Polychroïsme
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2008-06-17T13:58:07Z
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Le '''polychroïsme''' (à ne pas confondre avec le '''pléochroïsme''') est la propriété d'un [[cristal]] ou d'un [[minéral]] translucide [[anisotropie|anisotrope]], éclairé en lumière non polarisée, d'apparaître diversement coloré selon l'angle sous lequel on l'observe par [[transparence]].
Le '''pléochroïsme''' est la propriété d'un [[cristal]] ou d'un [[minéral]] translucide [[anisotropie|anisotrope]], éclairé en lumière polarisée, de se colorer diversement selon l'angle sous lequel on l'observe par [[transparence]].
Un minéral polychroïque est obligatoirement pléochroïque mais l'inverse n'est pas vrai. Parmi les bons exemples de minéraux très polychroïques on trouve: la cordiérite (autrefois appelée "dichroïte") ainsi que la zoïsite et la titanite.
== Loi d'absorption ==
Lorsqu'un faisceau parallèle de lumière d'intensité I<sub>o</sub> traverse un matériau d'épaisseur constante x, l'intensité I à la sortie est donnée par
I = I<sub>o</sub> exp(–μx),
où μ est le coefficient d'absorption qui caractérise l'affaiblissement du rayonnement. Pour un corps optiquement isotrope, le coefficient μ varie avec la longueur d'onde du rayonnement incident.
Certains corps sont pratiquement opaques (μ ≫ 1), c'est-à-dire la lumière visible qu'ils transmettent possède une intensité imperceptible même pour les échantillons les plus minces. Si l'absorption varie avec la longueur d'onde au point que le matériau devient opaque pour une région étroite du spectre visible, le matériau apparaît ''par transparence'' coloré de la lumière complémentaire de celle qui a été absorbée. Il convient de remarquer qu'en soi, ce phénomène d'absorption sélective avec coloration dans la couleur complémentaire ne constitue pas encore le phénomène de polychroïsme ; tout au plus pourrait-on parler de « monochroïsme » ou simplement de « chroïsme ». Pour que le phénomène polychroïque ait lieu, il faut que l'échantillon de matériau soit '''optiquement anisotrope''' de manière forte.
== Polychroïsme, dichroïsme, trichroïsme et pléochroïsme ==
Dans un cristal optiquement anisotrope<ref>Rappelons que tous les cristaux sont optiquement anisotropes sauf les cristaux du système cubique.</ref>, le coefficient d'absorption varie généralement aussi avec la direction du [[rayon lumineux]] transmis. S'il en est ainsi, le cristal éclairé en ''lumière polarisée'' apparaît diversement coloré ou, tout au moins, diversement lumineux suivant la direction du rayon lumineux incident. On dit alors que le cristal est '''pléochroïque''' .
Si l'on examine une lame cristalline à faces parallèles au moyen d'un faisceau de lumière non polarisée perpendiculaire aux faces, cette lame présentera deux colorations différentes suivant les axes de l'ellipse de section dans l'[[ellipsoïde des indices de réfraction]]. On dit alors que la lame est '''polychroïque'''. Si le phénomène fait apparaître 2 couleurs alors on parle de cristal '''dichroïque''' (le minéral cordiérite par exemple). Si le phénomène fait apparaître 3 couleurs alors on parle de cristal '''trichroïque''' (la variété d'épidote appelée "tanzanite" par exemple).
Le pléochroïsme est un phénomène aussi général que la [[biréfringence]], mais comme celle-ci il ne peut se manifester que dans les matériaux [[anisotropie|anisotropes]], possédant deux (matériaux uniaxes) ou trois (matériaux biaxes) [[indice de réfraction|indices de réfraction]] différents. Ces indices de réfraction dépendent de la symétrie [[cristallographie|cristalline]] du matériau. Ainsi, lorsqu'un matériau anisotrope placé sous un [[microscope]] est illuminé par une lumière [[polarisation (optique)|polarisée]] non analysée, il absorbe certaines [[longueur d'onde|longueurs d'onde]] de manière sélective, en fonction de son orientation par rapport à la polarisation de la lumière : la couleur du matériau change lorsqu'on le fait tourner. Les [[Structure cristalline|cristaux cubiques]], qui sont [[isotropie|optiquement isotropes]], ne présentent pas de polychroïsme.
Le pléochroïsme est un phénomène très utilisé pour identifier certains minéraux.
