ER. MALLARD

à deux, vingl-qaatre orientations différentes. Ces vingt-quatre orientations distinctes ne sont pas d'ailleurs quelconques ; la théorie les prévoit et les définit.

Au reste, ce qu^il y a d'essentiel dans cette conception, c'est l'existence simultanée, dans le même cristal, des vingt-quatre orientations distinctes de la molécule, et il n'est nullement nécessaire que chacune d'elles soit en quelque sorte parquée dans l'une des quarante-huit pyramides que nous avons imaginées. On comprend quelle variété de combinaisons régulières ou irrégulières pourra nous présenter la nature dans la structure intérieure de ces substances pour lesquelles j'ai proposé le nom àe pseudosyméiri" queSy et M. Tschermak celui de mimétiques.

S tructure des cristaux de boracite, — Les cristaux de borkcile ou chloroborate de magnésie, 2(4B*0',3MgO)-f- MgCr-*, présentent le mode de structure dont nous venons de faire connaître le principe. Ces cristaux, très faciles à dégager complètement de la gangue de gypse et d'anhydrite qui les enveloppe, sont les plus rigoureusement cubiques que l'on connaisse; la symétrie et l'incidence des faces sont exactement celles qui caractérisent les substances antihémiédriques du système régulier; cependant on sait depuis longtemps que ces cristaux sont très énergiquement biréfringents.

En étudiant la structure intérieure de ces cristaux par l'examen optique de lames minces taillées dans des sens différents, j'ai fait voir que, si le système réticulaire de la boracite est rigoureusement cubique, la symétrie des molécules est seulement orthorhombique. La théorie qui précède montre que, dans ce cas, les orientations distinctes de la molécule qui peuvent coexister avec une même position du réseau sont seulement au nombre de six. Si l'on se représente le dodécaèdre rhomboïdal (Jig. 2), un cristal de boracite pourra être formé et l'observation constate qu'il est réellement formé par le groupement de douze pyramides ayant le centre pour sommet commun et chacune des douze faces comme base respective. Toutes ces pyramides ont le même système réticulaire; elles ne diflTèrent entre elles que par Torientation des molécules.

Cette différence se traduit par l'orientation variable des axes de l'ellipsoïde d'élasticité, qui est d'ailleurs le même pour tous les

cristaux et pour toutes les parties d'un même cristal. Dans chaque pyramide, le grand axe a d'élasticité optique est perpendiculaire à la base rhombe ; le petit axe c qui est la bissectrice aiguë positive est parallèle à la grande diagonale de ce rhombe \ Taxe moyen b est parallèle à la petite diagonale. Le plan des axes optiques est ainsi normal à la base dont il contient la grande diagonale ; Tangle vrai des axes optiques est, d'après les observations de M. Des Cloizeaux, égal à 83^, 6.

11 résulte de ce qui précède qu'une lame mince découpée dans UQ cristal de boracite, parallèlement à une face 1 du dodécaèdre [fig, 2), coupe les sept pyramides 1, 2, 2', 3, 4) ^y 6, parmi lesquelles il y en a deux, 2 et 2', dont les bases et les ellipsoïdes ({^élasticité optique sont parallèles entre eux. Là lame portera donc sept plages, délimitées comme le montre la fig. 3 et dont deux seulement auront les mêmes propriétés optiques. Les plages 3 et 4

Fii,'. 2.

Fig. 3.

sont séparées par un plan normal à la base ; il en est de même des plages 5 et 6. Quant aux plages 1, 2 et 2', elles sont séparées de celles qui les entourent par des plans inclinés sur la lame. Il y aura donc, tout autour de ces plages, des bandes dont la largeur sera d^autant plus grande que la lame sera plus épaisse et dans rintervalle desquelles deux plages optiquement différentes se superposent en biseau. Ces bandes montreront donc des franges colorées parallèles à leurs longueurs.

La plage 1 est perpendiculaire à la bissectrice négative obtuse et le plan des axes figuré par le signe o — o est parallèle à la grande diagonale du rhombe. Les plages 2 et 2' sont perpendiculaires à la bissectrice positive aiguë et le plan des axes a la même direction

2o6 ER. MALLAUD.

que dans la plage 1. La direction d*extinction de la plage 3 peul être calculée en partant de la valeur de Fangle vrai des axes, observée par M. Des Cloizeaux; on trouve ainsi que cette direction fait un angle de ^6*^,4 ^vec la ligne de séparation des plages 3 et 4. Cet angle est très voisin de 4^^ et il en résulte que les plages 3 et 4* s'éteignent en même temps, mais que leurs directions d'extinction analogues sont perpendiculaires entre elles. 11 en est de même pour les plages 5 et 6, puisqu'elles sont respectivement symétriques des plages 3 et 4 par rapport au centre de la figure qui est la trace d'un axe binaire normal au plan.

