I. Uuygens, Traité delà Lumière; Leyde, 1690, in

la réfraction extraordinaire. On peut ainsi par une construction géométrique, aussi élégante que simple, trouver dans toutes les directions et sous toutes les incidences la position du rayon extraordinaire, relativement au rayon ordinaire.

Dans l’hypothèse de Newton, les molécules lumineuses ont deux pôles, et suivant qu’elles présentent l’un ou l’autre pôle à l’axe principal du cristal rhomboïde du spath calcaire, elles sont attirées ou repoussées. C’est par cette double action qu’elles produiraient les deux réfractions, ordinaire et extraordinaire. Mais les règles que Newton voulut établir conformément à son hypothèse n’ont pas été trouvées conformes à l’observation. Cependant elles furent alors accueillies comme l’expression de la vérité; Laplace et Malus euxmêmes adoptèrent l’hypothèse newtonienne, et l’optique demeura stationnaire pendant plus d’un siècle.

Lahire avait rapporté la double réfraction à deux droites, l’une perpendiculaire à la surface, l’autre formant avec cette même surface un angle de lh degrés. Mais l’angle formé par les deux rayons réfractés ordinairement et extraordinairement ne s’accorde pas avec celte manière de voir. — Buffon regardait les rhomboïdes de chaux comme formés de couches croisées de deux densités différentes. Mais cette hypothèse ne s’accorde pas davantage avec la variation dans les angles des deux rayons, ordinaire et extraordinaire. — D’après l’hypothèse de Monge, le spath calcaire est composé 1° de petits rhomboïdes de carbonate de chaux; 2° d’eau interposée entre ces cristaux ; la lumière incidente s’y diviserait en deux parties : l’une, réfractée par les facettes du carbonate de chaux, (produirait la réfraction ordinaire, tandis que l’autre, réfractée par l’eau interposée, produirait la réfraction extraordinaire. Mais il fut bientôt reconnu que beaucoup d’autres substances, auxquelles 1 hypothèse de Monge n’est nullement applicable, présentent le phénomène de la double réfraction.

YVoIIaston fit, au commencement de notre siècle, ressortir tout ce que la théorie de Huygens , rejetée par les Newtoniens , avait d’ingénieux et de vrai ‘.Il se servit à cet égard d’une méthode particulière qui lui faisait trouver l’indice dç réfraction par l’observation de la réflexion totale. Cette méthode reposait sur la connaissance de l’angle sous lequel les objets, appliqués immédiatement sur l’une des faces d’un prisme de verre, à travers lequel on les

U Voy. Philosophical Transuct., année 1860 et 1802.

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regarde, commencent à ne plus être visibles. Mais comme, d’après la théorie de la réflexion, exposée dans le 10° livre du grand ouvrage de Laplace (la Mécanique céleste) et fondée sur l’hypothèse newtonienne, les formules ne devaient pas être les mêmes pour les corps opaques et pour les corps diaphanes, les physiciens soutinrent que Wollaston s’étaif trompé en ce point. Malus 1 se proposa, dans son Mémoire sur le pouvoir réfringent des corps opaques, présenté à l’Académie le 16 novembre 1807, de soumettre le fait à une expérience décisive : il ne s’agissait de rien moins que de prendre un parti définitif entre les deux théories rivales de l’émission et des ondulations. La cire d’abeille, dont la réfringence peut être mesurée à l’état diaphane et à l’état opaque, par la méthode de Wollaston, lui parut le corps le plus approprié à cette expérience. En appliquant les formules de Laplace aux angles de disparition correspondants à ces deux états et assez différents l’un de l’autre, Malus trouva des pouvoirs réfringents parfaitement identiques. Celte identité des pouvoirs réfringents de la cire opaque et de la cire diaphane, parut à tous les physiciens et géomètres la preuve mathématique de la vérité de la théorie newtonienne. Mais Arago s’étonnait avec raison que des savants tels que Laplace, Haüy et Gay-Lussac, nommés juges du travail de Malus, fussent arrivés à une telle décision dans leur rapport. Quelle preuve avait-on que les pouvoirs réfringents des corps diaphanes et des corps opaques dussent être identiques? Le passage de l’état solide d’un corps à l’état fluide serait-il sans influence sur sa réfraction? Ne pourrait-on pas citer des cas où la chaleur modifie le pouvoir réffingent des corps indépendamment de leur densité? La température de la cire et sa densité au moment de l’expérience, telle que Malus avait été obligé de la faire, étaient-elles bien connues ? Qu’y aurait-il d’étrange à supposer que, dans les limites où s’opère l’action des corps sur la lumière, il n’y a pas de substances vraiment opaques ? Telles étaient

1 . Etienne-Louis Malus, né k Paris en 1775, mort en 1812, fit, comme officier du génie, la campagne d’Egypte, et devint en 1810 membre de l’Académie des sciences. Le 20 avril 1807, il avait présenté à cette savante compagnie un Traité d'optique analytique, dans lequel il considérait la lumière sous trois dimensions. Après avoir généralisé la théorie des caustiques planes, anciennement ébauchée par Tschirnhausen, il formula entre autres le résultat suivant : « La réflexion et la réfraction fournissent quelquefois des images qui sont droites pour une de leurs dimensions et renversées pour l’autre. />

les questions qu’Arago souleva à l’occasion du rapport académique sur le mémoire de Malus. Ce rapport, signé par les plus célèbres physiciens du commencement de notre siècle, montra une fois de plus l’influence aveuglante de l’esprit de système.

