DE LA POLARISATION

avec la normale PiN un angle i égal à (90° — a), PR le rayon réfléclii, PK le rayon réfracté dans la lame transparente L. On a, d’après les lois de la réfraction simple ;

siii (flfl* — ij = n sin r.

OU

siii r 1

cos ü ~

OU bien

sin r iR I = - sin a. n

a étant l'angle de polarisation. Mais d’après la loi de Rrewster Ig a = ^ donc sin r = sin a, * = r, l’angle RPK est droit.

Cette loi n’a une signification réelle qu’autaut que la réflexion n’a pas lieu à la surface d’un cristal biréfritigent.

U 75. Apparrii de Blot. — Pour prouver que la lumière naturelle est polarisée quand elle a été réfléchie par un corps sous une incidence

ViK. 7r4,

convenable, nous nous .sommes servis tout é l'heure d’un rhomboïde de spath qui recevait le faisceau renvoyé par la surface rédéchissante. On peut tout aussi bien employer un second miroir. La figure 75t donne une idée de l'appareil imaginé A cet effet par M. liiot. lin tube dont l’axe est représenté ici par PP', est muni de deux diaphragmes intérieurs qui dirigeront les faisceaux lumineux suivant cet axe; il porte, à chacune de ses extrémités, un tambour cylindrique T disposé comme celui de la figure 735, auquel on peut imprimer un mouvement de rotation autour de PP'. Aux deux extrémités d’un même diamètre, deux arêtes du cylindre, qui constitue le tambour, se prolongent sous forme de deux figes de cuivre parallèles snpporlant l’axe de rotation d’un miroir plan

IXS

non étamé (glace noire polie). A l’aide d'un cercle gradué qui est flxè à l’axe de chaque miroir, on peut donner à la surface réfléchissante telle inclinaison que l’on veut sur l’axe du tul>e — 35°, 25, quand il s’agit,

comme ici, du verre ordinaire.

— Cela fait, le miroir MM, ayant désormais une position fixe, on rend le miroir M'M,' parallèle à MM,; les deux plans SPr, PKV coïncident alors, cl on constate (]ue le rayon PP', polarisé dans le plan SPP', se réfléchit suivant P'R, et que l’intensité de la lumière réfléchie est maximum. Le résultat est le même si M'M,' est disposé comme l’indique la figure 73fi, de manière à ce que sa surface forme, avec l’axe PP' du tube, un angle de 35°, 25, et que la Fig. 735. normale en P' soit dans le

plan SPP'; dans ce cas, le plan d’incidence du rayon polarisé sur le second miroir coïncide avec le plan de polarisation de ce rayon, et la quantité de lumière réfléchie est maximum comme dans le premier ras.

Si maintenant M.M,, demeurant immobile, on tourne le tambour qui porte M'M,', de manière à faire croître l’angle que fait le plan d’incidence sur le second miroir avec le plan primitif de polarisation du rayon; on reconnaît que la lumière réfléchie va décroissant, et l’extinction est complète quand les deux sont perpendiculaires. On remarquera que la rotation du tambour ne change rien à l’angle de PF avec la surface

DK LA KJLARISATION.

du miroir, seulement la normale à M'M,' décrit un cône autour de PI*', et, par suite, le plan PP'N' d'incidence sur le second miroir tourne luiméme autour de cette ligne.

1476. Nous avons dit que, pour communiquer, par voie de réflexion, au faisceau de lumière naturelle le maximum de polarisation, il fallait que l’angle du faisceau avec la surface eût une valeur déterminée pour chaque substance. Cela est vrai quand on n'a recours qu’à une seule réflexion; mais quand on dispose, par exemple, les deux miroirs, comme l'indique la figure 737, de manière à obtenir plusieurs réflexions successives, le rayon incident SP peut tomber sur la surface MN, sous un angle différent de l’angle de polarisation, et cependant le rayon TV obtenu

après un nombre suffisant de réflexions, être aussi complètement polarisé que possible.

