CHAP. IIL — ANNEAUX COLORÉS

tour d'un axe horizontal , il faut toujours mettre la barre verti« cale pour déterminer l'angle des axes.

On peut aussi, au moyen du même appareil, constater que, dans presque tous les cristaux à deux axes^ les diverses couleurs simples ont des axes difTéi^ents : dans le carbonate de plomb, par exemple, lès systèmes d'axes de toutes les couleurs sont dans le même plan ; et leur angle décroît depuis le rouge jus^ qu*au violet; dans le nitrate de potasse, au contraire, les axes, ootttemis encore dans le même plan , (ont entre eux des angles qui croissent avec la réfrangibUité; enfin dans certains cristaux, comme le borax, les systèmes d'axes des diverses couleurs sont dans des plans différents. On comprend que ces propriétés singidières des différents cri^aux doivent apporter des. modifications consi-^ dmbles dans rarrangement des couleurs , et une trop grande complication dans l'analyse théorique de tous ces phénomènes , pour qu^il soit possible de l'aborder ici.

Les bnttantes couleurs qui se développent, comme nous ve^ DOBs de le dire , dans les cristaux à deux axes peuvent s'obtenir aussi avec la lumière solaire, comme nous l'avons indiqué tout à l'heure pour les cristaux à un axe.

188. Fi—npia liypefboM^»eB •» p^vaKéles i^rodaltes pmtt !•• caifcf «. — Lorsqu'on présente à un rayon polarisé une lame de erisital de roche dont l'une des faces soit parallèle à Tase et Fautre peu indinée , de manière à faire un prisme tre»* aScm^, on observe à l'œil nu des bandes rouges et vertes, |iouivii que Ton regarde d'un peu loin et que l'épaisseur du prisme près de son sommet ne dépasse pas un tiers ou la moitié d'an niflimètre. Ces bandes parallèles sont plus vives quand on les regarde avec la tourmaline, et il est facile de reconnaître qu'dles atteignent leur maximum d'éclat qvand la section principale dtt^ prisme fiait avec le phm de polarisation un angle \6i^ m de 45*. Ce phénomène rentre dans ceux que nous avoua déjà déerits et dont nous avons aussi indiqué la théorie.

M. Delezerafie , qui a feit sur ce sujet un grand nombre d'ob-* senratioiis très-intéressantes (Société des sciefice» de Lille)^ a constate que tous les cristaux à un axe, taillés en lames à faces pandlèles à l'axe et d'une éjf^aisseur convenable , donnent, dans les mènae» civeonstances, non plu» des bandes parallèles, mais qualBe sjrst^nes d» bandes hyperbolique» très-bien caractérisiez

lorsqu'on les observe à la flamme de Talcool sale , bien qu'on ne puisse rien observer de perceptible à la lumière blanche ordinaire.

Lorsqu^au lieu de soumettre à Texpérience un seul cristal , on prend , par exemple , des lames de cristal de roche épaisses de sept ou huit millimètres, légèrement prismatiques , pai^allèles à Taxe et posées Tune sur l'autre , de manière c(Ue les axes soient croisés (Pl. 34, Fig. 25), on observe aussi quatre systèmes de bandes hyperboliques parfaitement régulières (Pl. 35, Fig. 24); mais pour cela il faut, après avoir mis les deux prismes dans la pince à tourmaline , approcher Tœil très-près , car , aussitôt que Ton regarde à une distance un peu grande, les hyperboles dégénèrent en bandes parallèles (Pl. 35, Fig. 12, 13).

Les lames obliques à Taxe présentent aussi par leur croisement des bandes analogues : ainsi, quand on a travaillé une lame de cristal de roche de quatre ou cinq millimètres d^épaifrseur, de manière que ses faces soient bien parallèles entre elles, et parallèles à Tune des faces de la pyramide qui termine ordinairement les cristaux naturels ,^ et qu'ensuite on coupe cette lame pour en superposer les deux moitiés en croisant la ligne de section , le système qui en résulte donne aussi , dans la pince à tourmaline, des bandes parallèles très-vives. Si ces bandes sont dans le plan de polarisation de la lumière qui a traversé la première tourmaline, elles présentent au miUeu une bande noire entre deux blanches, et se colorent ensuite de chaque coté (Fig. 12) : c'est le contraire quand elles sont perpendiculaires au plan primitif de polarisation, car on observe alors une bande blanche entre des noires, et toutes les coulem*s précédentes renversées (Fig. 13).