Polarisation. L’Académie des sciences avait proposé , le à janvier 1808, pour sujet du prix de physique à décerner en 1810, la question suivante : « Donner de la double réfraction que subit la lumière en traversant diverses substances cristallisées, une théorie mathématique vérifiée par l’expérience. » — Malus se mit sur les rangs. De crainte sans doute d’être devancé par un de ses concurrents dans les découvertes qu’il avait faites, il communiqua dès le 12 décembre 1808 les parties les plus essentielles de son travail à l’Académie.

Une opinion qui régna pendant plus d’un siècle parmi les physiciens, était que la lumière naturelle se compose de parties susceptibles, les unes d’éprouver la réfraction ordinaire, les autres, en nombre égal, la réfraction extraordinaire. Cependant Iluygens avait déjà renversé cette opinion par une expérience très-simple, qui consistait à recevoir les deux rayons, ordinaire et extraordinaire, obtenu par un premier cristal, sur un second tout pareil. En faisant faire au second cristal un quart de révolution sur lui-même, sans qu’il cessât de rester parallèle au premier, chacun pouvait s’assurer que le rayon ordinaire y devenait extraordinaire, tandis que le rayon extraordinaire n’éprouvait plus que la réfraction ordinaire. Il fut donc reconnu que le rayon extraordinaire a les propriétés du rayon ordinaire, alors seulement qu’on le fait tourner de 90o sur lui-même ou autour de sa ligne de propagation. Ce remarquable résultat qui devait faire distinguer, dans les rayons lumineux, des côtés doués de propriétés différentes, fixa particulièrement l’attention de Malus, d’autant plus que l’on croyait encore qu’il ne pouvait être fourni que par le spath d’Islande.

C’est en cherchant à approfondir ces phénomènes, que Malus parvint à découvrir la polarisation de la lumière. Voici comment Arago, ami et collaborateur de Malus, raconte les circonstances de cette importante découverte : « Malus, qui habitait à Paris une maison de la rue d’Enfer, se prit un jour à examiner avec un cristal doué de la double réfraction les rayons du soleil réfléchis par les carreaux de vitre des fenêtres du Luxembourg. Au lieu de deux images intenses qu’il s’attendait à voir, il n’en aperçut qu’une seule, l’image ordinaire ou l’image extraordinaire, suivant la position qu’occupait le cristal

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devant son œil. Ce phénomène étrange frappa beaucoup notre ami ; il tenta de l’expliquer en supposant des modifications particulières que la lumière solaire aurait pu recevoir en traversant l’atmosphère. Mais la nuit étant venue, il fit tomber la lumière d’une bougie sur la surface de l’eau sous un angle de 36°, et il constata, en se servant d’un cristal doué de la double réfraction, que la lumière réfléchie était polarisée, comme si elle provenait d’un cristal d’Islande. Une expérience faite avec un miroir de verre sous un angle de 35“ lui donna le même résultat. Dès ce moment il fut prouvé que la double réfraction n’était pas le seul moyen de polariser la lumière ou de lui faire perdre la propriété de se partager constamment en deux faisceaux en traversant le cristal d’Islande. La réflexion de la lumière sur les corps diaphanes, phénomène de tous les instants et aussi ancien que le monde, avait la même propriété, sans qu’aucun homme l’eut jamais soupçonnée. Malus ne s’arrêta pas là : il fit tomber simultanément un rayon ordinaire et un rayon extraordinaire, provenant d’un cristal bi-réfringent, sur la surface de l’eau, et remarqua que si l'inclinaison était de 36°, ces deux rayons se comportaient très-diversement. Quand le rayon ordinaire éprouvait une réflexion partielle, le rayon extraordinaire ne se réfléchissait pas du tout, c’est-à-dire qu’il traversait le liquide en totalité. Si la position du cristal était telle, relativement au plan dans lequel la réflexion s’opérait, que le rayon extraordinaire se réfléchît partiellement, c’était le rayon ordinaire qui passait en totalité. Les phénomènes de réflexion devenaient ainsi un moyen de distinguer les uns des autres les rayons polarisés en divers sens. Dans cette nuit (de la fin de l’année 1808) qui succéda à l’observation fortuite de la lumière solaire, réfléchie par les fenêtres du Luxembourg, Malus créa une des branches les plus importantes de l’optique moderne h » En signalant les singuliers phénomènes que présentent les rayons ordinaires et extraordinaires quand ils rencontrent des miroirs diaphanes sous certaines inclinaisons, Malus attira le premier l’attention des physiciens sur ce qu’on est convenu d’appeler la polarisation. Pourquoi ce nom? On dit d’un aimant qu’il a des pôles, entendant par là seulement que certains points de son contour sont doués de propriétés particulières que n’ont pas les autres points du même contour. Partant de là, on peut avec autant de raison dire que les rayons ordinaires et extraordinaires, provenant du