ŒAP. II. — PHÉNOMÈNES ET LOIS DE LA POLARISATION

coDtUle h faire Iraverser aux deux faisceaux émanaDt la même point lumineux et introduit par deux fentes ^rallèlet,deux piles de lames transparentes très-min- M, telles qne celles de mica ou de verre soufflé, qu*on ocUne assez Tune et Taulre pour polariser presque comitéteoient chacun des deux faisceaux, en ayant soin loeles deux plans suivant lesquels on les incline soient pcrpeodicnlaires entre eux : alors on ne peut plus aper- :eroir de franges , quelque soin que Ton prenne d*ailleors i compenser les différences de marche en faisant rarier très-lentement Tinclinaison d*une des piles, tanlis que, lorsque les plans d^incidence des piles ne sont ;)liiipapendiculaires entre eux, on parvient toigours à faire paraître les franges; à mesure que ces plans i^éloignent du parallélisme , les franges s'affaiblissent, !t elles disparaissent tout à ftiit quand ils sont rectanpilaires, si la polarisation des deux faisceaux a été ittei complète. Il résulte de cette expérience que les rayws polarisés suivant le même plan s'influencent muluelleoieiit, comme des rayons de lumière non modilèe; mais que cette influence diminue à mesure que les (tlaos de polarisation s'écartent l'un de l'autre, et deneat nulle quand ils sont rectangulaires.

* Toid nne antre expérience qui conduit aux mêmes eooséqoeiices. On prend une lame de sulfate de chaux ou de cristal de roche parallèle à l'axe et d'une épaisseur bien imifonne ; on la coupe en deux , et l'on place chacune des moitiés sur une des fentes de l'écran. Je suppnse qu'on ait tourné ces deux moitiés de manière que ks bords qui étaient contigus dans la lame avant sa di- Tition soient restés parallèles , les axes le seront aussi. Or, dans ce cas, on n'aperçoit qu'un seul groupe de fran^ , au milieu de l'espace éclairé , comme avant la (iivision de la lame. Mais , si l'on fait tourner l'une de tes moitiés dans son plan , en dérangeant ainsi le par^lélisme de leurs axes , on fait naître deux autres groupes de franges plus faibles , situés l'un à droite et l*aulre à gauche du groupe du milieu , et qui en sont coiapUlement séparés , dans la lumière blanche, lorsque les lanes de cristal de roche ou de sulfate de chaux dont on se sert ont seulement un millimètre d'épaisseur, il est à remarquer que le nombre de largeur des franges conprises entre le milieu d'un de ces groupes et celui an groupe central est proportionnel à l'épaisseur des Isoes, pour des cristaux de même nature ou dont la liûable réfraction a la même énergie , comme le cristal ^eroehe et le sulfate de chaux. A mesure que l'angle ^^ denx axes augmente , ces nouveaux groupes de ^(es deviennent de plus en plus prononcés, et slteignealenfinleur maximum d'intensité quand les axes des deux lames sont perpendiculaires entre eux; alors ^ Sroupe central, qui s'était affaibli graduellement, a lOQt à fiit diq»aru, et est remplacé par une lumière uniforme. U faut en conclure que les rayons qui les promettaient par leur interférence ne sont plus capables de •^oencer mutuellement. Il est aisé de voir, d'après ^* PotiUon de ses franges, qu'elles résultaient de l'in-