Ce partage de la lame en sept secteurs régulièrement délimités, comme le représente \dijig, a, s'observe quelquefois très nettement dans les beaux cristaux de boracite; mais, en général, les six plages optiquement différentes dont se compose la lame se groupent plus ou moins irrégulièrement et suivant des lois pour la connaissance desquelles je suis obligé de renvoyer au Mémoire spécial que j'ai publié sur ce sujet (* ). Dans tous les cristaux, quels qu'ils soient, les lames taillées parallèlement à une face du dodécaèdre ne renferment d'ailleurs aucune plage dont les propriétés optiques ne se rapportent pas à l'une des six plages de la/r^. a.

11 faut remarquer que la biréfringence de la boracite, ne pouvant être attribuée à la forme du réseau qui est cubique, ne peul avoir pour cause que la dyssymétrie relative des molécules. Ainsi se trouve résolue, au moins pour la boracite, la question dont se préoccupait déjà Brewster, de savoir si les propriétés de la double réfraction doivent être rapportées à la forme des molécules ou à la manière dont les centres de gravité de ces molécules sont distribués dans Tespace. Il est très vraisemblable que ce qui est vrai pour la boracite l'est aussi pour toutes les substances cristallisées.

M. Klein, professeur à Gôttingue, a repris et vérifié les observations que j'avais publiées (^) sur la boracite. Il a cru cependant pouvoir attribuer la biréfringence si énergique de celte substance à des tensions intérieures, du genre de celles qu^avait imaginées

C) De l'action de la chaleur sur les cristaux de boracite {Bulletin de la Soc. min. de France, 1882, n" 6).

(') Annales des Mines, 7* série, t. X; 1876.

M. Reusch, produites par une aclion analogue à celle de la Irempe. Je me CCD tenterai ici de faire observer que cetle^opinion est absolument incompatible avec ces deux faits incontestés :

1^ Que, dans un cristal de boracite, Tellipsoïde d'élasticité op* lique est rigoureusement le même en chaque point, quoique avec une orientation différente ;

2® Que tous les cristaux de boracite ont le même ellipsoïde dVlaslicité optique.

ACTION DE LA CHALEUa SUR LES CRISTALX DE BOHACITE.

Changement d'orientation des molécules. — En cherchant des faits propres à appuyer son opinion, M. Klein a eu Tidée heureuse de soumettre à l'action de la chaleur les lames de boracite, taillées pour Texamen optique.

Il est manifeste, en effet, que si la biréfringence de la boracite est due à quelque cause analogue à la trempe, l'action d'une température élevée doit la détruire ou la modifier profondément. M. Klein constata que l'action de la chaleur modifie, en effet, les propriétés optiques des lames observées, et il en conclut que son opinion était désormais appuyée sur des faits expérimentaux incontestables. Cette conclusion fut adoptée par quelques-uns des plus éminents minéralogistes allemands.

En reprenant les expériences de M. Klein, dans les conditions mêmes où celles-ci avaient été faites, je constatai qu'une lamé (le boracite, après avoir été chauffée à une température supérieure à 3oo° ou 400", ne présente plus, en effet, la distribution plus ou moins régulière des plages optiques qu'elle présentait avant l'action de la chaleur ; mais je constatai en outre que, même après cette action, aucune plage douée de propriétés optiques nouvelles n'a pris naissance. Dans une lame taillée parallèlement à une face dodécaédrique, par exemple, chacun des points de la lame, avant comme après l'action calorifique, appartient optiquement à l'une des six plages de \^fig* 2 ; tout s'est donc borné à une distribution différente des plages. L'ellipsoïde optique est resté le même en tous les points ; \\ est demeuré invariable de forme; l'orientation seule en a été modifiée, mais ces changements eux-mêmes ont été limités étroitement à ceux que la théorie indique comme possibles.

ao8 ER. MALLÂRD.

