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rallclcs, la clarté do l'image est à son maxi- qui l'a fait nommer le rayon ordinaire; mais nom, et quand le» axes des soi lions se croi- l'autre abandonne ce plan el se réfracte sesent à angles droits, l'image de la chandelle Ion une loi différente el beaucoup plus coma'évanouit. Ainsi la lumière, en passant à pliquée; on l'a nommé en conséquence le travers la première plaque de tourmaline, a rayon extraordinaire. Par la même raison, acquis one propriété totalement différente de l'une des images est appelée l'image urdjla lumière directe de la chandelle. La lumière nairc , et l'autre l'image extraordinairedirecte aurait pénétré dans la seconde lame Quand le spatb est mû circulaircmenl dans également bien dans toutes les directions, le même plan, l'image extraordinaire du tandis que le rayon réfracté ne peut la Irai or- Irou tout ne autour de l'image ordinaire qu, serquedansdecertainesposilions,etestméme reste Qxe, l'une el l'antre étant également tout à fait incapable d'y pénétrer dans d'au- brillantes. Mais si le spath est maintenu très positions. Le rayon réfracté est polarisé dans une position Uxc, el vu au travers d'une dans son passage àlravers la première tour- plaque de tourmaline, il arrive qu'à mesure maline, et l'expérience prouve qu'il ne perd que la tourmaline tourne, les images vajamais cette propriété, à moins qu'une nou- rient dans leur éclat relatif ; l'une augmente velle substance n'agisse sur lui. Ainsi, il est d'intensité josqu'à ce qu'elle arrive à son

reconnu que l'une des propriétés de la lu- maximum, en même temps que l'autre di-

mière polarisée consiste dans sa non-lrans- minue jusqu'à ce qu'elle s'évanouisse, et

mission, pour de certaines positions, à ira- iinsi de suiie, alternativement, à chaque

vers une plaque de tourmaline qui lui est quart de révolution ; ce qui prouve que les

perpendiculaire, et sa prompte transmission deux rayons sont polarisés. Car, dans une

lans d'autres positions perpendiculaires aux certaine position, la tourmaline transmet

premières. le rayon ordinaire et rellei lut le rayon ex- Plusieurs autres substances ont la pro- traordinaire, tandis qu'après avoir accompli priéié de polariser la lumière. Si un rayon 90* de sa révolution, c'esl le rayon exlraorde lumière tombe sur un milieu transparent, dinairo qni est transmis, et le rayon ordinal Bit dans toute son étend ue la même tem- naire qui esl réfléchi. Ainsi, une autre properature, la même ensile el la même slruc- priele de la lumière polarisée consiste en ce turc, comme les fluides, les gaz, le verre, qu'el a ne peut être divisée en deux rayons etc, et quelques minéraux cristallisés régu- égaux par la double réfraction, dans les polièrement, il est réfracté en un seul iaise.au siiions des corps doublement réfringents, où lumineux, par les lois de la réfraction ordi- un rayon de lumière ordinaire sérail ainsi naire, c'est-à-dire que le rayon, en passant, partage.

de l'objet à l'œil, a travers la surface réfrin- Si la tourmaline était comme les autres génie, reste toujours dans un plan perpen- corps doublement réfringents, chacun des dieulaire à celle surface. Presque lous les rayons transmis serait double; niais l<irsautres corps, tels que le plus grand nom- qu'il est d'une certaine épaisseur, ce minébre di's minéraux cristallisés, des subatan- rai, après avoir divisé la lumière en deux ces animales et végétales, les gommes, les rayons polarises, en absorbe un, et par courésines, les substances gélatineuses et tous séquenl ne laisse voir qu'une seule image de les corps solides d'inégales tensions, que l'objet. C'esl sous ee rapport que la i u/ marelle inégalité de tension provienne d'une line se trouve élre loul particulièrement inégalité de température ou de pression, propre à l'analyse de la lumière, polarisée, possèdent la propriété de doubler l'image qui ne présente aucun phénomène remard'un objet va a travers eux, dans de cer- quable a vant d'être vaeau travers de ce minélaines directions. Uu rayon de lumière na- rai ou dequelque autre substance analogue, tnrelle, tombant sur eescorpa, est réfracté en La méthode, sans comparaison la plus fadeux parties distim les, qui se meoveol avec cile, de polariser la lumière, est celle qu'on

