MANIÈRE D’OPÉRER DANS LA DÉTERMINATION DES INDICES

Plus de dix procédés, reposant sur divers principes, ont été imaginés pour la détermination des indices de réfraction. Parmi eux il en est un qui présente sur tous les autres l’avantage d’une grande simplicité et d’une exécution facile et rapide ; je l’ai adopté pour mes recherches, c’est celui de la déviation minimum.

Dans ce procédé, comme je l’ai dit plus haut, deux indications sont nécessaires pour déterminer l’indice de réfraction : l’angle réfringent du prisme g et l’angle de déviation minimum d.

Avec un seul instrument, le goniomètre de Babinet, on peut en quelques instants obtenir ces deux valeurs. Ne décrivant ni l’appareil ni le moyen de déterminer l’angle réfringent, je vais seulement tracer la marche à suivre pour arriver à la valeur de d.

1° Le collimateur étant en face d’une source lumineuse, placer la lunette du goniomètre en regard de la mire et régler l’oculaire de façon à voir nettement la mire lumineuse et le fil qui doit alors la partager en son milieu. Noter le point du limbe auquel correspond le zéro du vernier.

2° Placer le prisme sur le disque mobile qui est au centre du cercle, en lui donnant une position telle que le rayon lumineux traverse les deux côtés de l’angle qu’on a mesuré.

3° Recevoir le spectre dans la lunette, et tout en le suivant avec cette lunette, faire mouvoir le disque sur lequel repose le prisme, de façon à diminuer l’inclinaison de la face d’incidence jusqu’à ce que le faisceau réfracté fasse le plus petit angle possible avec la direction de la mire. Noter le point du cercle gradué où s’arrête le zéro du vernier. La différence entre cette mesure et la précédente donne la valeur de l’angle de déviation minimum.

Toutes les conditions sont donc remplies pour appliquer la formule

Avec la table de logarithmes on obtient la valeur des sinus par rapport aux angles.

Le spectre que l’on obtient dans la lunette est toujours très-large relativement au diamètre du réticule. Pour con-^ naître d’une manière rigoureuse l’angle de déviation minimum de chaque substance, il est donc indispensable de choisir parmi ces bandes colorées un point de repère invariable et facile à trouver, La plupart des travaux qui ont été faits jusqu’à ce jour n’offrent rien de bien précis à cet égard, Les savants qui ont déterminé les indices de réfraction de quelques substances n’indiquent même pas, le plus souvent, à quel point du spectre ils s’arrêtaient ni à quelle température ils opéraient.

Dans mes premières recherces, j’ai pris comme point de repère le milieu de la bande verte, parce qu’elle occupe à peu ,près le milieu du spectre, et que ses limites extrêmes sont plus apparentes que celles des autres couleurs. De plus, pour exalter l’éclat de cette bande verte, je plaçais en avant du collimateur une épaisse lame de verre d’une couleur verte foncée. Toutes les nuances du spectre venaient encore apparaître dans la lunette, mais avec peu de vivacité, et la bande verte s’en détachait d’une manière nette et bien tranchée.

Ce procédé, assez exact en général, laissait à désirer, surtout lorsqu’il s’agissait de substances douées d’un pouvoir dispersif énergique, comme le sulfure de carbone, les huiles essentielles, le flint-glass, etc.

Je cherchai donc un procédé qui pût, dans tous les cas, me donner un point de repère rigoureux et invariable. Après quelques tâtonnements je parvins à obtenir facilement, avec le goniomètre de Babinet, la raie spectrale D du sodium. C’est cette raie que j’ai prise dès lors comme point de repère dans mes études sur les indices de réfraction.

Le procédé que j’emploie pour obtenir la raie D est d’une grande simplicité. Le collimateur du goniomètre étant placé en regard d’une source lumineuse quelconque, dans la flamme j’introduis à demeure une éponge de fils de fer trèsminces, préalablement trempée dans une dissolution de soude caustique ou d’un sel de sodium. A l’instant, la raie D apparaît dans le spectre avec beaucoup d’éclat. On peut encore arriver au même résultat en employant une lampe à alcool, après avoir simplement fait dissoudre quelques fragments de sel marin dans le liquide qu’elle contient.

