LXXXI* MANIPULATION

MESURE DE L'INDICE DES LAMES MINCES PAR LE RÉFRAGTO- MÈTRE INTERFÉRENTIEL DE M. JAMIN.

Théorie.

Quand deux faisceaux, issus d'une même source lumineuse, se superposent à une grande distance de leur origine, ils font naître, au lieu de leur réunion, des franges d'interférence.

Si Ton interpose dans l'un des faisceaux une lame d'épaisseur e et d*indice /i, il se produit une différence de marche qui est immédiatement accusée par un déplacement des franges: les franges reculant de N rangs, la différence de marche NX est égaie à ( en — e)x d'où

Ce procédé a été appliqué par Fresnel et Arago, dès 1818, à la comparaison des indices des gaz : l'appareil dont ils se servaient est le type des réfraclomètres interférentiels.

M. Jamin (*) a heureusement perfectionné la méthode primitive en opérant dans la lumière non limitée, entre deux lames de verre épaisses à faces parallèles; il se forme ainsi un système de franges horizontales dont on mesure le déplacement à l'aide d'un compensateur gradué empiriquement.

Le réfractomètre inlerférentiel de M. Jamin se compose de deux glaces verticales, très épaisses, élamées sur leur face pos-

;'^ .4iiHiihi t/f Chimie et tie Physique, 3' séri.», III, p. ifiS et 171; i85^- Com/iffs rrtuùis he.\iorntiJttires </<•* sea/tces <ie V^cadémîe des Sciences, XL"> |>. lit)!, 01 Xl.V. p. 81).».

Lxxxi* V. — aesuBE de l indice des lahes binces. 397 érieure. La première PB {,fig. i35) est fixe; elle reçoit la amière venue d'une source large, telle qu'une lampe, et la lécompose en deux faisceaux dont l'un se réfléchit sur la face ffllérieure, tandis que l'autre pénètre dans le verre et se réléchit à sa surface postérieure. La seconde glace CD est pa~ illéle à la première et parallèle à sa direction; mais elle peut ûnrner autour d'un axe horizonial MN par le jeu d'une vis 0; e plus elle est mobile autour d'un axe vertical L sous l'action '«Devis Q qui agit sur l'alidade It. Les deux rayons éprouent sur cette glace des réflexions inverses de celles qu'ils

Km;. i35.

lient subies d'abord -. on les reçoit sur une lentille à réticule i n'est point figurée sur le dessin, et on les observe à trara une ouverture très fine placée au foyer. Les franges sont horizontales; elles se déplacent, de haut en sou de bas en haut, quand on failjouer la vis Q; elles sont tutant plus étendues que l'axe de rotation s'approche plus lire vertical, et elles s'élargissent ou se rétrécissent quand agit sur la vis G.

Le compensateur est disposé sur le banc entre les deux aces : il se compose de deux lames AB et CD {fig. i36), lées par une arête commune sur l'axe d'un goniomètre de ^Uaston; on les incline lentement au moyen de la vis de ippel de cet instrument. En outre de ce mouvement comiQD, elles peuvent encore recevoir un déplacement relatif par iTismde moindre diamètre : la sensibilité du compensateur !8t d'autant plus grande que l'angle des deux lames X et X'

398 CHÂP. XV. — OPTIQDB PDISIQUE.

est plus pelit. Cet appareil retarde inégalement les deux rayons et déplace les franges, proportionnellement à l'angle dont on fait tourner l'ensemble des lames.

Le banc permet encore d'installer sur le chemin des rayons inlerférents une auge double, destinée à recevoir les liquides dont on voudrait comparer les indices de réfraction.

Graduation du compensateur. — On pourrait calculer lafor-

mule qui exprime le retard apporté par les lames dansli

marche des deux rayons : mais

''^' '^''' il est bien préférable de recourir

à l'expérience.

Le compensateur étantinslallé à la portée de la main de l'observateur, on règle les vis Q elOcl l'on écarte les lames, de manière à avoir des franges très neiles et suffisamment larges : ces deux conditions paraissent s'exclure l'une l'autre, mais il y a un jusie milieu auquel correspond le maximum de précision de la méthode. Puis on amène la frange centrale sur le fil verlical du réticule. Pour déterminer avec ce^ titude la position de cette frange, on opérera d'abord avec la lumière blanche, mais on devra'y substituer une lumière homogène quelconque pour la graduation; la position de la frange centrale n'en sera point modifiée. La position initiale du go-' niomèlre est notée avec soin.

3» On fait tourner le système des deux lames jusqu'à obtenir un déplacement égal à quatre franges : on en déduit l'angle qui correspond à un déplacement d'une frange- Le compensateur est dès lors gradué en fonction d'une longueur d'onde X; l'angle des deu\ lames ne devra plus êire changé.

LXXXI^ M. — MESURE DE l'iNDIGE DES LAMES MINCES. 899

Manuel opératoire.

I® La frange centrale est amenée sur le fil du réticule.

2® Le milieu réfringent étant interposé, les franges se déplacent : on les ramène à leur position initiale en faisant agir le compensateur et, de sa rotation, on déduit le nombre de franges correspondant N.

Cette opération se fait en lumière blanche.

Résultats.

On détermine ainsi Tindice de réfraction d'une lame mince ou d'un liquide.

D'après M. Jamin, l'indice de l'eau à t degrés est donné par la formule

n = Wq — 0,0000125-3 t — 0,0000019297 1',

Quand on veut opérer sur les gaz, on emploie des tubes de 3» de longueur; M. Jamin a démontré que l'indice de réfraction de l'air saturé de vapeur d'eau ne diffère de celui de l'air sec que de 0,000 000 720.

Un excellent exercice à proposer aux élèves est la vérification des lames quart d'onde et demi-onde dont nous aurons besoin dans les manipulations subséquentes.

L'expérience suivante présente encore un grand intérêt : une pointe chauffée étant placée verticalement sur le chemin d'un des rayons, on voit les franges prendre un mouvement ondulatoire qui témoigne du changement de densité de la «ouche d'air ambiante. Tout changement d'état physique se traduit du reste par une déformation caractéristique des franges, et M. Jamin a pu montrer comment une solution magnétique se concentre au pôle d'un aimant; un cristal qui se nourrit dans sa propre solution donne lieu au même phénomène.

4oO CBAP. XVI. — POLARISATION.