DOUBLE RÉFRACTION

rayon qui projette ces images à travers le spath, l’image unique se divise instantanément en deux. En projetant h l’aide de la lentille E ( fig . 29) une image de l’ouverture L

Fig. 29.

à travers laquelle la lumière entre dans le spath P, 011 voit apparaître immédiatement sur l’écran deux disques lumineux E,0, au lieu d’un.

Les deux rayons dans lesquels le spath partage le rayon unique ont été soumis à l’examen le plus attentif. Ils 11e se comportent pas de la même manière. L’un des deux suit la loi ordinaire de la réfraction découverte par Snell, et s’appelle, par conséquent, rayon ordinaire ; son indice de réfraction est i,483; l’autre n’obéit pas à cette loi, et, de plus, son indice de réfraction n’est pas constant : il varie d’un maximum 1 ,654 à un minimum i,483; le rayon incident et le rayon réfracté ne sont pas non plus toujours dans le même plan; ce rayon, par suite, a été appelé rayon extraordinaire. Dans le spath calcaire, comme on vient de le dire, le rayon extraordinaire est le plus réfracté. Une conséquence de ce fait mérite d’être signalée en passant. Versez de l’eau et du sulfure de carbone dans deux coupes de

LEÇON III

même profondeur : la coupe qui contient le liquide plus fortement réfringent apparaîtra moins profonde que l’autre. Placez un morceau de spath d’Islande sur une tache d’encre ; vous verrez deux taches, dont l’une paraîtra plus voisine de votre œil que l’autre. La tache la plus voisine appartient au rayon plus fortement réfracté, exactement comme le fond de coupe le plus voisin de P oeil appartient au liquide plus fortement réfringent. Si vous faites tourner le spath, l’image extraordinaire de la tache tourne autour de l’ordinaire, qui demeure fixe. C’est ainsi également que nos deux disques se comportent sur l’écran.

La double réfraction du spath d’Islande fut d’abord étudiée dans un ouvrage publié en 1669, par Erasme Bartliolin. Le célèbre Huyghens essaya d’expliquer ces phénomènes d’après les principes de la théorie des ondulations, et il réussit à le faire. Il lit, de plus, l’observation importante des caractères distinctifs des deux rayons transmis par le spath d’Islande , tout en avouant, avec une candeur résignée, qu’il ne les a pas expliqués, et laissant la solution aux temps à venir. Newton, en réfléchissant sur les observations de Huyghens, arriva à la conclusion que chacun des deux rayons transmis par le spath d’Islande a deux côtés; et, de l’analogie de cette dualité de côtés avec la dualité d’ extrémités d’un barreau aimanté qui constitue sa polarité, il arriva consécutivement à regarder les deux rayons comme polarisés.

Nous étudierons avec aise et profit le sujet de J a polarisation de la lumière à l’aide d’un cristal de tourmaline; mais il est nécessaire que nous partions d’une conception claire d’un rayon de lumière ordinaire. Nous avons déjà expliqué comment les vibrations de chaque particule d’éther individuelle s’exécutent transversalement à la ligne de

propagation. Dans le cas de J a lumière ordinaire, nous devons nous figurer que les particules de l’éther vibrent dans toutes les directions ou azimuts, comme on le dit quelquefois, perpendiculaires à cette ligne.

Mais, dans le cas d’une plaque de tourmaline coupée parallèlement à l’axe du cristal , le rayon de lumière qui tombe sur la plaque se divise en deux rayons vibrant l’un parallèlement, l’autre perpendiculairement à l’axe. Le groupement des molécules et de l’étlier associé aux molécules réduit toutes les vibrations incidentes sur le cristal à ces deux vibrations normales. Un de ces rayons, à savoir celui dont les vibrations sont parallèles à l’axe , est éteint par la tourmaline avec une rapidité excessive. Pour de semblables vibrations, beaucoup d’écliantillons de ce cristal sont fortement opaques ; de sorte que, après avoir traversé une très-petite épaisseur de la tourmaline, Ja lumière sort avec toutes ses vibrations réduites à un simple plan. Dans cette condition, elle est ce qu’011 appelle un rayon de lumière polarisée dans un plan ou rectilignement.

Un moment de réflexion suffit à montrer que, si ce que l’on vient de dire est correct, lorsque l’on placera sur le trajet du rayon une seconde plaque de tourmaline avec son axe parallèle à l’axe de la première, la lumière traversera les deux plaques*, mais que, si les deux axes sont en croix, la lumière qui a passé à travers l une des plaques sera éteinte par l’autre, et qu’il en résultera une interception complète de la lumière. Soumettons ces conclusions au contrôle de l’expérience. Vous avez sous les yeux ( fig. 3o) l’image d’une plaque de tourmaline tt. Je place parallèlement à elle une autre plaque t't' : le vert des cristaux devient un peu plus foncé, mais rien de plus; ceci est d’accord avec notre conclusion. Je tourne maintenant peu à peu une des

LEÇON III

deux plaques, et vous remarquez qu’aussi longtemps que les deux plaques sont obliques l’une à l’autre il passe à travers leur double substance une certaine quantité de lumière j mais que, dès qu’elles sont à angle droit l’une sur

Fig. 3o.

tr tr

l’autre, l’espace commun aux deux est un espace obscur (Jig- 3 1 ) - Ici encore la conclusion à laquelle nous étions arrivés avant l’expérience se trouve vérifiée.

Fig. 3i.

Revenons à une seule plaque, et cette fois laissez -moi vous dire que c’est sur la lumière verte transmise par la plaque que vous avez à fixer votre attention. Nous avons fait ressortir la dualité de côtés de cette lumière verte, en contraste avec la multiplicité infinie de côtés de la lumière ordinaire. La lumière qui entoure l’image verte étant de la lumière ordinaire, elle sera réfléchie par un miroir plan de verre dans toutes les directions; la lumière verte, au contraire, 11’est pas ainsi réfléchie. La plaque de tourmaline est maintenant horizontale : sa lumière, réfléchie en haut, reste toujours verte; réfléchie latéralement, elle est réduite