L'observation, d'ailleurs si curieuse, de M. Klein, bien loin de démentir Topinion que j'avais énoncée, en était au contraire la démonstration la plus manifeste. Interprétée convenablement, cette observation n'en montre pas moins ce fait très surprenant, que la chaleur peut changer Torientation des molécules. Telle est, en effet, Tinterprétation nécessaire des faits, puisque c'est la dyssymétrie de la molécule qui seule produit ici la biréfringence et que l'orientation de Tellipsoïde optique est ainsi fixée invariablement à celle de la molécule.

Changement de symétrie des molécules. — Dimorphisme de la boracite. — En répétant les expériences de M. Klein, j'avais observé des phénomènes très surprenants et temporaires, que je n'avais pu parvenir à m'expliquer. Je fus ainsi conduit à suivre, sous le microscope polarisant, l'action de la chaleur sur une lame de boracite. Il suffit de se servir d'un microscope à faible grossissement, de manière à pouvoir placer la lame à une distance sufiisante de l'objectif. Le polariseur étant aussi écarté du porte-objet, on place la lame cristalline sur une lame de verre qui repose ellemême sur une plaque métallique allongée, percée d'un trou audessous de la lame de verre et dont on peut chauffer les deux extrémités par des becs Bunsen.

On peut aussi disposer le microscope horizontalement et placer la lame, tenue verticale par une pince, dans une étuve aplatie pc»rtant deux orifices placés en regard et fermés par des lames de verre. L'étuve est assez allongée pour qu'on puisse en chauffer les deux extrémités. Des thermomètres, dont les boules sont placées très près de la lame, permettent de mesurer, au moins approximativement, la température de celle-ci.

Prenons-en une taillée parallèlement à une face dodécaédrique. La lame montre, dans ce Cas, les plages 1 et 2 de la /î^. 2 ; les premières sont perpendiculaires au plus grand axe d'élasticité a, les secondes au plus petit c. Dans la lumière blanche, la teinte des plages 1 correspond à une épaisseur d'air égale à e(/ic — /i*), e étant Tépaisseur de la lame, Uc le plus grand indice principal et ni, l'indice moyen; la teinte des plages 2 correspond à une éjpaisseur d'air égale à e(/i& — /la)* £q observant entre deux niçois croises à angles droit les teintes de chacune de ces plages,

soit seules, soit doublées de lames quart d'onde convenablement orientées, j'ai trouvé pour une des lames

E (/le— 71/,)= 122, l(nb — Fia) = io5,

en cent-raillièmes de millimètre.

En portant cette lame dans Tétuve, on constate que les teintes de toutes les parties de la lame se modifient beaucoup et qu'elles baissent toutes, ce qui annonce que la double réfraction va en diminuant. A 260°, cette double réfraction est encore très énergique; car on trouve, par l'observation des teintes qu'ont prises les plages i et 2,

6' (<. — 71^) = 95, e' (n'fy — /la) = 90-

Non seulement les différences ne — ni, et /15 — na ont diminué l'une et l'autre, mais elles se sont rapprochées l'une de l'autre , de sorte que le demi-angle vrai des axes s'est rapproché de 45"- Les nombres précédents donneraient V = 44°^ 3.

Mais un phénomène bien plus singulier apparaît soudainement. Dès qu'une partie de la lame arrive à une température déterminée, que mes observations fixent à un chiffre voisin de 261** ('), celte partie devient subitement uniréfringente ; elle paraît donc noire entre les niçois croisés, blanche entre les niçois parallèles. Il n'^' a, sous ce rapport, aucune différence entre les diverses plages, optiquement différentes, de la lame. Toutes deviennent uni réfringentes en même temps. Si l'on met plusieurs lames, taillées dans des sens différents ou d'épaisseurs différentes, côte à côte sur la même lame de verre, toutes deviennent uniréfrîngentes en même temps, ou du moins le très léger retard de chacune d'elles est manifestement du à ce que la température nécessaire ne les, atteint pas toutes en même temps.

Lorsque la température est poussée au delà de 261", l'uniréfringence persiste.

Lorsqu'on laisse refroidir la lame, l'unîréfrlngence persiste jus-

(^) Dans le Bulletin de la Société minéralogique, d'après des observations dont ]t signalais le pea de précision, j'avais donné avec doute le chifTre de 3oo*>. Des observations nouvelles, faites par une autre mélhode et dont je parlerai plus loin, me font penser que le chiffre que j'indique ici s'approche davantage de la vérité, sans pouvoir être considéré lui-même comme tout à fait précis.