terférence des rayons qui ont subi le même mode de réfraction dans les deux lames, puisque, les ayant parcourues avec des vitesses égales, ils doivent arriver simultanément dans le milieu de l'espace éclairé , qui répond à des chemins égaux, si d'ailleurs les deux lames sont de même épaisseur, et restent toujours l'une et l'autre perpendiculaires aux rayons, comme nous le supposons ici. Ainsi , les franges du groupe central étaient formées par la superposition de celles qui résultaient : l"" de l'interférence des rayons ordinaires de la lame de gauche avec les rayons ordinaires de la lame de droite , 3* de l'interférence des rayons extraordinaires de la première lame avec les rayons extraordinaires de la seconde.Les deux groupes excentriques, au contraire, résultent de l'interférence des rayons qui ont subi des réfractions différentes dans les deux lames, et, comme ce sont les rayons ordinaires qui marchent le plus vite dans le cristal de roche ou le sulfate de chaux , on voit que , si l'on emploie une de ces deux espèces de cristaux , le groupe de gauche doit être formé par la réunion des rayons extraordinaires de la lame de gauche avec les rayons ordinaires de la lame de droite , et le groupe de droite par la réunion des rayons extraordinaires de la lame de droite avec les rayons ordinaires de la lame de gauche. Cela posé , il s'agit de déterminer maintenant le sens de polarisation de chacun des faisceaux qui interfèrent, pour en conclure quelles sont les directions relatives des plans de polarisation qui favorisent ou empêchent leur influence mutuelle. L'analogie indique que le mode de polarisation de la lumière doit être dans les lames minces le même que dans les cristaux assez épais pour la diviser en deux faisceaux distincts. Mais, comme cette hypothèse peut être l'objet d'une discussion , et contredit même une théorie ingénieuse d'un de nos plus célèbres physiciens, nous ne la présenterons pas d'abord comme un principe certain , et nous aurons recours à une expérience directe pour déterminer les plans de polarisation des rayons ordinaires et extraordinaires qui sortent de ces lames, auxquels nous avons supposé un ou deux millimètres d'épaisseur. Celte épaisseur suffit pour qu'on puisse tailler un de leurs bords en biseau , et obtenir par cette forme prismatique la séparation des rayons ordinaires et extraordinaires : alors on reconnaît qu'ils sont efi^ctivement polarisés, les premiers suivant la section principale et les autres dans un sens perpendiculaire. Si l'on ne regardait pas encore cela comme une preuve suffisante que tel est aussi leur mode de polarisation au soKir de chaque lame quand ses deux surfaces sont parallèles , on en trouverait une nouvelle démonstration dans les faits que nous venons de décrhre, en partant des principes établis par l'expérience de M. Arago , et qui sont d'ailleurs confirmés par celle dont nous allons bientôt parler. Si, au contraire, on ne met plus en question le sens de polarisation des rayons ordinaires et extraordinaires , l'expérience actuelle devient une seconde démonstration de ces principes. En effet , lorsque les axes des deux lames étaient parallèles,

LIVRK Vf. — OPTIQUE.

les rayons qui avaient éprouvé les mêmes réfractions dans ces deux cristaux se trouvaient polarisés suivant la même direction , et ceux de noms contraires suivant des directions rectangulaires : voilà pourquoi le groupe de franges du milieu , qui provient de Tinterférence des rayons de même nom , était â son maximum dMntensité, et les deux autres, qui résultent de Tinterférence des rayons de noms contraires, ne paraisiaient pas encore. Mais, quand les axes des deux lames formaient entre eux un angle oblique, de 45o par exemple, les rayons de noms contraires et ceux de même nom pouvaient agir à la fois les uns sur les autres puisque leurs plans de polarisation n*étaient plus rectangulaires , et les trois groupes de franges étalent produits. Lorsqu*enfin les axes deviennent perpendiculaires entre eux , les rayons de même nom se trouvent polarisés suivant des directions rectangulaires , et le groupe central , auquel ils donnaient naissance s*évanouit, tandis que les rayons ordinaires de la lame de gauche sont alors polarisés parallèlement aux rayons extraordinaires de la lame de droite, ce qui fait que le groupe de droite qu*ils produisent atteint son maximum d^intensité. Il en est de même du groupe de gauche, résultant de Tinlerférence des rayons ordinairesde lalamede droite avec lesrayons extraordinaires de la lame de gauche.

