CHAP. IV. POLAR IS. CIRC. ATOM. ET MAGNÉT

Enfin, pour fixer d*une manière absolue le sens du ouTement des plans de polarisation , par rapport a la rection du courant, nous dirons que les plans de polautiion tournent dans le même sens que le courant. En liet, a et b étant le pôle austral et le pôle boréal de l'éctro-aiinant, le flint, considéré comme un contact, ou Mnme un corps magnétisé par influence , aurait deux Ues et un axe magnétique; son pôle austral serait en a\ m pôle boréal en b\ et son axé magnétique parallèle à

ligne a'b\ C'est-à-dire que , pour l'observateur qui ïgarde la face b\ le courant du flint tournerait dans le ns de Taiguille d'une montre, et c'est aussi précisément ans ce sens que tournent les plans de polarisation, quand \ rayon polarisé entrant par a émerge par V . Lorsque, ar le mouvement du commutateur, on change le sens du Durant, et par conséquent les pôles de Vaimant, les pôles u contact ou du flint sont pareillement changés; mais si observateur est resté dans la même position, la face d'élergence du flint est alors un pôle austral , pour lequel I rotation du courant est en sens inverse de l'aiguille 'une montre , et se fait par conséquent de droite à gau-^ he^ et c'est en effet dans ce sens opposé au premier que mt tournés cette fois les plans de polarisation.

n suffit donc de considérer le flint , ou en général Uorps diaphane soumis àrélectro-aimant, comme un cor|>s itgnctiaé par influence ; devoir, clans cette hypotli^,^^ ù seraient son pôle austral, son pôle boréal, et sou ^.^^ lagnétique. On sait alors dans quel sens marchtîrviVt ^^ ourant qui le constitue à l'état magnétique; ce beuw ^^^^ Mijours celui du mouvement des plans de P'^l^risiixi^,.

Cette proposition fondamentale nous condu'n ^ / ieors conséquences importantes, qui toutes om lies par l'expérience.

1* Entre les corps qui exercent la polarisatîox itomiquei et ceux qui exercent la polarwwuori

:xt--

magnétique, il y a cette différence essentielle, que dans les premiers, le sens de la rotation est toujours le même, soit que la lumière les traverse dans un sens ou dans l'autre ; c'est pour cela qu il est permis de dire que telle substance tourne à droite, et telle autre à gauche; tandis que pour les derniers le sens de la rotation change avec la direction de la lumière : ainsi, dans la fig. i8 , le sens du courant restant le même , si la lumière entre par a et que l'observateur soit en h\ k rotation est de gauche à droite, comme celle de l'aiguille d*une montre; au contraire, si la lumière entre par V et que l'observateur se transporte en a , la rotation se fait de droite à gauche. Par conséquent ici, quand la lumière vient à rebrousser chemin, les plans de polarisation ne repassent pas par les mêmes phases; on pourrait dire qu'ils se meuvent comme un bateau qui traverse une rivière , et qui va à la dérive par l'influence du courant ; s'il passe et repasse plusieurs fois, il dérive de plus en plus , chaque retour ajoutant son effet à celui du trajet précédent. D'après cela, on pourrait en quelque sorte se rendre compte des mouvements des plans de polarisation en supposant que l 'électro-aimant détermine, dans réther du corps diaphane, un mouvement de rotation , dont la vitesse n'est pas insensible par rapport à celle de la lumière, et qui s'accomplit dans le sens même

CHAP. IV. POLiiniS. CIAC. ATOM. £T MAGNÉT. 443

ment à son axe magnétique ab\ TefTet doit être nul, puisqu*aIor8 il n'y a pas plus de raison pour que le plan de polarisation tourne de droite à gauche que de gauche à droite. C'est ce que rexpérience a confirmé. Jusqu'à présent aucune action sensible ne s'est manifestée dans cette direction,