On prouve aussi, par expérience, que la seconde surface d’une lame transparente polarise, par voie de réflexion, le rayon de lumière naturelle qui lui arrive à travers l’épaisseur de la lame, sous le même angle et dans les mêmes conditions que la face antérieure.

1477. Pnlarimdon par refraedon «impie. — Plie de placea. — La réfraction simple polarise la lumière naturelle dans un plan perpendiculaire au plan d’incidence. Pour obtenir le maximum d’effet, le rayon lumineux doit tomber sur la surface de séparation des deux milieux, sous l’angle de polarisation. On peut vérifier par expérience ce fait important en recevant le rayon qui s’est réfracté dans une lame de verre à faces parallèles, sous l’incidence de sur un rhomboïde de spath

ou sur un second miroir. La lumière réfrai^ée, de même que la lumière réfléchie, n’est polarisée qu’en partie, mais on peut polariser complélenient le faisceau en lui faisant subir des réfractions successives à travers plusieurs lames de verre coustiluaiit ce (pi'on a appelé une pile de tflncex (fig. 73.’>).

En effet, le rayon incident formé par la lumière naturelle se réfléchit

en partie sur la surface de la première lame, et est en partie réfractée. La portion réfractée se compose île rayons polarisés dans un plan perpendiculaire au plan d’incidence et de lumière naturelle; la partie polarisée ne peut se réfléchir sur la seconde face, puisque son plan de polarisation est perpendiculaire au plan d’incidence sur cette seconde face, elle pénètre dans la seconde lame. Au contraire, la lumière naturelle qui l'accompagne est en partie réllécliie, en partie réfractée; elle fournit donc une nouvelle quantité de lumière polarisée qui s’ajoute à la précédente. On voit ainsi que, par l'emploi d'un nombre suffisant de lames, on arrivera à une polarisation complète du rayon réfracté.

1478. PolarlKcarn. — Anaijseun. - — On donne le nom depolariseur à tout appareil destiné à convertir la lumière naturelle en lumière polarisée. On appelle analyseurs les instruments servant à reconnaître la polarisation soit partielle, soit totale, d’un faisceau lumineux, et à assigner le plan de polarisation de ce faisceau. En général, le même appareil peut servir suivant les circonstances dans lesquelles on l’emploie, ou de polariseur ou d'analyseur.

Une lame de glace noire ifig. 7381, recevant sous l'angle de 35",2.‘) le faisceau qui lui arrive, le polarisera, s’il i^st constitué par de la lumière naturelle, et jouera ainsi, dans ce premier cas, le rôle de polariseur. Si,

Fig. ISS. Fig. 739.

au contraire, on fait tomber sur elle, avet la même inclinaison, un rayon dont la polarisation partielle ou totale soit douteuse ou inconnue, il suffira de faire tourner le miroir autour de l’axe du tambour T, axe qui représente la direction du rayon incident, et de voir si le rayon rénéchi consen’e, oui ou non, une intensité constante. Si l’intensité ne varie pas, on a affaire à de la lumière naturelle. Si l’intensité change dans les différents azimuts, il y a polarisation, et le plan de polaiisation est perpendiculaire au pland'incidence pourlequel l’intensité est minimum Le plan de polarisation estdonc ainsi déterminé. Enfin, sileminimumd’iatensité est représenté par zéro, le faisceau étudiéesi complètement polarisé. — Dans ce second cas, le verre noir a rempli l’office d'analyseur.

DE U POLAKISATIÜN.

La pile de glaces {fig. peut de même remplir, au gré de l'opérateur, cette double fonction. D'abord elle polarisera un rayon de lumière naturelle perpendiculairement à son plan d'incidence. Ensuite, placée sur le trajet d’un rayon déjà polarisé, et traversée par lui, elle produira le maximum d’extinction quand le plan d'incidence du rayon sera parallèle à son plan de polarisation, elle constituera cette fois un analyseur véritable.