L’obtention facile de la raie D est un fait que je considère comme important, parce qu’il permet de déterminer avec

une haute précision les indices de réfraction des matières, même les plus dispersives, et surtout parce que, désormais, il ne sera plus permis de prendre un autre point de repère dans la détermination des indices. Tant qu’il n’y aura pas entente générale sur ce point, chacun, déterminant à son gré les indices de diverses substances, donnera des résultats qui pourront être vrais, mais qui ne seront pas comparables entre eux,

La précision que l’on peut atteindre en opérant comme je l’ai indiqué, est telle que les erreurs d’observation ne portent jamais que sur le quatrième chiffre des décimales, et ne dépassent pas deux ou trois dix-millièmes au plus. Cela étant, deux substances ayant des indices qui ne différeront que par le chiffre des millièmes, pourront cependant être facilement distinguées l’une de l’autre, et leur mélange, quand il aura lieu, sera de suite constaté.

2° de l’influence de la. température sur les indices

Les indices de réfraction sont susceptibles de variations selon les conditions dans lesquelles on opère. L’expérience a confirmé à ce sujet ce que le simple raisonnement indiquait.

En effet, la réfraction étant la déviation d’un rayon lumineux qui passe d’un milieu dans un autre, il est de pur bon sens que si l’un des deux milieux vient à changer dans sa constitution, il ne sera plus, au point de vue physique, le même milieu qu’auparavant, et que la réfraction devra s’y manifester avec une intensité nouvelle.

Dans la recherche des indices de réfraction, on étudie la

déviation d’un pinceau de lumière qui passe de l’air dans une substance donnée. Si l’on vient à élever la température ou de la substance, ou de l’air, ou des deux, les corps se dilatant acquièrent de nouvelles propriétés physiques, et les milieux n’étant plus les mêmes, l’indice de réfraction change aussi.

La théorie et l’expérience ont fait savoir que pour une même substance l’indice de réfraction croît avec la densité. Si l’on veut prendre l’indice de réfraction d’un corps chauffé au-dessus de la température ambiante, on s’aperçoit que l’angle de déviation minimum augmente constamment jusqu’à ce qu’il y ait équilibre de température avec l’air. Aussi est-ce une précaution indispensable à prendre que de bien boucher le prisme lorsqu’on agit sur des substances très-volatiles comme l’éther ou le chloroforme, et d’attendre quelques instants avant de déterminer l’angle minimum. Autrement, le froid produit par l’évaporation est quelquefois assez considérable pour produire une légère erreur sur le résultat.

De ce qui précède il résulte qu’à côté des indices de réfraction, il faut noter aussi la température à laquelle a été faite l’expérience, car les variations dans la température atmosphérique suffisent pour changer sensiblement les indices. Ainsi l’essence d’amandes amères à 14° a pour indice 1.5350, lequel devient 1.5315 à 19°. Pour une différence de 5° on trouve donc dans les indices une différence de 0.0035.

Essence de térébenthine à 17°. n= 1.4699

Différence pour trois degrés. . == 0.00*26

Il est à remarquer que la température a une influence

d’autant plus considérable sur les indices de réfraction des liquides que ces derniers sont plus volatils; et il n’y a là rien qui doive surprendre, puisqu’on sait que les liquides les plus volatils sont aussi ceux qui possèdent les coefficients de dilatation les plus élevés.

La discussion de la formule du pouvoir réfringent

conduit à ce résultat important :

Que l’indice de réfraction d’une substance quelconque doit devenir plus fort à mesure que sa densité augmente. Si l’on s’en rapporte aux expériences de MM. Dale et Gladstone, cette loi subirait une exception. L’eau, selon ces savants, ne présenterait pas son maximum d’indice lorsqu’elle est à son maximum de densité. Voici le résultat de leurs observations sur l’eau entre 0° et 9°.

Températures. Indices.

La différence entre l’indice de l’eau à 4° et son indice à 0°

est donc seulement de Ne pourrait-on pas soupçon-