3® Si le morceau de tlint a une longueur plus grande que la distance des pôles de T électro-aimant, s*il se prolonge à droite de b' et à gauche de a\ il se fait alors des pôles contraires en A" et en «"j il devient en quelque sorte un aimant à points conséquents, et les effets des deux portions Va et b'a" sont opposés à ceux de la portion ab\ C'est ce qui se vérifie pareillement, soit en prenant » comme nous venons de l'indiquer, un morceau de ilint assez long , soit en prenant le morceau a'b\ pour le faire passer successivement enab" ou en a" V .[Comptes rendus^ janv.1846.) Au lieu de faire ces expériences avec un électro-aimant en fer à cheval, comme nous venons de l'indiquer, on peut se servir de bobines électro-magnétiques dont le fer est percé dans sa longueur d'une ouverture de 7 ou 8 millimètres pour laisser passer le rayon lumineux. La fî* gure2i représente l'appareil que Ruhmkorff a construit d'après cette idée, et qui atteint parfaitement le but. x et y sont les deux bobines, a el b les pôles opposés des pièces de fer aimantées par le courant, et d la pièce de flint ou en général le corps diaphane soumis à l'expérience. Une lampe Locatelli envoie la lumière sur le prisme de IVicol ou polariseur p. Le faisceau polarisé se propageant dans Taxe des bobines, traverse le corps d^ et arrive à l'anaïjseur «, qui est un prisme de Nicol monté sur l'alidade d'un cercle divisé comme dans l'appareil de M. ^\ol{fig. 16). Dans mes expériences, je m'étais servi d'un appareil optique un peu plus compliqué, qui peut dans ces recherches offrir quelques avantages. C'est l'appareil à polarisation circulaire do Soleil. Quelques mots suffiront pour

444 '^^^l5tÇTn?î^!^PTIQTn6. •

en faire comprendre la Jisposiiion. M, Sr*leîl a ru T\Att ingénieuse de faire tomber sur le polarîseiir une tumUre déjà colûrëe; pour cela, en avant du pobrifseur^ il plaw un prisme de Nicol, dernère lequel se tTouve, comme lié avec lui, un quartz perpemliculaîre à Taxe, donnant de vives couleurs; eti tournant ce système on fait ionabet sur W poUriseur la nuance qui convient à rexperience. A lasitilt du polarïseur se trouve un second quartz perpendîcubin! h I*îixe, mais compose de di^ux puVeî* jnxtaposeri, Vum ayant la iota lion à droite, l'îiutre la rotation à gauche; si, au sortir de cette plaque, le rayon de lumière n'éprouvait plui de changfements^ on pourrait toujours placer Tanalvseur dans une position telle que les deux moitiés de chaque image fussent parfaitement identiques ; cVst sa posiliofl zéro* Mais si les plans de polarisi^tioti sont inodilies dan« le trajet^ Tanalyseur montre des couleurs différentes dam les deux moiiiès de chaque image. Maintenant, pour troa* vefi /iir rompensation , de combien les plans oui été déviés, on interpose avant Tanalyseur une plaque île qnara perpendiculaire »! i axe, de 5 millimètres d épaisseur ^ ayant par exemple la rotation à droite, et derrière elle un système de deux plaques ayont une rotation à gauche; cellefcï sont taillées en prisme, achnnuMtisëes avLx- du verre, et ijlissant Fuiie sur Tauîre, de manière à donner en somme une épaisseur variable j suivant que ces prismes on coins se superpi»sent par leur pointe uu par leur lete. C'est ce système qui constitue le compensateur de Soleil. Les prismes placés au milieu de leur course de glissement, ccmn pensent juste la phujuequi les précède. Si donc, av^intirarriver îi cette plaque, le rayon a éprouve nu effet qui dt^vie par exemple son jïlan de polarisation à droite, comme lii plaque, cet etiél s'ajoute, et le système des deux prisaifi doit au^Uienier trèpaisstnir pour effectuer la compen^^liou. C'est le contraire si le rayon a éprouve un effet tfposé à celui de la plaque ; le système des prismes doit alcrs

CHAP. IV. POLAAJS. CIRC. ATOM. ET MAGIClÎT. 445

diminuer d épaisseur. Les effets se mesurent donc ici par le glissement des prismes, au lieu de se mesurer par le mou- ▼ement angulaire de la section principale de Tanalyseur , cM>mme dans Tappareil Vie M. Biot. Mais les distances linéaires parcourues par les prismes, a partir du zéro, se transforment aisément en distances angulaires parcourues par l'alidade, et réciproquement.

