CHAP. II. — POLARISATION PAR RÉFLEXION

effns lorsqu'elles avaient été réfléchies sur le verre sous uu certain angle , on supposait qu'elles étaient toutes tournées de la même manière , et qu'eu conséquence elles avaient des axes de rotation et des pôles autour desquels leurs mouvements pou- Taient s'accomplir sous certaines influences. De là le mot de polarisation^ qui indiquait que les pôles étaient dirigés ou arranges de la même manière pour toutes les molécules.

186. Polarisatloii par simple réfiractioii. — La lumière naturelle se polarise en traversant sous certaines conditions une série de plaques de verre à faces parallèles, et son plan de polarisation est alors perpendiculaire au plan d'émergence : pour le démontrer, on substitue au réflecteui* g , la pile de plaques s ; alors, si Ton soumet à l'épreuve le pinceau transmis par cet

^ appareil , en l'observant par l'un des trois moyens indiqués

précédemment, il est facile de reconnaître qu'il est polarisé

foand il pénètre dans les glaces en faisant avec leurs surfaces

un angle de 35*25'; et, comme il a son maximum d'intensité

b, quand Taxe de la tourmaline est parallèle au plan d'émergence,

Lon en conclut que le plan de polarisation est perpendiculaire à

j~.ec plan. Si la lumière est très- vive, elle n'est pas complètement

irisée, et il faut alors employer dans la pile un plus grand

ire de glaces.

Les autres corps transparents et non cristallisés présentent des

nomènes analogues : seulement, pour obtenir le maximum

Lîde polarisation, il faut que l'incidence varie avec la nature de la

stance.

187. Polarisation par double réfraetion. — Les deux fui- «ceaux ordinaire et extraordinaire que donne la lumière natu-

; vdle en traversant la section principale d'un cristal, sont l'un et ^Vtutre polarisés : le premier, dans le plan d'émei^ence , et le ^aeoond, perpendiculairement à ce plan.

Pour le démontrer, on substitue au réflecteur g (Fie. 13) un priMiK bi-réfiringent , et l'on observe la lumière transmise avec Ift'iui des analyseurs,/?, y, r : si l'on se sert, par exemple, de ilkti tourmaline , on reconnaît facilement que l'image ordinaire (cdle qui est dans Taxe et non déviée) acquiert son maximum K^lntensité quaud Taxe de la tourmaline est perpendiculaire à la «ection principale du prisme, et qu'elle s'éteint au contraire f vqnand l'axe de la tourmaline est dans la section principale elle- 5; l'image extraordinaire (celle qui est hors de l'axe et II. 27

ii8 LIVRE VI. — OPTIQUE.

déviée) présente des phénomènes exactement inverses; ainsi le caractère du faisceau ordinaire est d^avoir son plan de polarisa* tion dans la section principale du prisme bi-réfringent ou a général du cristal polarisant; et le caractère du rayon extraor^ dinaire est d'avoir son plan de polarisation perpendiculaire à li section principale.

188. Polarisation par réflexion lrréc«ll«re •■ par diflii» sloB. — Lorsqu'une surface quelconque est édairée par une vive lumière, les rayons irrégulièrement réflédiis ou diffud^ qu'elle renvoie dans tous les sens, se trouvent partiellemeii polarisés. Pour s'en assurer, il suffit de faire tomber dansa chambre noire un trait de lumière solaire sur une surface ; ^ ou mate , et de regarder cette surface avec une plaque de i maline que l'on fait tourner dans son plan pour rendre Ti tantôt parallèle, tantôt perpendiculaire au plan d'émergé des rayons. Dans le premier cas , l'éclat de la surface sera sensiblement plus vif que dans le second; ce qui prouve quel lumière est en partie polarisée dans le plan perpendiculaire \ plan d'émergence , comme M. Ârago l'a reconnu , quand diffusion se fait sur une surface polie ; mais AIM. de La Prov taye et Desains, en faisant une étude particulière de ct»s | nomènes {Ann. de Chim. et de Phjrs,^ t. XXXIV, ann. 185S| ont constaté que le plan de polarisation se trouve dans le d'émergence quand la diffusion se fait sur une surface niaie; ainsi Ti^tat plus ou moins spéciiUiirc de la surface exorto une iulhieucc, et sur le sens Je la polarisation et sur hoii iûteusité.

18t). Polarisation de la lainière afnospliérlqMe. — Il rraulte de tout ce qui précède , que la lumière n'est |>r('s{Uf jamais réfléchie ou réfractée sans être plus ou moins polarixiî} on pc'vil s'attrndrc par conséquent à reconnaîti'e une p()larL>i«, lion plus ou moins complète dans la lumière atmosphériqw \ c'est ce qui arrive en effet, surtout quand le ciel est serein , el, pour s'en assurer, il suffit de regarder les différents pc»int< J» ciel avec une tourmaline que l'on fait tourner dans son pba^ Lorsque Tiniage qu'on aperçoit a le même éclat dans toutes k* p()>itions (le l'axe , il n'y a pas de polarisation; mais si, dafll deux positions rectangulaires, il y a une différence d'trlat, I* lumière (jui vient de celle région du ciel est plus ou moins pcr larisée , et le plan de polarisation est perjXMidiculaire à I aï*

CflAP. U. — POLARISATION DE LA LUM. ATMOSPHËR. 419

h toormàlnie, au moment où elle donne Tirnage la plus liante.

