COROLLAIRE VI

Des causes de la polarisation de la lumière. ^

Nous venons de discuter les principes du calcul par lequel Fresucl a embrassé dans son heureuse analyse les traits carac.téristiques et les lois expérimentales de ce phénomène remarquable que l’on a nommé la polarisation de la lumière, et dont la découverte est due à Malus. Mais encore bien que ce calcul ingénieux , par son accord avec les faits, forme une des parties les plus importantes du faisceau de preuves sur lequel s’est fondée la théorie des ondulations et l’existence de l'éther, il n'est point toutefois par lui même une explication du phénomène;

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il en retrace à la vérité et en reproduit algébriquement les lois , mais il n'en indique puiut les causes.

Qu'est-ce en effet que la polorisatiun de la lumière? C'est la faculté qu’ont les vibrations lumineuses , par la réflexion de leur rayon propagateur sur des surfaces miroitantes, ou pur sa transmission à travers des substances cristollines transparentes, de s’orienter suivant une direction déterminée , ou ce qui est la mémo cliose, perpendiculairement à un certain plan (*) passant par la direction de ce rayon, propagateur. Le fuit admis , et l’existence d’un plan de polarisation pour une certaine partie des rayons lumineux étant prise pour base, Fresnel établit ses ailculs : il décompose l’intensité des vibrations polarisées , quelle que soit la direction de ce plan auquel elles sont perpeudiculaires , il la décompose, dis-je , suivant le plan d’inddencc du rayon sur la flice réfléchissante et suivant un plan perpendiculaire à celui-ci ; il applique à ces deux composantes le calcul dont nous avons rappelé les bases dans le scholie précédent, et comme l’observation a démontré aussi cc fait , que la lumière totalement polarisée se partage en deux fliisceaux d’égale intensité, c’est-à-dire ayaut chacun moitié de l’intensité totale , polarisés l’un par réflexion parallèlement , l’autre par réfraction perpendiculairement au plan d’incidence , la comparaison de ces deux ordres de résultats a pu fournir un mode d’équation, au moyen duquel ou est parvenu à reproduire les données principales dues à l’observation directe.

Mais il est visible que ce mode d’analyse ne nous renseigne aucunement sur les causes du phénomène fondamental lui-méme, savoir, l’orientation des vibrations lumineuses suivant une direction déterminée, en d’autres termes sur l’existence d’un plan ' de polarisation. Il ne nous apprend pas non plus pourquoi ,

(*) En parlSDldece résultat, démootré par les belles études de NM.rresoel et Arago, que les rlbratious de la lumière naturelle s'eséenteot sur des surfaces sphériques successives, ayant pour centre coinmiin le |H>int de départ du rayonnement, ou si l'on veut, qu'elles s’eiécutent sur les plans tangents A ces surfaces, c’està-dire perpendiculaires au rayon propagateur, il est clair que lorsque de plus les vibraUonS sont astreintes à la condition d'étre perpendiculaires auui à un certain plan (rassant par ce rayon, leur direction est alors cuoiplélemeiit déterminée dans l’espace, elle est unique. ,

DK.S I.OIS lit 1,,\ l'insiQI'K.

coimne riudiquc le second fait, les deux faisceaux composàiils. perpendiculaires l’un à l’autre, de la lumière totalement polarisée, sont d'égale intensité : car il se fonde, pour expliquer ce fait , sur une hypothèse très-précaire , celle de l’égale intensité des mouvements vibratoires en tous sens sur la surface des ondes, hypothèse qui nous semble contredite non-seulement par le phénomène des couleurs , mais jwr le fait même de la polarisation.

Je ne pense pas qu'il fût ])ossibie en effet de parvenir a une explication ans.si fondamentale sans avoir préalalilemcnt les idées lixées sur l'origine réelle de la lumière naturelle, et par conséquent sur la nature des mouvemeiiLs qui y donnent lieu. Mais les vues que nous avons développées précédemment sur les causes mécaniques de la lumière du soleil nous mettent à même d'entrer plus avant dans cette étude, et nous allons entreprendre en effet d’expliquer où réside selon nous la cause générale et première du phénomène de la jMilarisation.