Au lieu de deux seules bobines, j'avais pareillement employé un système de plusieurs bobines mises à la suite Tune de lautre, comme le représente la figure 19; le fer de chacune étant percé d'un trou bien cylindrique, comme dans la figure 21; alors, pour empêcher que la force attractive n'écrase les substances disposées entre deux bobines consé(!Utives, il faut les retenir à distance par des morceaux de bois debout.

469. L'intensité de 1 effet produit par une substance donnée^ est évidemment dépendante de la longueur du trajet de la lumière dans cette substance; mais elle dépend aussi de l'énergie de l'action magnétique sur les diverses tranches au travers desquelles passe le rayon. La loi de rintensitéy par rapport aux dimensions des corps, est donc une loi trop complexe pour qu'il soit bon d'en chercher, dès à présent, l'expression. Cependant il y a une question fondamentale qui s*y rapporte, et qu'il importait de résoudre ; c'est celle de savoir si l'action que Télectro-aimant exerce sur un point donné, est seulement fonction de la distance, ou si elle dépend à la fois de la distance et des matières plus ou moins impressionnables qui peuvent être interposées entre le point donné et la surface de l'électroaimant lui-même. Cette question a été résolue dans un trèsbon travail, présenté comme sujet de thèse à la Faculté des sciences de Paris, au mois d'août 1847, P^^ ^* Bertin, ancien élève de l'Ecole normale. Il résulte des expériences de K< Bertin^ que l'action de Télectro-aimant est simplement lonction de la distance , c'est-à-dire que chacune des tran-

446 ' LIVRE Vf, — * 01»tfQtfFp

ches iYun corps est inipressîonnt*e coiiimesi les autres moches ii'exi&taidnt pas. Ce preiniei' fait bien établi , il d^ viendra sans doute facile fie tlétemiitier Ift loi siimut laquelle Faction diminué sur les diverses trancîies à mi^^tirt qu'elks s*ëloignènt des pôles, et par Siuite la somme iks action s correspondant k une longueur clonaée du cf>fp>* soit qu'il reçoive r influence d*mi seul pâle, soit i|u il i^ çoive simultanément celle de deux pôles contraires ei op* poses. Faute de connaître cette loi, on ne peut jus<{iii présent comparer les in ten sites relatives des diversc^stibtances qu*en leur donnant les niêities dinienâionj», tlrn les exposant de la même manière à Tiniluence de 1 électroaimant; et pour affirmer que tes rapports d*Jiitensjtë trotîvés dans ces conditions doivent rester ïes mème^ pmr d'autres dimensions el pour d'autres forces magnétique!!^ il faudrait que la loi de la distance dont nous venons ^i£ parler ne dépendît elle-même que de la force ma^étiqtie, et d'un coefHcient co us t au t pour chaque corps et vartibk d un corps à lautre. Les reclierches tentées dans cette rfî* rectioïi , qui sont venues à ma connaissance , ne permettent pas de résoudre complètement cette question. Cependant il semble résulter de quelques-unes des expérience* de M. Bertinj que le rapport dmtensité du flint Faradij et du sulfure de caibone reste le même lorsqu'on fait nrier Ténergie de rélectro-ainiant entre des limites ass«i étendues. En attendant que des reclierches plus directes rt plus variées aient décidé cette question d'une manière générale, il est bon de ne considérer les intensités reIatiT(s qui ont été obtenues, que comme des valeurs particulièreSi et non pas comme des valeurs spécifiques propres a vûnetériser les substances auxquelles elles se rapportent.