» Toici une troisième exj)énence qui confirme encore les conséquences que nous avons tirées de la première. Ayant fait polir un rhomboïde de spath calcaire sur deux fcices opposées , dressées avec soin et bien parallèles , Je le sciai perpendiculairement à ces faces, et J*obtins de cette manière S rhomboïdes d*égale épaisseur, et dans lesquels la marche des rayons ordinaires et extraordinaires devait être exactement pareille sous la même incidence. Je les plaçai l*un devant Tautre, de manièrequeles rayons partis du point lumineux qui avaient traversé le premier rhomboïde parcourussent ensuite le second , en ayant soin que leurs faces fussent perpendiculaires à la drection des rayons incidents; de plus, la section principale du second rhomboïde était perpendiculaire à celle du premier , de sorte que les quatre faisceaux qu*ils produisent en général étaient réduits à deux; le faisceau ordinaire du premier rhomboïde était réft'acté extraordinairement dans le second , et le faisceau extraordinaire de celui-là était réfracté ordinairement dans celui-ci. Il résultait de cette disposition que les différences de marche provenant de la différence de vKesse des rayons ordinaires et extraordinaires se trouvaient compensées pour les 2 faisceauxsortants; ils se croisaient d^aitleurs sous un angle très-petit, et tel que les fk'anges devaient avoir une largeur beaucoup plus que suffisante pour être aperçues , et cependant , quoique toutes les conditions nécessaires à la production des fhinges, pour les circonstances ordinaires , eussent été soigneusement observées, Je ne pus Jamais parvenir ft les faire paraître; pendant que je les cherchais avec soin en tenant une loupe devant mon œil , Je faisais varier lentement la direction d*un des rhomboTdes, en te déviant

tantôt à droite tantôt H gauche , afin de compenser reiet résultant de quelque différence d*épaisseur si! 8*en trouvait encore; mais, malgré ce tâtonnement réitéré oa grand nombre de fbis. Je n*aperçus point de franges, et cela oe doit plus surprendre, d*après ce que les autres expériences nous ont appris, puisque les deux faisceasi sortants se trouvaient polarisés à angle droit : ce qui prouvait bien , d*allleurs , que Tabsence àet franges nt tenait point à la difficulté d'arriver par le tâtonnemest à une compensation exacte , c'est que je parvenais aisément à les faire paraître en employant de la lumière qui avait été polarisée avant son entrée dans les rhomboïdes, et en lui fSalsant éprouver une nouvelle polarisation après sa sortie.

> n est donc complètement démontré , par les expériences que Je viens de rapporter, que les rayons polarisés H angle droit ne peuvent exercer aucune infloence sensible l'un sur Pautre, ou, en d'antres termes, que leur réunion produit toujours la même Intensité de lumière , quelles que soient les différences de marche des deux systèmes d'ondes qui interfèrent.

• Un autre fait remarquable, c'est qu'une fois qoMIs ont été polarisés suivant des directions rectangulaires, il ne suffit plus quils soient ramenés à un plan eomonu ié polarisation pour qu'ils puissent donner des signes apparents de leur influence mutuelle. En effet, si dans l'expérience de M. Arago , ou dans celle que J'ai décrite ensuite, on fait passer les rayons sortis àtê â fentes, qui sont polarisés à angle droit, au travers d^lBe p8e de glaces inclinées , on n'aperçoit pas de ft^nges dans quelque direction qu'où tourne son plan d'incidence, la lieu d'une pile , on peut employer un rhomboïde de spstii calcaire : si l'on incline sa section prineipaie de 45* lor les plans de polarisation des feisceaax incidents, de maniera qu*elle divise en deux parties égales Pangie qu'ils font entre eux , chaque image contiendra la moitié de chaque faisceau : et ces 9 moitiés , ayant le aêflie plan de polarisation dans la même image , devraient y produire des fhinget , s'il suffisait de ramener les rajroas A un pian commun de polarisation pour établir lesefeU apparents de leur influence mutuelle. Mais , l'on ae peit Jamais obtenir des fk*anges par ce moyen, tant que les rayons n'ont pas été polarisés suivant un même pi» avant d'être divisés en deux faisceaux polarisés à aigie droit.

• Lorsque la lumière a éprouvé cette polarisatloB préalable, au contraire, rinterposition dn rbombcide lait reparaître les fhinges. La direction la phis avaalageuse A donner ao plan primitif de polarisaiion est eetfe qui divise en deux parties égales Tangle des phms rectangulaires suivant lesquels tes deux faisceaux sont po* tarisés en second lien , parce qu'alors la himière iaddente se partage également entre eux. Supposons, pour fixer les iâéet^ que le plan de la polarisatton primitiTe soit boriaontal : il faudra que les plans de la polartsatieB suivante. Imprimée A cbacnn âf deux faisceaux, soteat inclinés de 45* sur le plan horimitary l'un en dessoi