C'est sur ce pliénomène qu'est fondé le polariscope de M. Savart : cet appareil , qui est extrêmement sensible pour découvrir les moindres traces de lumière polarisée , se compose des deux quartz obliques et croisés dont nous venons de parler, sur les* quels on ajuste une tourmaline dont l'axe divise en deux parties égales l'angle des sections principales des deux quartz, fin pla<^ çant la tourmaline devant Tœil, et en i*egardant au travers de ce système , on distingue des bandes dès que la lumière incidente contient quelques portions polarisées. Il suffit alors de voir la direction de la bande, lorsqu'elle est le iqieux marquée,

CHAP. III. — FRANGES HYPERBOLIQUES. 42i

pour avoir la direction du plan de polarisation. J'ai remai*quë qu'âne peau de baudruche, translucide^ mise devant les quartz, rend les bandes beaucoup plus apparentes.

Cet appareil est très-commode pour observer la polarisation delà lumière atmospliéii:jue.

Les lames taillées perpendiculairement à Taxe donnent aussi des franges analogues lorsqu'elles sont disposées , comme dans Tappareil (Pl. 34, Fie. 33), pour être .inclinées à volonté sur le rayon polarisé.

189. Divers phëBOinènes de polarisation qnl se prodalsent daas les erisCanx saperposés , dans les eristanx eolorés » dans le verre trempé, eltamffé on eoniprlmé, ete. — Nous réunirons sous ce tître divers phénomènes dont la cause générale peut être indiquée, mais qui semblent, par leur complication, échapper à des mesures précises, et par conséquent à une analyse théorique assez simple et assez complète pour qu'il soit possible de Tentreprendre ici.

Lorsqu'on place entre deux tourmalines un cristal perpendiculaire à Taxe , deux lames croisées de cristal de roche donnant des baïufc?, les anneaux du cristal perpendiculaire sont altérés d'une manière remarquable , et qui varie avec l'inclinaison du système croisé : nous avons essayé de reproduire ces apparences (Pl. 35, FiG. 15). L'effet n'est pas symétrique, et l'on en peut tirer des moyens utiles pour reconnaître la direction du second ^xe quand on connaît le premier. M. Delezenne a fait beaucoup d'expériences mtéressantes sur ce sujet {Société de Ulle). Au lieu de faire l'expérience comme nous venons de l'indiquer, on peut la fan-e avec l'appareil (Pl. 34, Fio. 24), en mettant le système croisé près de la plaque perpendiculaire retenue dans la pincte ; on peut la faire encore à la lumière solaire avec l'appareil (Pl. 34, Fig. 21).

En substituant au système croisé une plaque donnant ellemême des anneaux, l'on peut obtenir encore des résultats analogues : c'est-à-dire déformation des anneaux ; déplacement des omleuis; nouvelles bandes brillantes, tantôt circulaires, tantôt Uzarrement contournées autour de Taxe unique ou du système oes axes.

Cristaux colorés. — M. Babinet a remarqué que les cristaux colorés positifs laissent passer avec plus d'abondance la lumière

4t± LIVRE VI. — OPTIQUE.

polarisée dans un plan parallèle à l'axe ou au plan des sa«s, tandis que les cristaux négatifs laissent passer en plus grande abondance la lumière polarisée dans un plan perpendiculaire à Taxe ou au plan des axes; ainsi la tourmaline qui est négative, absorbe complètement l'image ordinaire quand elle est assez colorée et assez épaisse, tandis que le quartz, qui est positif, absorbe Timage extraordinaire lorsqu'il est suffisamment enfume.