Iæ soleil, en tournant sur lui même (’), imprime à l’éther autour de chaque parallèle une inlinité de vibrations égales correspondant à la même couleur, et compri'üc.s toutes dans le plan du parallèle, mais affectant dans ce plan toutes les directions possibles relativement au rayon propagateur considéré comme y etaut situé. Si nous nous bornons à examiner ce qui sc passe dans l’équateur du corps revolvant , qui est l’un de ces iwrollèles , il est bien évident que les vibrations égalés qui se distribueront autour de ce cercle auront autant de directions différentes qu’il y a d'éléments linéaires dans sa demi-circonférence. Par suite, elles entreront chacune pour une quantité variable dans l'effet produit sur notre vision, et eela se comprendra facilement

(*) Il ci^l proh.ihle, et il parait que le rrnttement dû au mou-

vement fie translaliuii, qui a^ità cliaqiie instant sur iiu mmüieu unique de la sphère Kolaire, transmet ses vibrations en tons les points de sa surface, et que par suite du priuripe que nous avons émis dans le Livre i'* sur le partage égal des intensités vihratuircs entre tonlf*s les particules éthérées équidistantes du centre de mouvement, teqiiel centre poiirchaque parallèle est situe sur l'axe polaire; parsuilede ce principe, dis-je, ce frottement ainsi transmis uffectera d une intensité devibration semblable tous les points de cliucun de ces (Mrallèles; qu’ainsi ce que nons disons ici du inoiivenient de rotation s'applMjiie également aux xibrations qui dérivent du monveiinmlde tianslalimi,et qu'il n‘y a rien à ajouter de partimlicr à IVgardde celles-ci,

U MIERE.

en prenant pour point de départ la nature eontuie des effets phj'siolopiques.

Ce qui appareil en effet comme un des résultats les plus clairs de la théorie des ondes appliquée par MM. Fresnel et Arapo aux faits de l’observation, c’est que dans les vibrations lumineuses le seul effet sensible pour notre vision résulte de vibrations exécutées dans un plan perpendiculaire au rayon propagateur. C’est là un fait physiologique que nous n’expliquons point, que nous n’avons pas besoin d’expliquer ; il tient à la uatnre de notre organisation. Mais on peut sans difliciilté l’accepter comme ui) fait. Il ne signifie pas qu’il n’y ait point d’autres vibrations produites dans les phénomènes qui forment les causes de la lumière ; il signilic seulement que les seules vibrations visuelles, perceptibles pour notre vision , sont tcllea que nous venons de le rappeler.

Or. dans notre manière de considérer les causes de la lumière du soleil , nous avons déjà montré comment les vibrations produites par le mouvement de cet astre sont toutes parallèles au plan de son équateur le sens de ces vibrations est donc ' ainsi restreint déjà , et si l’on veut considérer l’ensemble de leurs rapports, on voit déjà qu’il est inutile de mettre en ligne de compte l’une des trois coordonnées de l’espace , savoir, celle qui est parallèle à l’axe de rotation du soleil ; en d’autres termes on peut considérer chacun des ensembles de vi-bratious qui composent un rayon de lumière blanche comme . perpendiculaire à un des méridiens solaires, comme polarité par rapport à cet azimut. Maintenant parmi ces directions ellesmêmes des aziniuts ou des plans de polarisation, noos allons voir qu'il en est une à laquelle il est nécessaire de rap|H>rtep toutes les autres, ce qui achèvera de dessiner complètement le phénomène, en conduisant au véritable caractère d’unité qui distingue la polarisation de la lumière et , comme nous le verrons, à ses autres propriétés essentielles.

Kn effet , quoique les directions absolues de vibrations produites par la rotation del'équateur solaire soient en nombre iiilini , il en est une qui sous le point de vue de l’effet utile l’emporte sur toutes les autres : c’est celle qui est produite, à un