LXYIII" M. — MESURE DES POUVOIRS ROTATOIRES

mêmes fins que l'appareil de Biot : dans cet instrument, le miroir polarisant est remplacé par un nicol.

Quand on opère en lumière blanche, on prend pour repère la teinte de passage, ou teinte sensible, dans l'image extraordinaire : c'est un bleu violacé pâle qui touche au bleu franc ou bien au rouge vif pour le moindre déplacement de l'analyseur; dans le faisceau ordinaire, la lumière est jaune, et elle tourne au vert ou à l'orangé. Mais nous devons faire observer que cette teinte n'est pas la plus sensible pour tous les yeux : or il est de la plus grande importance pour un physicien de reconnaître la couleur à laquelle son œil est le plus sensible; il y parviendra sans peine par un procédé très ingénieux fondé sur l'emploi d'un biquartz à rotations inverses, de 3™™, 75 d'épaisseur; nous ne pouvons que mentionner ici cette méthode, qui sera exposée en son temps dans la manipulation suivante.

Biot recommande instamment de constater que les plaques de verre qui ferment les tubes n'exercent aucune action polarisante qui leur soit propre, par un effet de trempe; sinon, il faudrait les rejeter ou les faire recuire. On évitera aussi, dans le cours des opérations, de visser trop fortement les viroles qui fixent les obturateurs pour ne pas comprimer le verre, car il pourrait acquérir ainsi les propriétés du verre trempé.

Le cercle azimutal, sur lequel on observe les angles dont il faut tourner l'analyseur pour reproduire la teinte sensible, doit donner au moins la minute : Biot évaluait en centièmes les fractions de degré.

Manuel opératoire.

I*» Il faut d'abord donner au rayon réfléchi l'état de polarisation le plus complet qu'il puisse recevoir : pour cela, le miroir est placé sous Tincidence brewstérienne. L'image extraordinaire doit alors être complètement éteinte quand l'alidade du prisme biréfringent est au zéro : les vis de correction dont la bonnette est munie permettent d'atteindre rigoureusement ce premier résultat.

On constate de plus, en tournant l'alidade de l'analyseur sur toute la circonférence du cercle azimutal, que les images

4o8 CHAP. III. — OPTIQUE PHYSIQUE.

ordinaire cl extraordinaire s'évanouissent dans les quatre quadrants comptés à partir du zéro. Il ne faut jamais négliger celle épreuve, car les seuls changements de température des montures métalliques peuvent déplacer le zéro.

2* On dispose sur le chemin du faisceau polarisé le cristal taillé ou le liquide dont on se propose de déterminer le pouvoir rotatoire.

Si Ton opère sur une lame de quartz, par exemple, il est indispensable de Torienter de façon qu'elle soit traversée par le rayon lumineux suivant Taxe du cristal : la moindre déviation entraînerait des erreurs considérables. Les spirales d'Airy permettent de reconnaître d'abord, avec l'appareil de Norremberg, que les faces taillées sont perpendiculaires à l'axe; il ne reste plus alors qu'à vérifier si le rayon tombe normalement sur la plaque, en amenant le réticule de l'oculaire à coïncider avec les images données par les deux faces du cristal. Il faut pour cela un réticule fortement éclairé.

Lorsqu'on veut faire usage des tubes, on fixe d'abord un obturateur à leur partie inférieure; puis, on verse doucement le liquide jusqu'à ce qu'il déborde extérieurement par un petit ménisque capillaire. On écrase ce ménisque en appliquant le second obturateur, ce qui laisse le tube complctemenl plein, sauf quelque très petite bulle d'air qui y reste parfois, mais ne peut empêcher les observations.

Les longueurs des tubes doivent être mesurées soigneusement entre les plans qui les terminent, au moyen de compas d'épaisseur très exacts; mais le constructeur prend généralement la précaution de graver sur le tube sa longueur en millimètres.

3*» Si le corps interposé est inactif, l'image extraordinaire reste éteinte. Sinon, elle reparaît colorée : l'angle dont il faudra tourner l'analyseur pour produire la teinte sensible indique la rotation produite par la colonne de liquide ou la substance essayée, et fournit les éléments du calcul de [a]j.

L'ordre des couleurs observées est le suivant, avec une substance dextrogyre : jaune, vert, bleu, violet tendre et rouge. La teinte sensible se trouve donc entre le bleu et le rouge : c'est la couleur dite^Z^wr dépêcher, qui se compose surtout de violet et de bleu mêlés de rouge et d'orangé.

LXVIU* M. — 91BSURE DES POLVOIRS ROTATOIRES. ^Og

4® Quand on cherche le pouvoir dispersîf, on a besoin de déterminer encore [a]r; à cet effet, on recouvre l'analyseur d'un verre rouge et Ton cherche à éteindre l'image extraordinaire.