Il y a des cristaux qui sont doués du dichroïsme^ c'est-à-dire qui donnent deux couleurs lorsqu'on les regarde dans des sens différents. Ainsi la dichroïte est jaune brun où d'un beau bfeu, suivant qu'elle est taillée perpendiculairement ou parallèlement à l'axe : Vhydrochlorate de potasse et de palladium est au contraire rouge ou vert dans les mêmes circonstances,

Verres trempés, — En plaçant sur le support i' de Vappaieil (Pl. 34, FiG. 17), des verres trempés de diverses formes, on aperçoit des couleurs vives, tantôt régulièrement, tantôt biaarrement arrangées, comme on le voit (Pl. 36, Fig. 20, 22, 23): pour 20, le plan de l'analyseur est perpendiculaire au plan de polarisation, et les bords du verre font 45* avec ces deux plans; pour 22 les bords du verre sont parallèles au plan de polarisation; et pour 23, les bords du verre restant parallèles, l'analyseur a été tourné de 90\ Les figures 18 et 19 ccMrrespondent à des plaques rectangulaires superposées et de même épaisseur, dans la figure 18 la coiurbe elliptique résulte de la plus grande laideur ^le l'une des plaques.

Les mêmes effets s'obtiennent à la lumière solaine , en i&po* Munt les -verres dans du liège (Pjl. 34 , Fig. 32), pour les mettre ensuite en avant de la première lentille dans l'appareil de la figure 21. Ces pliénomènes résultent évidemment de l'aiiaiigie- Htent particulier et accidentel que le brusque refiroidissement a imprimé aux molécules du verre. Il suffit, en effet, de chauffier les verres lentement pour faire disparaître Les couleurs.

f^erre chauffé. — Après avoir fait diauffer à 100 ou 140* Te^ce de moule (Pl. M, Fie. 20), on y.introduit une pièce de v«rre qui, en se dilatant près de ses bords, met toutes ses moiéeules dans un état de tension qui développe aussi des coolems dans la lumière polarisée. Le prompt re^oidissement produit 4cfi ef&ts analogue».

V&'re ployé. — On voit (P14. 34, Fig. »1 ) une pcesie de<ti-

CHAP. m. — DIVEBfi PHÉNOlttNES HE POLARISATION. 493

oée à flecfair une lame de Tore longue et épmee ; pendant cet état forcé, elle développe des bandes colorées à peu près parallèles entre ettes, et parallèles à la flexion.

Verre eemprimé, — En comprimant mue lame carrée de Terve dans k juresae (Pl. M , Fig. 30), on Toit, dans le seœ de la compression, nn commencement d'apparence de deux axes.

100. Hiivpipea eolOTéaa de 1» ImaléFe p«lMrlsée. -^ M. Hmdinguer a découvert un caractère très-remarqijuble ^ui, à la première vue , et sans le secours d'aucun appareil pennet de distmguer la kuntère pcdaiîsée de celle qui ne Test pas, et même de leoaanailve quelle est la direction du plan de polansadon. Pour saisir oe caracteie, on procède de la manière aurvante : on>diôge l'œil vers le oîel , sans regarder avec trop de £xisé et etpeadant sans «banger la direotion de l'axe irisuel , alors portant mi pnsBie de Nicol devant rœil^ on aperçoit, sor IxTégion du del que Ton regardait, une croix vague et diffine composée de qualie faoappes, drax janaes et deux violettes, telles qn'<dles^ont ■eptéscnté^ -en y, j et en i«, 4^, (Pl. 35, Fig. 21). Si elles n'mpparaissent pas immédiatement , il -suffit de tomener le prisme un pan rapjdenwmt dans konain, sais trop dmiger la direction de Taxe, pour les .aperoevoir par le dëplaeement qu'elles épDouwfint dans le chanqp de la vision. Une fois qnW les a tKnwées, û est &dle de conslMer, V que les deux -hooppes jaunes marquent la direction du plan de polarisation.; 2^ qoe le système ccMuplet des qaaHe hoiqppes tourne anrec le plande pokonsation du rayon qui tiavase le prisne, ou »«ec la seoticm principale du prisme Inî-

L'ejqpaâenee pasak nn peu plnsfimUe àfaîoe ^pand le cîel est an .peu couvert, sans létse très-édatant, mais die réussit cependant quand le ciel est serein.

