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La spectroscopie de Fourier
Mise en page réalisée par
Gilbert Vachon
Habitués aux jeux de lumière, nous venons vite à oublier bon nombre de phénomènes d’optique fort intéressants. Parmi ceux-ci, les interférences, phénomène exploité par la spectroscopie Fourier, dont l’analyse, complexe certes, se révèle plus accessible que d’autres techniques.
e qui donne son nom à la mécanique quantique, c'est d'abord et avant tout la quantification des niveaux d'énergies des systèmes physiques. Ainsi, chaque système, véritable ADN, possède un ensemble de niveaux d'énergie discrets qui lui est propre, que l'on appelle spectre. Déterminer ces niveaux d'énergie est la tâche du spectroscopiste. Pour y arriver, il doit faire interagir la matière, dont il désire le spectre, avec différentes sondes, par exemple un faisceau de neutrons ou de
muons. Or, ces techniques très dispendieuses nécessitent énormément d'entretien, des installations spacieuses et un investissement phénoménal. Cependant, il en existe d'autres bien moins onéreuses et pourtant très puissantes, comme la spectroscopie de Fourier qui utilise la lumière en guise de sonde tout en demandant, en somme, une assez petite installation.
La spectroscopie de Fourier est l'une des techniques optiques les plus couramment utilisées et des plus efficaces pour connaître les niveaux d'énergie de la matière, et ce, peu importe sous quelle forme se présente l’échantillon : gaz, liquide ou solide. Le dispositif expérimental à la base de cette technique, appelé interféromètre de Michelson, fut employé dans la célèbre expérience que les physiciens Michelson et Morley réalisèrent en 1887 et qui devait démontrer l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide, prélude à la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein.
En spectroscopie, cet appareil exploite la propriété qu'ont les ondes lumineuses de pouvoir interférer entre elles et nous fournit un enregistrement appelé interférogramme. C’est en appliquant une opération mathématique nommée transformée de Fourier sur l’interférogramme que le spectre de l'échantillon étudié est obtenu.
Interféromètre de Michelson
L’interféromètre de Michelson se compose optiquement d'une lame séparatrice, c'est-à-dire d'un miroir semi-transparent, et de deux miroirs : un mobile et un fixe. La séparatrice divise en deux composantes un faisceau lumineux dirigé vers elle. À la sortie du dispositif, chacune des deux composantes aura été transmise et réfléchie une fois par la séparatrice.

Financé par la Fondation de l'Université de Sherbrooke