La biréfringence

Le calcul de la biréfringence permet l’identification de 2 gemmes aux indices proches.

La biréfringence est la propriété de dédoubler et de réfracter différemment les rayons lumineux qui traversent la gemme. La biréfringence se verra dans toutes les gemmes anisotropes.

Les 2 rayons lumineux sortant vont avoir une vitesse de propagation différente, les 2 indices sont donc différents et varient dans le sens où ils vont être observés. Sur le réfractomètre on verra une ombre légère affichant la biréfringence.

Les gemmes anisotropes comportent 2 axes :

• Rayon ordinaire (ro)
  
• Rayon extraordinaire (re)
  

Les gemmes uniaxes

Sont les gemmes des systèmes :

• Quadratique, (Zircon)
  
• Hexagonal, (Béryl et Quartz)
  
• Rhomboédrique (Corindon, Tourmaline)
  

Elles sont anisotropes sauf dans leur axe de croissance. Elles sont uniaxes et possèdent un axe de croissance privilégié.

Dans l’axe optique, elles sont isotropes soit avec un indice « no » (indice ordinaire) fixe;

Dans les autres directions, elles sont anisotropes avec un deuxième indice « ne » (indice extraordinaire) qui bouge ou peut être fixe.

Les indices varient au fur et à mesure que l’on s’écarte de l’axe pour atteindre son écart maximal perpendiculaire à l’axe.

Ex : Tourmaline

no = 1,638     ne max = 1,620    biréfringence : 0,018 = no – ne

L’écart maximal sera perpendiculaire à l’axe.

Les gemmes biaxes

Ce sont les gemmes des systèmes :

• Orthorhombique, (Topaze, Chrysobéryl, Péridot)
  
• Monoclinique,
  
• Triclinique
  

Elles sont anisotropes sauf dans leur axe de croissance. Elles sont biaxes et possèdent deux axes de croissance privilégiés.

Il y a donc 2 indices différents dans toutes les directions, variant continuellement et passe par :

• Petit indice (np),
  
• Indice moyen (nm),
  
• Grand indice (ng)
  

Ex. : la Topaze

np = 1,628    nm = 1,630     ng = 1,638

Elle se calcule par np – ng = 0,010

Mesure de la biréfringence sur le réfractomètre

Le réfractomètre possède un filtre polaroïd sélectionnant les vibrations lumineuses faisant apparaître une ombre mouvante.

Cela nous permet de calculer la différence des indices extrêmes.

La biréfringence se calcule dans 4 directions, ce sont les 4 positions de la pierre. La biréfringence varie selon chaque espèce minérale.

La pierre tourne alors de 45°, on prend alors 8 indices (2 sur chaque position).

Il faut toujours faire les 4 positions même sur des gemmes dites « isotrope », cela permet d’attraper l’écart maximal. De plus, il faut également considérer tous les indices extrêmes.

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Sources

« Initiation à la gemmologie » H. Lagache Edition 2001

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