CHAP. 111, COULEURS DE LA LUMIÈRE POLARISÉE

Ainsi, pour 6 = 20, l’image extraordinaire disparaît encore, tandis que l’image ordinaire devient égale à 1 ; et celleci se trouve alors à son émergence, complètement polarisée dans l’azimuth 2a ou dans la section principale du rhomboïde.

Si la différence des chemins parcourus n’est ni un nombre pair ni un nombre impair de demi-ondulations, il n’y a plus l’images qui puisse disparaître, et les faisceaux émergens sont alors polarisés dans différons sens. '

^ Tous les résultats des formules sont en effet conformes à 'expérience.

Ces notions sont suffisantes pour faire comprendre les )rincipes à la fois simples et féconds sur lesquels Fresnel a bndé sa belle théorie des couleurs des lames cristallisées. Vous n entreprendrons pas d’appliquer ces mêmes principes lux cas beaucoup plus compliqués que nous devons encore îxaminer ; mais il est important de décrire la véritable cause le ces phénomènes, et de faire voir que l’inégale vitesse des ■ayons ordinaire et extraordinaire détermine des avances ou les retards entre les diverses ondulations, et par-conséquent les interférences qui développent les couleurs.

C est pour plus de simplicité que nous avons supposé le ristal à un axe, car, dans les cristaux à deux axes, les phélomènes se passent de la même manière : seulement, la ligne i [fig. 309) doit être alors Vaxe principal, c’est-à-dire la igné qui partage en deux parties égales l’angle aigu des deux xes; et la ligne mm! doit être Vaxe secondaire, ou la ligne ini partage leur angle obtus. La ligne perpendiculaire à l’axe inncipal et à l’axe secondaire se nomme aussi Vaxe tertiaire; lüus aurons à en tenir compte un peu plus loin. Nous ajou-

lerons seulement ici que la chaux sulfatée, qui a ses deux axes dans le plan des lames, qui se divise si facilement en minces feuillets et donne d’éclalanles couleurs, est l’un des / cristaux les plus commodes pour étudier les phénomènes dont il s’agit.

Nous ajouterons que pour observer ces phénomènes avec la lumière solaire, en projetant les images sur un tableau, il suffit d’adapter au volet de la chambre noire, l’appareil représenté dans la figure 312, qui ressemble au microscope solaire, car, il se compose comme lui d’une glace réfléchissante a, d’une lentille b, de 22 centimètres de foyer, et aussi quelquefois d’une troisième lentille c, d’un foyer beaucoup plus court. La lumière est en général suffisamment polarisée par la réflexion sur la glace a ; la lame montée sur un diaphragme la reçoit avant son incidence sur la lentille h, et la lentille c, mise à une distance à peu près égale à la somme des distances focales principales de b et de c, projette l’image sur un tableau; il suffit alors de mettre en d un prisme biréfringent et de le tourner convenablement pour observer sur le tableau tous les phénomènes que nous avons décrits.

461. Anneaux colorés dans les cristaux à un axe.— Lorsqu’on place entre deux tourmalines une plaque d( spath d’Islande, perpendiculaire à l’axe, ayant de 1 à 20 oi SO millimètres d’épaisseur, et qu’on la regarde contre le ciel en plaçant l’œil derrière la seconde tourmaline, on observi brillans les phénomènes représentés dans les figures 325, 32(1 et 327 : si les tourmalines sont croisées, on voit la croix noirl {fig. 325) et une belle série d’anneaux vivement colorés! si les tourmalines sont parallèles, on voit la croix blanchi [fig. 327) et des anneaux complémentaires des précédensi enfin, si les tourmalines sont seulement obliques, on vol [fjg. 326) la croix noire qui s’altère, les anneaux qui sedil placent, et le renversement qui s’accomplit peu à peu poil passer de la figure 325 k la figure 327 ou vice versâ, suivait que l’on passe du croisement au parallélisme, ou du paraJj

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lélisme au croisement. Quant à la position de la plaque ellemême, elle est tout-à-fait indifférente : sa rotation ne modifie en aucune sorte les phénomènes, à moins qu’elle n'offre des points d’une cristallisation irrégulière.

