Have Fun With Glycerin

Dans un laboratoire, il est très courant de trouver des bouteilles de glycerol (ou glycérine), un liquide bien bien visqueux qu’on utilise pour de multiples usages comme préserver les bactéries qu’on surgèlent à -80°C, ou monter nos échantillons entre lame et lamelles de verres avant de les observer au microscope… Rien de bien très excitant en somme. Et pourtant, il existe un moyen de rendre l’utilisation du glycerol Strange et Funky ! Jugez plutôt…

Mais, que se passe-t-il ? Et bien c’est une question de réfraction de la lumière. Quand la lumière mène son petit bonhomme de chemin dans le vide, tout va bien pour elle et elle peut foncer à sa vitesse de croisière de 299,792,458 m/s. Par contre, quand elle se promène dans un milieu transparent (isotropique pour les pinailleurs) comme l’eau, le verre… ou le glycerol, sa vitesse est diminuée. Ce qui nous intéresse dans notre expérience, c’est le comportement de la lumière quand elle passe d’un milieu transparent à un milieu transparent différent, comme quand elle passe de l’air à l’eau, ou de l’eau au verre… Est-ce que vous aviez déjà remarqué l’effet du crayon cassé ?

 Pour décrire le ralentissement de la lumière à travers un matériau transparent, on utilise des valeurs dits indices de réfraction. La réfraction de la lumière fait qu’en passant entre deux milieux d’indices de réfractions différents, un rayon lumineux va changer d’angle, comme sur le schéma ci-dessous :

L’angle exact de cette déviation est décrit par la loi de Snell-Descartes :

la relation liant les indices de réfraction n₁ et n₂ de chacun des milieux et les angles incident θ₁ et réfracté θ₂ sont liés par la relation dite de Snell-Descartes :

Revenons-on en à notre glycerol donc : A quoi nous attendions nous en plongeant la bouteille dans le verre… A le voir pardi : mais pour le voir, eusse-t-il fallu qu’il soit visible, et un objet transparent n’est visible que parce qu’il possède un indice de réfraction différent que celui de son milieu environnant. Hors l’indice de réfraction du verre est égal à 1,5 et celui du glycerol à 1.4746. Différence minime ! La lumière ne réfracte pas en traversant le verre, puis le glycerol : c’est comme si elle traversait un bloc de verre complet…

Allez on se la refait encore une fois :

Bon et puis si vous n’avez pas la chance de travailler dans un laboratoire (pas de chance les gars…), vous pouvez toujours retenter l’expérience avec de l’huile et du verre en Pyrex qui ont des indices de réfractions quasi identiques.

On comprend mieux d’ailleurs pourquoi on utilise le glycerol en microscopie pour monter nos échantillons entre deux lamelles de verre : pas de réfraction, et donc pas d’effet bizarre quand on les observe. Chic alors ! Quelle aubaine ! Ouais, ben quand il faut en monter une demi douzaine dans ce liquide tout visqueux-dégueu qui colle bien aux doigts (tiens aujourd’hui comme par hasard), on a tendance à détester la réfraction…