différents degrés de vitesse, el sont plus ou emploie au moyen de la réflexion. Un plan moins divergentes, selon la nature du corps de verre à glace posé sur un morceau de et la direction du rayon Incident. Toutes les drap noir, que l'on place à son tour au defois qu'en traversant une substance quel- vant d'une fenêtre ouverte, parait d'un éclal

conque un rayon de lumière naturelle se uniforme, par suite de la rell. mou du ciel

trouve ainsi divisé en deux parties, eba- ou des nuées; mais si on le regarde à ira-

rune de ces parties esl polarisée. Le Bpatb vers une plaque de lourmalinc dont l'axe

d'Islande (carbonate de ebaux) , qui esi na- Boil vertical, il arrive qu'au lieu d'être éclairé

toreHement susceptible d'un clivage rhom- comme auparavant, il se trouve obscur i

boulai parfait, possède au plus haut point la par une gran le lai lie nuageuse, dont le (enpropriété de la douille réfraction, ainsi qu'il Ire est tout .1 rail ol senrei, ei qu'on ir<>u\e esl aise de s'en assurer, en collant un ni' • r — aisément en élevant ou a aissanl l'œil, jusrc. m de papier, dans lequel on 1 fait an qu'à ce que l'angle d'incidence soit de large irou d'épingle, sur le coté dn spath qui c'est-à-dire jusqu à ee qu nue ligne, partant rsi le plus éloigné de l'œil. Le irou parait de l'œil et aboutissant ...1 centre du point double quand ou le présente a la lumière, non. lo me un ..ng e de :; ■! svec la surlace L'un des rivons transmis esi rei aile, soi- du réflecteur. Quand la tourmaline esl mue vant la même loi que dans le verre ou l'eau, ci culair ml dans son propre plan, le c'esl-à-dire qu'il reste toujours dans le plan nuage sombre diminue, el il s'évanonil enperpeudiculaire à la surface refringeiite.ee . lièrement quand l'axe do la tourmalm Du rioia. »'AiTaOHom», etc.

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horizontal; chaque point de la surface de la plaque se trouve alors également éclairé. A mesure que la tourmaline accomplit son mouvement, le point nuageux paraît et disparaît alternativement, à chaque quart de révolution. Ainsi, quand un rayon de lumière rencontre un plan de verre à glace sous un angle d'incidence de 57% le rayon réfléchi devient incapable de pénétrer une plaque de tourmaline dont l'axe est dans le plan d'incidence; conséquemment, il a acquis le même caractère que s'il avait été polarisé par transmission à travers une lame de tourmaline dont l'axe durait été perpendiculaire au plan de réflexion. L'expérience démontre que ce rayon polarisé est incapable d'une seconde réflexion à certains angles et dans certaines positions du plan incident. Car si un autre plan de verre à glace, dont l'une des surfaces serait noircie, était placé de manière à faire un angle de 33' avec le rayon réfléchi, l'image de la première plaque serait rélléchie dans sa surface, et alternativement éclairée et obscure à chaque quart de révolution de la plaque noircie, selon que le plan de réflexion serait parallèle ou perpendiculaire au plan de polarisation. Ce phénomène ayant lieu, quel que soit le moyen employé pour polariser la lumière, fait connaître une autre propriété générale de la lumière polarisée, — savoir, qu'elle est incapable de rétlexion dans un plan perpendiculaire au plan de polarisation.