Or, ia kmière du cicQ ^nt «en génoaal ipoksisée par ellemême, du moins jbbl partie^ il amve lipiç, pocrr Tooil eofaeneë, le pîme de -Nîool n'est pas.néoeMaive^ enxngavdantt dîreclement le ôel hiinntee, sans ancnn appoNsil, on apaifakikBboi^pes«t Fonieconnak oint la -direction dn plan de palarisaiiaa ; car jamsDS la knniÂre iwtoaeHe n'^est, «aBNupagnëe de «ses fCOiderars

JBHies ^ TWidttBB.

Les liypoftffsiB qne dVm aptopandcs, pov exj^ifvsr ce«igdîer phénennne, paoaisaent peu plans&les, eaeeplé .pMt^tre

celle que M. Jamin a présentée à rAcadémie {Comptes rendus de 1848, t. XXVI).

191. Hleroseope poUirlsamt d*JLaiiel. — M. Âmicî donne le nom de microscope polarisant à un appareil très-intéressant, qu'il a récemment inventé , et qui est destiné k étudier les phénomènes de polarisation chromatique. Cet appareil est représenté (Pl. 36, FiG. 16, 17); il se compose !• d'une glace d'Allemagne g^ qui reçoit la lumière du ciel ou celle d'une lampe, et qui peut s'incUner plus ou moins sur son support.

2* D'une pile de glaces g'^ formée de 11 glaces minces, disposées librement dans une monture commune, et recevant la lumière réfléchie sur la glace ^, pour la renvoyer à son tour par réflexion dans la direction verticale de l'instrument, mais sous l'angle de la polarisation complète , c'est-à-dire d'environ 35* ; cet angle se mesure sur le cadran dont l'axe de rotation de la pile forme le centre.

3'* De trois systèmes de verre , disposés sur le même axe , et recevant, pour en modifier la convergence, le rayon vertical, presque complètement polarisé.

De ces trois systèmes de verre, le jH^emier, monté sur un tube très-court a, est composé de deux lentilles, et constitue le système lenticulaire éclairant; il peut s'enlever à volonté.

Le deuxième , monté sur un long tube b , n'est autre chose qu'un oax\Bire positif ou de Ramsden.

Le troisième, monté sur un tube r, se compose d'un objectif d et d'un oculaire d'Huyghens e; la distance focale principale de l'objectif d est d'environ 60 millimèti*es seulement , et l'ensemble de l'objectif et de l'oculaire, constitue un microscope, ou, si l'on veut , une lunette pareille à celle du cathétomètre , grossissant environ 12 ou 15 fois.

4*" Au-dessus du dernier verre de l'oculaire e , se trouve un analyseur , qui est un simple rhombe de spath.

Avec le microscope polarisant on peut faire trois séries d'expériences difféi^ntes : 1^ on peut observer les anneaux des cristaux à un axe ou à deux axes; 2*^ les verres trempés, les phénomènes de coloration des lames minces et autres semblables; 3* les phénomènes produits par, les parallélipipèdes de Fresnel, représentés (Pli. 34, FiG. 27). On y procède de la manière suivante :

Première série. — L'appareil se dispose comme dans la

CEAP. m. — HICBOSCOPE POLARISANT. 42»

^re 16 , ftTec Fattendon de placer le tube b sur le tube c , de telle sorte (jue ce double système compose une yéritable lunette doot les trois verres du système c représentent Tobjectif , si bien que Ton peut mettre au point Tappareil en regardant un objet éloigné par Toculaire du tube 6; aussitôt que cet objet sera tu nettement, les deux tubes & et c seront dans la position respectire convenable pour les expériences. Cela posé , on n^a plus qu a placer immédiatement sur le système éclairant a les cristaux que Ton veut soumettre à l'observation, savoir : spath perpendicolaire à l'axe, et autres cristaux à un axe ; mica à deux axes, carbonate de plomb, nitrate de potasse, etc.; apophyllite, brochite, ûrcon, etc.; cristal de roche donnant les spirales ou les bandes, etc.