Le rhomboïde de spath peut être employé à ces deux litres, seulement il est préférable de donner, dans ce cas, à la substance cristallisée, la forme d’un prisme biréfringent qui sépare davantage les deux images. Ce prisme de spath est acliromatisé par un prisme de verre •

i/ig. 740). Nous savons que, par une transmission de ce genre, le rayon ordinaire est toujours polarisé dans le plan de la section principale, et le rayon extraordinaire dans un plan perpendiculaire à la section principale. On peut intercepter l'un des rayons avec un diaphragme convenablement disposé, et alors utiliser à son gré l’autre rayon, qui sera polarisé dans uii plan connu ; mais une dis- ■'•r-

position simple permet d’obtenir le même effet sans recourir à l'emploi d’un diaphragme.

1479. Priune de Nieoi. — On prend un prisme de spath différant de la forme primitive en ce que les quatre arêtes latérales AD, BD', CC', B' A' l'fig. 741) ont une longueur égale à 5,7, la longueur de l'aréte de base AB. Par un Irait de scie, on partage le prisme en deux moitiés, suivant un plan passant par les sommets des deux triédres formés de trois angles plans obtus entre eux. Les nouvelles surfaces de section ainsi obtenues dans chaque moitié de prisme sont collées l'une contre l’autre après avoir été repolies avec soin. On interpose entre elles, au moment de leur juxtaposition, une mince couche de baume du Canada dont l’indice de réfraction est compris entre 1,654 et 1,483, indices de réfraction ordinaire et extraordinaire du spath. De cette façon, quand un rayon de lumière naturelle arrive dans la direction FA, parallèle aux arêtes du prisme, il se bifurque, le rayon ordinaire arrive à la face de jonction, se réfléchit totalement, et il sort seulement du prisme le rayon extraordinaire polarisé dans un plan perpendiculaire à la section principale. Le cône des rayons émergents n’a pas un angle très-considé-

râble i ; dans les conditions ordinaires des prismes de spath employés, cet angle ne dépasse guère 50 degrés. M. Foucault substitue à la couche de baume du Canada une mince lame d'air, et de cette manière on peut se procurer le polariseur de Nicol sans recourir à des prismes d'une grande longueur. Il est clair, d'après ce qui vient d'èlre dit, que le prisme de Nicol constituera aussi un excellent analyseur, l'n rayon polarisé sera éteint par lui quand le plan de polarisation du rayon sera parallèle à la section principale du prisme.

1480. Toarmallne. — La tourmaline est un cristal biréfringent d'une teinte verdâtre plus ou moins foncée, dont la forme est prismatique, les arêtes du prisme étant parallèles à l'axe optique. Si on taille la tourmaline en prisme triangulaire, dont les arêtes soient parallèles à l'axe, et qu'on regarde un objet lumineux à travers la portion voisine de l'arête de réfringence, où l'épaisseur est très-faible, on en voit deux images distinctes; mais si on regarde à travers une épaisseur de quelques millimètres, on n'a plus qu'une seule image, l'image extraordinaire; quant à l'image ordinaire, elle se trouve complètement éteinte. On a donc encore là soit un polariseur, soit un analyseur, qui permet de fixer à l'avance ou de reconnaître, suivant les cas, la position exacte du plan de polarisation d'un faisceau lumineux. La propriété de la tourmaline permet de réaliser une expérience assez curieuse. Deux cristaux naturels placés l'un en face de l'autre, avec les axes parallèles, se laissent traverser par la lumière incidente, comme le ferait une seule tourmaline d'une épaisseur double ; mais, si l'on fait tourner l'un des cristaux, tandis que l'autre demeure fixe, jusqu'à ce que les axes soient perpendiculaires, on produit une extinction complète du faisceau lumineux. Le système des deux tourmalines se présente, dans ce cas, comme un corps opaque. En effet, le rayon qui a traversé la première en sort polarisé dans un plan perpendiculaire à l'axe, il ne saurait donc traverser la seconde sous la forme d'un rayon extraordinaire, le seul qu'elle puisse transmettre.

Fit!. 7X1.

CIIAPITRK XI