190. Ij«I é.e W, Brewster sar l*aiigle de polarisation. — jogle sous lequel les diverses surfaces réfléchissantes polarisent lumière en plus grande proportion se détermine , soit avec le liomètre de Charles , soit avec un autre instrument quelconi propre à mesurer les angles : il suffit, pour cela, de dis-' ier couTenablement la surface que Ton veut soumettre à qpérience, et d'observer le faisceau réfléchi avec une tour- Une dont Taxe soit perpendiculaire au plan de réflexion ; ^e d'incidence pour lequel Timage vue dans la tourmaline teint ou prend le moindre éclat est l'angle cherché. On avait : ainsi beaucoup d'expériences, lorsque M. Brevrster, en nparant leurs résultats, fut conduit à découvrir la loi remaràAe à laquelle ils sont soumis. Cette loi est la suivante : La tangente de F angle de polarisation est égale h Vindlce réfraction , ou , ce qui revient au même , V angle de polnri^ ion est celui pour lequel le rayon réfléchi est perpendiculaire rayon réfracté correspondant.

En effet, si Von désigne par n l'indice de réfraction d'une «tance, par/» son angle de polarisation, et par r l'angle de Fiction coirespondant , on aura , par le premier énoncé de la de Brewster, et par la loi ordinaire de réfraction :

tang p= n et sinp'= n sln r,

qui donne cos/? = sin r, et par conséquent r -h/^ = 90%

librménient au second énoncé.

Quand la réflexion s'accomplit dans Tintérieur d'une sub-

nce , l'indice de réfraction devient ~ , et il exprime encore la

Kgente de l'angle sous lequel la réflexion intérieure donne polarisation la plus complète.

En représentant par j/ (Fig. 14) le rayon incident, sous l'anl^de polarisation complète, on voit, pour la première surface, * les rayons réfléchis et réfractés correspondants , if et i>, Ht perpendiculaires entre eux , et qu'il en est de même à la tttmàe surface poiu* les rayons rf et /•/. B suffit donc de connaître l'indice de réfraction d'une subpour calculer son angle de polarisation ; et réciproque- Mt, l'angle de polarisation étant connu, pour un corps quel-

conque , il est facile d'en déduire l'indice de réfraction de ce coips.

Les substances doublement réfringentes ayant des indioes de réfraction cjui changent avec la grandeur des angles et la direction des plans d'incidence , il est présumable que les angles de polarisation doivent présenter alors quelques phénomènes paiti- 'culiers ; mais je ne connais, jusqu'à présent, aucune observatioD précise à cet égard.

Les indices de réfraction prenant des valeurs difTérentes pov les différentes couleurs , il en résulte qu'à la rigueur tous la rayons du spectre ne doivent pas se polariser par réflexioa exactement sous le même angle.

191. Loi de nains sur le partage de la IsBiière polarisée — Lorsqu'un faisceau de lumière polarisée traverse un prisa bi-réfringent, nous avons vu qu'il est simple à son émergence, quand la section principale du prisme fait avec le plan de polarisation des angles 0, 90, 180 ou 270^, c'est-à-dire quand dk^ lui est parallèle ou perpendiculaire; mais, dans toutes les autrai positions, il y a une image ordinaire et une image extraortt nairc qui changent d'éclat relatif, et qui s'éteignent tour à tov lorsqu'on amve aux positions précédentes. Malus avait été cob^ duit à représenter ces changements d'intensité par la formoU suivante :

r z=t cos' a

(t ('tant l'angle de la section principale du prisme avec le plaa do polarisation, ^ Tintensité du faisceau incident, r l'intensité di faisceau ordinaire, et x celle du faisceau exti'aordinaire ; c« deux fîiisceaux émergents se distinguent par ce caractère : le premier r est toujours polarisé dans le plan de la section prior cipale , et le second jc perpendiculairement à cette section ; b désignation de ces faisceaux en ordinaire et extraordinaire sulû doHC pour indiquer leurs plans de polarisation.

11 en résulte 1° que la somme des intensités de ces deux faisceaux est toujours égale à l'intensité de la lumière incidente, car /• -h ^ = ^.

2" Que pour a == 0, Ton a r = /, et or = 0 ; à mesure que l'aB" gle a augmente, /• diminue, x augmente, et pour a = -Jô*, r = .^ et x = ^ ; au delà, x l'emporte sur /• et enfin pour /i = SO*!