Mais la position de l'analyseur pour laquelle cette extinction a lieu est moins bien définie que précédemment, et il peut exister une incertitude de plusieurs degrés. Pour faire une détermination exacte, il faut tourner lentement l'analyseur jusqu'au moment où Ton cesse d'apercevoir l'image : on fait alors une première lecture, puis on continue la rotation en dépassant la position pour laquelle l'image reparaît. On revient ensuite lentement en arrière, et l'on fait une deuxième lecture au moment où l'image disparaît de nouveau. La moyenne des deux lectures donne la position véritable du plan de polarisation. Biot faisait jusqu'à huit ou dix moyennes (*).

5® Le signe de la polarisation rotatoire est défini par le sens de la rotation. La droite du rayon est celle d'un observateur regardant du côté d'où vient le rayon.

Toutefois, remarquons que la teinte sensible s'obtient aussi bien par une rotation à gauche qu'à droite; il importe donc de donner le caractère précis par lequel on différencie les dextro des lévogyres. Il ne peut subsister aucune incertitude en lumière blanche, si Ton observe Tordre dans lequel les couleurs se succèdent. Quand on tourne de gauche à droite /^ et que l'on voit apparaître le bleu avant la teinte

(*) Quand on opère par la méthode de Broch, il faut se rappeler ce qui suit : la section principale de Tanalyseur étant parallèle au plan de polarisiition d'une couleur déterminée, cette couleur manquera dans l'image extraordinaire, et, par suite, dans le spectre. Si la plaque active donne une rotation moindre que i8o*>, il n'y aura alors qu'une bande dans le spectre ; cette bande avancera du rouge vers le violet pour une rotation continue de Tanalyseur. Il n'y a qu'à comparer les angles décrits par cet analyseur et les longueurs d'onde correspondantes à la position de la bande dans le spectre. Le meilleur dispositif de cette belle expérience consisté à installer le polarimètre de Mitscherlich devant la fente d'un spectroscope à vision directe : on relève simultanément les angles a, a', a', . . . et les divisions 6, 6', 8", ... du micromètre occupées par le milieu do la bande; la table de graduation du spectroscope permet de passer des valeurs 6 aux longueurs d'onde X.

4lO CIIAP. III. — OPTIQLE PHYSIQUE.

sensible et le rouge après elle, la substance est dexlrogyre. Ajoutons que le signe de toute rotation supérieure à 90*» est ambigu; il convient dans ce cas de déterminer la série des rotations produites par les épaisseurs croissantes à partir d'une valeur très petite.

Résultats.

J'emprunte à un Mémoire de Biot les chiffres suivants :

ProporiloD Densité Longueur

pondérale de la tolntlon on millimètres Dérialioc

Ubtlère observée. e. 6. /. oc.

Sucre en pains . . 0,333984 i,i4584 »,i77*> ^42^IOi»

Sjcre candi 0,332022 i,i43o43 ij4775 — 42*,ioîi

Le sucre avait été broyé, incomplètement trituré, puis on avait tenu les débris pendant vingt-quatre heures dans une étuve à la température de 60°. Il résulterait de cette expérience que le pouvoir rotatoire du sucre en pains sérail de 74% 4^7 et celui du candi de 74*^,897; il s'agit ici de [«]>.

Pour se dispenser de déterminer è, on emploie préférable-

ment la formule y- : dissolvant donc p grammes de sucre, de

manière à former v centimètres cubes de liqueur, on opère dans un tube de longueur /.

Le pouvoir rotatoire du sucre solide est

( 63°, 9 d'après ïollens, °"~ f 64°, i5o d'après Schmitz.

MM. Tollens, Schmilz et Landolt ont démontré que ce pouvoir a une autre valeur en dissolution; cette valeur n'est même, dans ce cas, pas constante, car elle diminue continûment lorsqu'on augmente la proportion d'eau. La formule cidessous de M- ïollens donne ce pouvoir en fonction de la concentration; p est le poids de sucre pour 100 de dissolution.

[a]D=r66°,386-h o,oi5o35jD — 0,0008986;^*.

Cette formule est exacte à la température de 20°.

LXYIIl" M. — MESURE DES POUTOIRS ROTATOIRES. 4l '

Andrews a donné une formule qui est fonction de la tem-

pérature /;

[a]D =^ [<x]l^ — o,oooi i4 (t— 20).

Les pouvoirs rotatoires varient en effet avec la température ; le fait a été étudié par M. Fizeau, von Lang, Sorcke, Joubert, etc. D'après ce dernier, le pouvoir du quartz serait donné entre — ao*» et -f- ioo<» par la formule

[a] = [«oK* "^ 0)Ooo i463^ -h 0,0000000829^*).

La régularité du phénomène permettrait de faire du quartz une substance thermométrique (*).

Nous réunissons ci-dessous les divers pouvoirs rotatoires du quartz pour les radiations correspondantes aux raies de Fraunhofer; la détermination a été faite par MM. Soret et Sarazin, par la méthode de Broch.

UDcrtx. Raies. a] à 3o\

» En teinte sensible 24

Le Tableau ci-dessous donne les pouvoirs rotatoires de quelques substances :