M, Bertin a pareillement constaté qu'un cylindre dflîint très-actif ne donne plus dV*ffet sensible quand il est eiiti*^ rement caché dans le tube, central de la bobine, comme le représente la figure ^î.

p. IV. — POLA.BIS. CIRC. ATOlff. BT MAGNAT. 447

li les substances solides, les plus actives paraissent silicates de plomb de Matthiessen et le borosilicate nb de Faraday (flint Faraday), ensuite les flints de Tiques, puis le sel gemme, et les verres ordinaires , *es sans plomb, M. Matthiessen a fait à cet égard un extrêmement curieux par la variété des composés irents qu'il est parvenu à former en silicates, borates, ates de presque toutes les bases. (Comptes-rendus adémie des sciences, ai mai et 5 juillet 1847.) DÎ les substances liquides, le bichlorure d'étain et le de carbone, que M. Bertin a observé, et auquel il asin pouvoir trou fois plus grand que celui de Teau, d*olive , l'alcool et leau elle-même paraissent être » actives. Toutes les dissolutions aqueuses et alcooparaissent plus ou moins efficaces ; la plupart des ices dissoutes augmentent un peu l'effet du dissol- :;ependant il en est quelques-unes qui le diminuent u'à présent, il paraît que les gaz et les vapeurs «ni aucune action sensible.

UVBE VI. OPTIQUE.

CHAPITBE V.

Notions théoriques.

Nous ne savons rien, d'une manière directe, sur la constitution de réther; mais les expériences nous ayant conduit à en admettre l'existence et à considérer la lumière comme un mouvement qui est excité dans ce fluide impondérable, et qui s*7 transmet de proche en proche, le but de la science doit être de chercher quel est Tensemble des propriétés , soit essentielles , soit accidentelles, qu'il faut lui attribuer pour rendre compte de tous les phéno* mènes que l'étude de la lumière nous présente. Si pamii ces propriétés il s'en trouvait qui dussent être évidemment incompatibles ou contradictoires, il faudrait bien reconnaître que l'hypothèse, d'abord séduisante, du système des ondulations, est elle-même contraire à la raison et incompatible avec les faits; mais si les propriétés dont il faut douer la substance hypothétique de l'éther, pour expliquer la êes itlHMn>Tnpn*^s , H reiyresevïtvT les lois atixauel-

CHAPJTBE V.-^lfOTiOirS THiORIQUES. 449

tnes, il est au moins prëiumable que Ton sera conduit à ladcGOUTerte de certains autres mouvements que ce même Inide peut recevoir, et qui , pour être d*une nature diffélente de ceux qui s accomplissent pour la production ou h tnmsmission de la lumière, ne sont pas sans doute étrangcn aux phénomènes chimiques ou physiques que la ma-> lim pondérable nous présente.

Les mouvements et les propriétés de 1 ether donnent donc naissance à un vaste problème de mécanique qui ne le cède en importance, ni au grand problème de la méca« nique céleste , ni à aucun de ceux qui ont été résolus sur ce qa on appelle les fluides impondérables de la chaleur, du magnétisme ou de Télectricité. Ce n est pas dans les déments de physique qu*il est possible d aborder un tel njeti et d*indiquer les travaux, déjà considérables, qui ont été accomplis dans cette voie; mais le moment sem- Ue venu dy introduire quelques notions simples, pour bkt comprendre au moins d'une manière nette et précise le caractère mécanique des vibrations de Téther, de Icors périodes, et de leur composition ou de leur influence mutuelle dans les cas les moins compliqués. J'aurais pu pcésenter ces notions successivement dans les divers chapitres auxquels elles se rapportent ; mais j ai pensé que l'étode en serait plus facile si , groupées à part , elles pouiiient conserver l'enchaînement logique qui les unit.

fai essayé de les réduire à quelques propositions fondamentales que je vais successivement développer.