lavantage de ce système d'observation est d'exiger seulement pour les diverses expériences des échantillons très-pedts et presque microscopiques, et de faire voir cependant tous les phénomènes de la manière la plus complète. Ainsi, un fragment de iHtKJûte d'un millimètre carré de surface et très-mince , qui ne donnerait rien de perceptible dans la pince à tourmaline, donne ici la croix et ces sortes d'hyperboles très-remarquables qui distinguent ce cristal. Sur une lame de mica mince et étroite , on listingue pareillement les deux systèmes d'axe qui ne seraient bibles autrement que sur des échantillons incomparablement >lus larges et plus épais.

l^^n fi^gment très-petit d'un cristal, disposé entre deux verres, me une goutte de térébenthine , fait voir immédiatement des ^uleurs, qui sont presque toujours suffisantes pour caractériser e cristal.

Deuxième série, — L'appareil se dispose comme dans la ■g<n% 17; le tube b est enlevé ainsi que le système éclairant a, ui se remplace par une simple lame de verre servant de suport. C'est sur cette lame de verre que l'on dispose les objets. ils sont très^petits, si Ton veut, par exemple, observer des "agments d'apophyllite d'un millimètre, on peut remplacer objectif^ par un autre d'un foyer plus couit, et donnant, par temple, avec l'oculaire c, un grossissement de 50 ou 60 fois. Troisième série* — L'appareil se dispose de la manière suir ^nte : le support du système éclairant a est enlevé ; les parailipipedes de Fresnel sont montés dans un anneau de métal, et

4i6 UYBE VI. — OPfriûUE.

s'ad£q>tent sur le support ik (Fie. 16^ 17); leur jncMitune «st telle qu'ils peuvent se séparer, et que Ton peut £eûk rexpérienoe avec un seul ou avec le système des deux. Nous décnroiis dans le chapitre suivant les phénomènes qui s'c^aervent akxs^ mas ici ils peuvent s'étudier plus complètement , parce qu'on peut aisément, au-dessus des parallélipipèdes , dispooer des lames de cristal de roche ou autres , pour observer les couleurs «produites par la lumière plusieurs fois réfléchie dans les paralléUpîpèdes , et dans des plans plus ou moins inclinés sur le plan de polarisadoii.

498. Expérieaees de V« de Svmmrmkmmt avr la pol elwonuitlqae des avbstauees biréfHafeBtes et Le microscope que nous venons de décrire a rendu de grands services à la seience , entre les mains de M. de Smiarmoat , «pa s'en est habil^nent servi dans ses recherches d'optique mineralogique {j4nn, de Chim. et de Phjr&^ u XXXIIl, ano. 18âl, t. XXXrV, ann. 1852). Je ne pourrais pas, sans sortir du cadjre que je me suis tracé, faire connaitre ici les questions fcmdanaen» taies que traite M. de Senarmont et les • discussions à la .£qb claires et piofondes par lesquelles il ap[»6cie , à leur JAiste Ta* leur, les caractères qui résultent de la forme cristallographi<pQie et ceux qui résultent des propriétés optiques. Copendant^ pour en donner une idée, je m'empresse de cker le passage suivant qui termine son premier mémoire et qui semble indiquer a Tih vance les phénomènes contenus dans son second mamoiTe sur les nombreuses variétés de mica.

<^ Trois ordres de &its résultent des e]q>^enoes préoéduifees et en présentent en quelque sorte le résumé.

<t On voit d'abord danà des groupes nombreux de subslaacseB géométriquement et chimiquement isomorj^ies une similitude de profiriéiés optiques, tout à fait comparable à la similitude de leurs lomes cristallines; Fisomarphisme lui-anâme tolàre^dans les éléments géom^riques des écarts à peu près «du mémeojgJiu, €t la coneordanoe est telle qu'on devait Tattendie d'ime difitt» venee spécifique ée nature avec ime identité de .'struoture pnoa- ^le complète*

« Tels «ont , par exemple, les biwrsénialeB et bipho^rfiates cle pMisse et d'ammoniaque ; les chlorures deubleB de tnâiae €ft de potanium, de cuivre et d^ammonîum; les «ulfimsde âne ^ de magnésie , le cbromate de magnésie ; les sidfiitcs de baryte^ de

CffAP. m. — CXI^IIIENCES DE 11. DE SENARHONT. 417

(trontime, àe pkmib ; puis le phospliate et rarséniate neutre de oude; et le greope nombreux des sek doubles formés par TuùondessaUates de potasse ou d'ammoniaque avec presque tons es oxyiles de la famille magnésienne.