Lorsqu’on éclaire les tourmalines avec les diverses Couleurs du spectre, ou lorsqu’on place devant l’œil des verres qui ne laissent passer que le rouge, le bleu, le vert ou le violet, toutes les autres couleurs disparaissent, comme on devait s’y attendre, et l’on n’aperçoit plus alors qu’une série d’anneaux allernalivement noirs et colorés de la lumière simple incidente, puis une croix noire dans le cas du croisement des tourmalines et une croix colorée de la même manière dans leur parallélisme. Les diamètres des anneaux croissent avec la réfrangibilité de la lumière qui les produit. La grandeur absolue des anneaux diminue à mesure que la plaque augmente d’épaisseur ; ils finissent par disparaître quand la plaque est trop épaisse : cependant, quand on cesse de les apercevoir à la Inmière blanche, on peut encore les découvrir à la lampe monochromatique, c’est-à-dire à la flamme jaune-paille de l’alcool salé; seulement, ils sont alors petits et très serrés.

On observe des phénomènes analogues dans tous les cristaux à un axe, comme le cristal de roche, la tourmaline, le zircon, le nitrate de soude, le mica, l’hypo-sulfate de chaux, l’apophyllite, etc., etc.; cependant, nous devons remarquer que le spath d’Islande est peut-être, de tous les cristaux, celui qui donne les apparences les plus régulières et les plus simples. Dans le cristal de roche par exemple {fig. 328), la croix disparaît par l’effet de la polarisation circulaire, dont nous parlerons plus loin ; dans d’autres cristaux à un axe, comme l’apophyllite, l’arrangement des couleurs est altéré, parce qu’il arrive sans doute que l’axe optique des différentes couleurs n’est pas rigoureusement dans la même direction.

Dans les cas plus simples , le phénomène des anneaux se rattache assez facilement à la théorie précédente de Fres-

nel : mais, lorsqu’il s’agit de discuter le cas général, les calculs se compliquent beaucoup trop pour qu’il nous soit permis de les exposer ici; d’ailleurs, on n’a pas fai tassez d’expériences sur les mesures exactes des anneaux dans les différentes couleurs pour vérifier la théorie dans toutes tes applications. Nous devons donc nous borner à indiquer d’une manière gé- i nérale l’action qui se développe dans les cristaux perpendiculaires à l’axe et qui donnent ainsi naissance aux couleurs.

Soit pp' {fig. 310) la plaque perpendiculaire à Taxe, et o la position de l’œil. La partie du faisceau incident qui devient visible forme une espèce de cône lumineux b oh' dont le sommet o est dans l’œil, dont la base circulaire a un diamètre hh' variable avec la distance, et dont l’axe co coïncide avec l’axe du cristal. Les divers rayons de ce cône éprouvent des effets bien différens : ceux qui avoisinent l’axe co Iravericnt ia plaque sans se dévier, et ceux ^ui se trouvent près des bords aho la traversent obliquement, et sont par conséquent soumis aux deux réfractions ordinaire et extraordinaire ; mais ces deux réfractions s’accomplissent toujours dans le même plan, parce que toute section perpendiculaire passant par c o est une section principale; de plus, les divers rayons, également éloignés de l’axe ou répartis sur une môme circonférence, éprouvent des modifications bien différentes dans leurs plans de polarisation ; car, si l’on représente par dbd'b' (fig. 311) la coupe du faisceau au moment où il sort de la plaque cristallisée, et par 66' le plan primitif de polarisation, il est évidenC : 1® que les rayons 6 et 6' restent polarisés dans le plan primitif, puisque leur plan de polarisation coïncide avec la section principale 6 6',. qu’ils traversent ; 2“ que les rayons d et d' restent pareillement polarisés dans leur plan primitif, parce que leur plan de polarisation est perpendicuiaire à la section dd', qu’ils traversent ; 3° que les rayons tels que [' se séparent en deux autres : l’un ordinaire, polarisé suivant f'h; l’autre extraordinaire, polarisé suivant f'/r. Or, ces derniers rayons en