Toutes les -surfaces réfléchissantes ont la propriété de polariser la lumière, mais l'angle d'incidence auquel elle est complètement polarisée est différent pour chaque substance. Il parait que, pour le verre à glace, l'angle est de 57s. 11 est de 56° 55' pour le crown-glass, et un rayon n'est pas complètement polarisé par l'eau, à moins que l'angle d'incidence ne soit de 53° 11'. Les angles auxquels différentes substances polarisent la lumière sont déterminés par cette loi de la pins admirable simplicité, découverte par David Brewster : « Pour un milieu quelconque, la tangente de l'angle de polarisation est égale au sinus de l'angle d'incidence divisé par le sinus de l'angle de réfraction de ce milieu. » De là résulte aussi que la force refraclive d'un corps , celle même d'un corps opaque, est connue quand son angle de polarisation a été déterminé.

POLARISATION CHROMATIQUE. — Dans l'article précédent nous avons étudié la nature de la lumière polarisée et des lois qu'elle suit. Quant à la magnificence des phénomènes auxquels elle donne lieu dans les circonstances que nous allons essayer de décrire, il .est sinon impossible , du moins bien diflicile d'en donner une idée.

Si la lumière polarisée par réflexion à l'aide d'une lame de verre était vue à Iravers une plaque de tourmaline dont la section longitudinale fût dirigée verticalement, l'on verrait sur le verre un nuage Sombra dont le centre serait tout à fait obscur. Puis, si l'on interposait entre la

tourmaline et le verre une feuille de mica de •^ de pouce environ (un peu moins d'un millimètre) d'épaisseur, dans toute son étendue, le point obscur s'évanouirait surle-champ, et à sa place paraîtrait une série de couleurs les plus éclatantes, variant à chaque inclinaison du mica , depuis les nuances rouges les plus riches jusqu'aux vertes, aux bleues et aux pourpres les plus vives. Pour voir ces couleurs dans tout leur éclat, il faut faire tourner le mica perpendiculairement à son propre plan. Si l'on fait mouvoir le mica circulairement dans un plan perpendiculaire au rayon polarisé, on y aperçoit deux lignes où les couleurs s'évanouissent entièrement : ces lignes sont les axes optiques du mica, substance doublement réfringente, à deux axes optiques, le long desquels la lumière se réfracte en un seul rayon.

Aucune couleur n'est visible dans le mica, quelle que puisse être sa position à l'égard de la lumière polarisée, sans l'assistance de la tourmaline, qui divise le rayon transmis en deux faisceaux de lumière colorée, complémentaire, l'un de l'autre, c'est-à-dire en deux faisceaux qui, réunis , feraient de la lumière blanche. L'un est absorbé et l'autre transmis par la tourmaline, cequi fait donner à celle-ci le nom de plan d'analyse. Cette vérité paraît encore plus palpable lorsqu'au lieu de mica on emploie une lamelle de sulfite de chaux dont J'épaisseur est entre la 20L et la oOe partie d'un pouce (à très-peu près entre 1 millimètre et un demi-millimètre). Si cette lame est d'une épaisseur uniforme, et qu'on la place entre le plan d'ana lyse et le verre réflecteur, on ne voit qu'une seule couleur , comme, par exemple , le rouge; mais si l'on fait tourner la tourmaline, le rouge disparait par degrés, jusqu'à ce que le sulfate de chaux devienne incolore lui-même : puis il prend une nuance verte qui augmente et arrive à son maximum quand la tourmaline a accompli le quart d'un tour, ou 90"; le vert ensuite s'évanouit à son tour, et le rouge reparaît. Ces changements se reproduisent alternativement à chaque quart de révolution. D'après celle expérience, on voit que la tourmaline divise la lumière qui a passé à travers le sulfate de chaux, en un rayon rouge et un rayon verl; et que, dans une certaine position, elle absorbe le vert et laisse passer le rouge, tandis que dans une autre c'est le rouge qu'elle absorbe, et le vert qu'elle transmet. Il est facile d'acquérir la preuve de ce phénomène en analysant le rayon avec du spath d'Islande, au lieu de tourmaline; car, le spath n'absorbant pas la lumière , on aperçoit alors deux images du sulfate de chaux, l'une rouge et l'autre verle : ces deux images échangent leur couleur à chaque quart de révolution du spath, c'est-àdire que le rouge devient verl, et lo vert rouge alternativement. De plus, à l'endroit où les images se recouvrent , la couleur étant blanche, cela prouve que le rouge et le verl sont complémentaires l'un de l'autre.