==Pléochroïsme de mineraux==
[[Image:Cordierite.jpg|thumb|right|400px|[[Cordiérite]] Mg<sub>2</sub>[Al<sub>4</sub>Mg<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>O<sub>18</sub>] orthorhombique, fortement dichroïque]]
===Bleu===
*[[Aigue-marine]] (moyen) : incolore-bleu clair/bleu pâle-bleu foncé
*[[Alexandrite]] (fort) : rouge-pourpre/orange/vert foncé
*[[Apatite]] (fort) : bleu-jaune/bleu-incolore
*[[Bénitoïte]] (fort) : incolore/bleu foncé
*[[Cordiérite]] = [[dichroïte]] (très fort) Mg<sub>2</sub>[Al<sub>4</sub>Mg<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>O<sub>18</sub>] orthorhombique : bleu brunâtre/jaunâtre/brun verdâtre/gris-bleu/bleu à violet
*[[Iolite]] (fort) : incolore/jaune/bleu/bleu foncé-violet
*[[Saphir]] (fort) : violet-bleu foncé/vert-bleu pâle
*[[Topaze (minéral)|Topaze]] (très faible) : incolore/bleu pâle/rose
*[[Tourmaline]] (fort) : bleu foncé/bleu pâle
*[[Zoïsite]] (fort) : bleu/rouge violet/vert jaune
*[[Zircon]] (fort) : bleu/incolore/gris
===Vert===
*Alexandrite (fort) : rouge foncé/orange/vert
*[[Andalousite]] (fort) : brun vert/rouge foncé
*[[Émeraude]] (fort) : vert/bleu vert
*[[Péridot]] (faible) : jaune vert/vert/incolore
*[[Saphir]] (fort) : vert/jaune vert
*[[Sphène]] (moyen) : brun vert/bleu vert
*[[Tourmaline]] (fort) : bleu vert/brun vert/jaune vert
*[[Zircon]] (faible) : brun vert/vert
===Jaune===
*[[Citrine]] (très faible) : jaune pâle/ jaune très pâle
*[[Chrysobéryl]] (très faible) : rouge-jaune/jaune-vert/vert
*[[Danburite]] (faible) : jaune très pâle/jaune pâle
*[[Orthose]] (faible) : jaune pâle/jaune très pâle
*[[Phénacite]] (moyen) : incolore/jaune orange
*[[Saphir]] (faible) : jaune/ jaune pâle
*[[Spodumène]] (moyen) : jaune pâle/jaune très pâle
*[[Topaze (minéral)|Topaze]] (moyen) : jaune brun/jaune/jaune orange
*[[Tourmaline]] (moyen) : jaune pâle/jaune foncé
*[[Zircon]] (faible) : jaune brun/jaune
===Rouge et rose===
*[[Alexandrite]] (fort) : rouge foncé/orange/vert
*[[Andalousite]] (fort) : rouge foncé/rouge brun
*[[Morganite]] (moyen) : rouge pâle/rouge violet
*[[Rubis]] (fort) : rouge violet/orange rouge
*[[Tourmaline]] (fort) : rouge foncé/rouge pâle
*[[Zircon]] (moyen) : rouge pourpre/rouge brun
===Pourpre et Violet===
*[[Améthyste]] (très faible) : pourpre / rouge pourpre
*[[Andalousite]] (fort) : vert brun/rouge foncé/pourpre
*[[Béryl]] (moyen) : violet/incolore
*[[Corindon]] (fort) : violet / orange
*[[Spodumène]] (Kunzite) (fort) : violet/pourpre/incolore/rose
*[[Tourmaline]] (fort) : pourpre-pâle / pourpre
===Brun et Orange===
*[[Quartz (minéral)|Quartz]] (faible) : brun/brun rougeâtre
*[[Saphir]] (fort) : jaune brun/orange
*[[Topaze (minéral)|Topaze]] (moyen) : brun-jaune/brun-jaune terne
*[[Tourmaline]] (très faible) : brun foncé/brun pâle
*[[Zircon]] (très faible) : brun-rouge/brun-jaune
== Notes ==
<references/>
== Voir aussi ... ==
=== Bibliographie ===
=== Liens internes ===
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* [[Structure cristalline]]
* [[Cristallographie]]
* [[Minéralogie]]
* [[Gemmologie]]
* [[Pétrographie]]
* [[Microscopie en lumière polarisée]]
=== Liens externes ===
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