Prapoêiiion 1. Les vitesses d'un mouvement de vibration moléculaire isochrone sont représentées par une expreiaion de la forme tj =z main 2ir<.

M est Ja vitesse maximum, ou ce que nous appellerons b totfjfieimtii de vitesse; c'est une longueur rapportée à me unité arbitraire.

< est le temps compté à partir de l'origine du mouve- Ey et exprimé en prenant pour unité la durée d'une ti. 29

vibration entière, c'est-à-dire la durée du va-et-nent Une molécule ou une maiie infiniment petite, pondi* rable ou impondérable , écartée de sa position d'équilibre, tend à y revenir en vertu de la résultante des ferai constitutives du milieu qui Fenvironne. Représentons parc la distance à laquelle, à un instant donné, cette molëcab se trouve de sa position d équilibre, et par v sa vitesse si même instant; admettons de plus que la force inconnue qui la ramène, soit elle-même proportionnelle à la distanee :r, et exprimée par eue.

Les équations du mouvement seront :

dv dx --- = ar et 2; = r->

dt d'où Ton tire

vdv = — cucdx ; 1;* = — ax^ -4- c

et XI

dt=,

Cette valeur de x^ substituée dans la première équatioDi donne

• arc f sin :=: — = j , en plaçant lorigine du temps à Torigine du mouvement

d*oii

CHÀViTMK V.«-*«irOTIOirS THEORIQUES. 461

^z=: — i enfin ces vitesses négatives décroissent à

MoWf connue 1^ vitesses positives s'étaient aceniM, «t

Ikliiombe sur v^mo pour t [/^a ;=z 2ip.

^ÎMiy l'hypothèse dune force proportionnelle àréearta^

|tt de la molécule, conduit pour cette molécule à on

Mvement de vibration ou d oscillation , tout à iait ana-

||0 au mouvement de la molécule pondérable qui fiUt

jjlîi d'une onde sonore.

Ces vibrations sont isochrones; et, en prenant pour

lié de temps la durée dune vibration entière , c'est-à-

s d'une allée et d*un retour , la constante a, qui est re-

fe àVintensité de la force, dbparaît, et la vitesse prend

imne générale

2; = i7t sin STuf.

19 la constante J79 qui est une longueur, représente, iu>n l'écart de la molécule, mais la vitesse maximum qu'elle Ipde à l'instant où elle repasse par sa position primir 4'équilibre. On comprend en effet, en vertu de l'iso* inisme , que la durée de la vibration restant la mémep îtwse maximum du milieu de lexcursion puisse passer tous les degrés de grandeur, depuis une valeur près- 4iulle jusqu'à une valeur presque infinie. ^Uc valeur de la vitesse de vibration peut se contre géométriquement de diverses manières ; si l'on dé- I p«r exemple, un cercle de rayon /n, la série des lignes pendiculaires à un diamètre, représentera bien la série jplttursde v; niais cette représentation aura l'inconvé- ||.4'étre indépendante de lamplitude des vibrations; si i tvpce au contraire à angle droit deux lignés 047' et mm! r3f pL 36), qui se coupent en leur milieu, la première il égale à Tamplitude de vibration, et la seconde au Ue du coefficient m, et que sur ces lignes comme a^^ lOppatruise Tellipse amani j il est facile de voir quis la lécule vibrante, soit qu'elle aille de 4 en a'} 9H ^

revienne de a ea a ^ aura pour chacune àe ses posïtion s , une vitesse reprësentëe par la perpendiculaire cormpondante sp pour le premier cas, et^'^ pour lest^onJ*

En représentant par p la demi -amplitude de Ttiiratw^ les demi-axes de cette ellipse seront ^i et /?, et &011 &far lion aura la forme

On voit de plus qu a un instant quelconque du tnent^ la distance op = a:de la molécule à sa positioii mitive o sera