Wikipédia. (n.d.). Biréfringence. Les Milieux bi-axes : Consulté le 12 novembre 2024
- Wikipédia. (n.d.). Polytéréphtalate d’éthylène. Consulté le 12 novembre 2024.