tiot

tol

La teinte dépend de l'épaisseur de la lame. Dos lamelles île solfate «le ebaox d'un 0,0315' ci d'un 0,^018" de millimètre respectivement, donn nt delà lamière blanche, dans quelque position qu'on les tienne , pourra qu'elles soient perpendiculaires au rayon polarisé; mais des lames d'épaisseur intermédiaire donnent touics les cooleurs. Conséquemment un prisme de Bulfate de chaux, variant en épaisseur depuis la 0,0315' jusqu'à la0,M$18 partie d'au millimètre, parait rayé de l ou les les couleurs quand il est traversé parla lumière pi ! un changement d'inclinaison dans la lame, soit de mica, soit de sulfate dechaux, équivaut évidemment à un changement d'épaisseur.

Quand une lame de mica tenue aussi près riel'u-il que possilile, et inclinée de manière à transmettre le rayon polarise dans I I lion de l'un de bcs axes optiques, est vue A travers la tourmaline dont l'axe est dirigé verticalement, l'aspect le plus magniOque vient s'offrir à la » ue. Le point nuageux, qui se trouve dans la direction de l'axe optique, se laisse apercevoir entouré d'un d'anneaux vivement colorés, el d'une forme ovale, divisés en deux parties inégales par nne bande noire curviligne, passant par la tache sombre autour de laquelle les anneaux sont forme s. L'autre axe optique du mica représente une image semblable.

Ce sciait vainement que l'on essayerait de décrire les phénomènes magnifiques roprésentés par les corps innombrables qui toirs Boblssent >ies changements périodiques de forme et de couleur, lorsque le plan d'analyse est soumis à un mouvement circulaire ; aucun d'eux, toutefois, ne laisse apercevoir

la moindre trace de coloration, san- ' lance de la tourmaline ou de quelque au re

substance analogue, capable d'analyser la lumière, et, si l'on peut s'exprimer ainsi, de

donner la vie à ces fantômes merveilleux.

I a tourmaline a le désavantage d'être ellemême une substance colorée; mais ■ remédier à cet Inconvénient en emploj tnt pour plan d'analyse une surface réfléchissante. Quand la lumière polarisée est réfléchie par une lame de rerre sous l'angle de

polarisation, elle est divisée en deux

colorés, et quand le plan d'analyse est mû clrcnlafrement dans son propre plan, il retlecliit alternativement chaque rayon à chaque quart de révolution, de sorte que tous les phénomènes qui ont cte décrits sont vus par réflexion sur sa surface.

Des anneaux eu • lOOl produits en analysant la lumière polarisée transmise à travers du verre fondu, cl brusquement ou

nient refroidi ; ou à travers des I unes minces de verre courbées a» cela main, ou des substances gélatineuses durcies ou comprimées, etc., etc. Bo un mot, tous les phénomènes des anneaux colorés peuvent être produits, soit d'une manière permanente,

De manière passagère, dans .me induite de su .r et lo

le refroidissement brusque, :

pression, la dilatation cl le durcissement.

Ces expériences , en outre, exigent si peu d'appareil, que , comme l'observe mi- John Herscholl, un morceau de verre a vitra ou une lable pulie, pour polariser la lumi re, une feuille de glace (eau gelée] pure jour produire les anneaux, et un morceau do verre a glace, plue près de l'œil pour ana-

Ij er l.l lumière, sont les seuls objet

saircs pour représenter l'un des phéne s les plus magnifiques de l'optique.