' La piesque identité de propriétés eptiques est surtout Tenarqoable dans ces derniers sels réductibles au prisme oblique métnqjoe. Non-seulement, en effet, les valeurs des trois éla&cites principales conservent à peu près le même rapport, mais t$ axes d*élastioité homologues ont presque la même direction ans le cristal , et cependant cette direction n'est pas îd une )aseqiience forcée de la symétrie géométrique.

« Les exceptions ne tardent pas ensuite à se manifester et Dn anive auoL tartrates gauches «et droits ( voy. les expériences ^ M. Pasteur dians Je chapitre suivant). Ces sels sent incomplénent isomoiphes géométriquement, puisqn^ils présentent Yhé^ iédrie non superpesable ; ik ne le sont pas davantage dmniement, puisque la même composition élémentam ne les ipèche pas de «e combiner avec dégagement de -chaleur, en ^portions définies pour former un composé différent de cbacun 'ux , par sa figure spéciale, par une composition et des pro* étés chimiques particulières : or, ces tartrates gauches et droits 1 isom(»plies présentent une identité complète, absolue, de ipriëtés bxréfnngenites.

> On tiouve enfin une troisième classe de composés, 'isomop» ^ ^écMnétviquement par la similitude «parfaite de leur foarane, morphes chimiquement psar leur composition élémentaire , par n; aflecdons chimiques , par leur aptitude à s'allier eil cristalnt , qui possèdent néanmoins des propriétés optiques tout à opposées.

C'est ainsi qu'on a vu , dans les hyposulfates de chaux, de ntiane, de plomb. Taxe unique de double réfraction devenir direction tantôt de plus grande , tantôt de plus petite élasé optique , Taxe d'élasticité moyenne situé de la même ma- B dans le chromate et le sulfate de potasse , mais l'axe de petite et de plus grande élasticité faire un échange de dions réciproques, enfin dans Farragonite et le plomb carbo- , le même échange se faire entre les axes de plus petite et noyenne élasticité , tandis que l'axe de plus grande élasticité eure dans une direction invariable.

« Le tartrate double de soude et de potasse , celui de soude et d'ammoniaque , montrent lés mêmes différences rendues encore plus frappantes par la dispersion très-particulière des axes optiques propres aux différentes couleurs. Toutes les remarquables propriétés signalées par M. Herschel dans le sel de Seignette potassique se trouvent dans ce qu'on peut appeler le sel de Seignette ammoniacal. Ecartement des axes optiques presque le même , dispersion au moins égale des axes différemment colorés et par conséquent même confusion de couleurs , même défoi^ mation des courbes isochromatiques ; tout est semblable de part et d'autre, mais les axes optiques sont ouverts dans des plans diamétraux rectangulaires.

« Il est donc bien constaté que l'élasticité du milieu éthéré se présentera dans certaines substances isomorphes avec une inversion complète de grandeur relative , suivant les mêmes directions. Or, comme cette élasticité prend dans les cristaux des valeurs inégales, en sens divers, sous Fempire des forces émanées du réseau moléculaire , les résultantes qui s'exercent suivant ces direetions doivent ppésenter la même inversion de grandeur, sans que les formes éprouvent d'ailleurs aucune aliération bien essentielle dans leurs angles et dans la diqiosition de leurs faces.

« Si cette espèoe de mobilité des propriétés optiques dans une même enveloppe géométrique avait besoin d'autres preuves , on les trouverait sans doute dans les singuliers phénomènes que présentent les alliages cristallins des substances isomorphes douées de ces projniétés optiques opposées. >»

LITRE VI. — OPTIOUE. 4S9