Nous avons dit plus haut que lorsqu'un rayon de lumière polarisé par rélloxion d'une surface; non métallique < -t analysé par une substance doublement réfrl il manifeste des propriété-, qui sont swnolriqoes à droite et ù gauche du pi m de réflexion, et est dit alors être polarisé suivant ce plan. !.. insulaire des anneaux colorés déjà décrits prouve d'une manière évidente que cille symétrie n'est pas détruite quand le rayon, avant d'être analysé, traverse l'axe optique d'un cristal qui n'a qu'un a\e optique. I.e quarts

il cristallisé, ou cristal de roche, forme cependant une exception. Dans ce* cristal, lors même que les rayons traverseraient l'axe optique lui même, point auquel il n'y a pas de double réf. action, la symétrie primitive du rayon serait détruite, et le plan

de la polarisation primitive dévierait soit à

droite, soit à gaui lie de i .:,-, d',,,,

angle proportionnel à l'épaisseur de I i lame de quartz. Ce mouvement angulaire du plan de polarisation, auquel on a donne le nom de polarisation circulaire, el qui est une véritable rotation, est démontré clairem nt par les phénomènes. Les anneaux colorés produits par tous les cristaux qui n'ont qu'un axe optique sont circulaires, et traversés par une croix noire concentrique aux anneaux, de sorte que la lumière disiilièreinent dans tout l'espace renfermé dans l'anneau intérieur, parce quo le Ion- de l'axe optique il n'y a ni doublo réfraction ni double polarisation. Mais dans le système des anneaux produits par une lame de quartz dont les surfaces sont per-

pendicul lires a l'axe du cristal, le dedans de l'anneau intérieur, au lieu d'être dépourvu

d.- lumière, est occupe par une teinte uniforme de rouge, de vert, ou de bleu, selon leur de la lame. >upposons que la lame de quart/ ait 1 mi limetre d'épaisseur, — celle épaisseur donnera la teinte rouge à l'espace conlenn dans l'anneau intérieur; mais si l'on imprime à la plaque d'analyse nn monvemejil circulaire dans son propre plan, le rouge s'évanouira Lorsque la plaqua aura parcouru 17 r de sa révolution. Si on

emploie une lame de cristal de rorb millimètres d'épaisseur, la plaqua d'analyse devra parcourir nn arc d que la

teinte re i;

;. millimètre dans l'épaisseur, exigeant une addition do 17 1^ dans lo

déminent que le plan de polarisation se

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meut dans le cristal de roche, suivant une direction spirale. Il est à remarquer que, dans certains cristaux de quartz, le plan de polarisation tourne de droite à gauche, et dans d'autres, de gauche à droite, bien qu'en apparence ces cristaux ne diffèrent entre eux que par une variété très-légère et presque imperceptible dans la forme. Dans ces phénomènes, la rotation vers la droite s'accomplit d'après les mêmes lois et avec la même énergie que celle vers la gauche. Mais si l'on vient à employer deux lames de quartz, possédant des propriétés différentes, la seconde détruit ou totalement ou partiellement le mouvement rolaloire que la première avait produit, selon qu'ellessonlou d'égale ou d'inégale épaisseur. Quand les lames sont d'inégale épaisseur, la déviation s'opère dans la direction de la plus forte, et est exactement la même que si elle était produite par une troisième lame d'une épaisseur égale à la différence qui existe entre celle des deux premières.

La production de la polarisation circulaire, et elliptique par la réflexion intérieure de la lumière produite par le verre à g!ace, occupe un d s premiers rangs parmi les nombreuses et brillantes découvertes de Fresnel, qui démontra que si la lumière, polarisée par l'une quelconque des méthodes ordinaires, est deux fois réfléchie dans l'intérirut' d'un rhombe de verre, d'une forme déterminée, les vibrations d'éther perpendiculaires au plan d'incidence sont relardées du quart d'une vibration, ce qui fait décrire aux particules vibrantes une hélice circulaire ou une courbe semblable à un lire-bouchon. Cela n'arrive toutefois que lorsque Le plan de polarisation est incliné d'un angle de ko° à celui d'incidence. Quand ces deux plans forment un angle plus grand ou plus petit, les particules vibrantes se meuvent suivant une hélice elliptique , courbe dont on peut se représenter la figure en contournant un Gl en spirale autour d'une baguelto ovale. Ces courbes tournent vers la droite ou vers la gauche, selon la position du plan incident.

Dans le phénomène de la polarisation elliptique et circulaire, le mouvement du milieu éthéré peut être représenté par l'analogie d'une corde tendue ; car si l'on suppose l'extrémité de celte corde agitée à intervalles égaux el réguliers par un mouvement vibratoire entièrement limité à un seul plan, la corde prendra la forme d'une courbe ondulante, contenue tout entière dans ce plan. Si à ce mouvement l'on en ajoute un autre, égal el semblable, mais perpendiculaire au premier, la corde prend râla forme d'une hélice elliptique; son exlrémilédécriraune ellipse, et chaque molécule, dans toute sa longueur, suivra successivement la même direction.

Mais m le second système de vibrations commence ex iclemenï un quart d'ondulation plus tard que le premier, la corde prendra la foruiv1 d'uni; hélice circulaire ou d'un lire- -bouchon ; s m extrémité se mouvra uniformément eu cercle, el toutes les molécules

dont elle se compose acquerront successivement le même mouvement. Il paraît donc que la polarisation circulaire cl la polarisation elliptique peuvent êlre produites par la composition des mouvements de deux rayons dans lesquels les particules d'élher vibrent dansdes plans perpendiculaires l'un à l'autre. Dans un mémoire extrêmement savant et profond , publié dans les Transactions de Cambridge , le professeur Airy a prouvé que toutes les différentes espèces de lumière polarisée peuvent être obtenues à l'aide du cristal de roche. Quand la lumière polarisée est transmise par l'axe d'un cristal de quartz, dans le rayon émergent, les particules d'élher se meuvent suivant une hélice circulaire ; mais quand il est transmis obliquement, de manière à former un angle avec l'axe du prisme, les particules d'élher se meuvent suivant une hélice elliptique, dont l'excentricité augmente avec l'obliquité du rayon incident ; de sorte que lorsque le rayon incident tombe perpendiculairement à l'axe, les particules d'élher se meuvent en ligne droite.

Ainsi le quartz représente toutes les variations de la polarisation elliptique, y compris même les cas extrêmes où l'excentricité est d'une part zéro, ou de l'autre, égaie au grand axe de l'ellipse. Dans plusieurs cristaux, les deux rayons sont si peu séparés, que c'est la nature seule de la lumière transmise qui peut faire reconnaître qu'ils sont doués de la double réfraction. Fresuel a découvert, à l'aide d'expériences sur les propriétés de la lumière passant par l'axe du quartz, qu'elle consiste en deux rayons superposés qui se meuvent avec d'inégales vitesses ; et le professeur Airy a prouvé que dans ces deux rayons les molécules d'élher vibrent dans des ellipses semblables, perpendiculaires entre elles, mais dans des directions différentes ; que leur excentricité varie avec l'angle que forme le rayon incident avec l'axe , et que, par la composition de leurs mouvements, ils produisent tous les phénomènes de la lumière polarisée qu'on observe dans le quartz.

Il parait, d'après ce qui vient d'être dit, que les molécules d'éther accomplissent toujours leurs vibrations perpendiculairement à la direction du rayon, mais avec des modifications très-différentes, correspondantes aux diverses sortes de lumières. Dans la lumière naturelle, les vibrations sont reclilignes, et s'accomplissent dans tous les plans ; dans la lumière polarisée ordinaire, elles sont également rectilignes, mais ne s'accomplissent que dans un seul plan ; dans la polarisation circulaire, les vibrations sont circulaires ; et enfui dans la polarisation elliptique, les molécules vibrent dans les ellipses. Ces vibrations se communiquent de molécule à molécule , en lignes droites quand elles sont reclilignes, en hélices circulaires quand elles sont circulaires, et en hélices ovales ou elliptiques quand elles sont elliptiques.

Quelques fluides, tels que l'huile de leré-