Vérifleati^ns pertani sur les raj^iis catorifl^i

— Comme nous l'avons déjà dit, les rayons de chaleur, même obscure, suivent exactement les mêmes lois que les rayons lumineux. Ils peuvent interférer entre eux, subir la double réfraction et se polariser dans les mêmes conditions que les rayons lumineux. On peut donc vérifier sur les rayons calorifiques, tout aussi bien que sur les rayons lumineux, les conséquences de la théorie de Fresnel.

Bérard a, le premier, en 1891^*^, démontré que les rayons calorifiques peuvent se polariser par réflexion, comme les rayons lumineux. Il recevait la chaleur sur un miroir de verre; une seconde réflexion servait h reconnaître l'état de polarisation de la chaleur réfléchie; un petit miroir métallique concave recevait les rayons après leur seconde réflexion et les concentrait sur la boule d'un thermomètre très-sensible. Bérard trouva que l'angle de polarisation complète est le même pour la chaleur que pour la lumière. Plus tard, knoblauch. en se servant du thermo-multiplicateur de Melloni, a fait des expériences plus précises ^^^ et reconnu que l'égalité des angles de polarisation de la lumière et de la chaleur n'est pas rigoureuse, ce qui n'a rien d'étonnant puisque les rayons de chaleur obscure sont moins réfrangibles que tes rayons lumineux de l'extrémité rouge du spectre.

B. — MkSURES PHOTOMKTRIQUES ET CALORIH^TRIQDES.

332. Remarques île IVeiunaiiii Mir le de^ré d'lai|Mrtoiiee lie mmm mesures. — Nous allons maintenant aborder les vérifications des lois de Fresnel au moyen de la mesure des intensités de la lumière réfléchie e( réfractée. Nous remarquerons d'abord

'^ Mém. d'ArnieiK Hl, 5.

*' P(^gff. <m».,LX\l\, iCi, 170, 177. — /fM/.,\Vïl, la.'t.

avec Neumanu que ces vérillcations ne sont pas absolument nécessaires, parce que, de la vérification des lois sur la déviation du plan de polarisation, peut se conclure celle des- lois sur les intensités qu'on peut déduire des premières.

Le principe des forces vives est en effet un principe incontestable, et que l'on peut poser a priori. En désignant par R^ et R'^ les forces vives ou les intensités du rayon réflécbi et du rayon réfracté, on a, en prenant pour unité l'intensité du rayon incident, dans le cas où la lumière incidente est polarisée parallèlement au plan d'incidence,

et, dans le cas où la lumière incidente est polarisée perpendiculairement au plan d'incidence,

I Rf + R'r,

R, et Ri'^ étant les intensités des ravons réfléchi et réfracté.

D*ailleurs, si on regarde les lois de la déviation du plan de polarisation comme vérifiées par les expériences do Brewster, on a

et

cos (/-h /•'

COS 1 i — /•

Ri

cos (/ -»-/•)'

d'après les valeurs que ces lois donnent pour les tangentes des angles des plans de polarisation des rayons réfléchi et réfracté avec te plan d'incidence. De ces quatre équations il est facile de déduire R'-^, W\ Rj et Rf , et on retrouve les valeure déterminées par la théorie de Fresnel.

33«3. Expérteiices lie Bou^uer. — Il n'est pas inutile de remonter jusqu'aux expériences de Bouguer sur l'intensité de la lumière réfléchie, parce qu elles sont plus exactes que ne pourrait le faire supposer l'état de la science à l'époque où elles ont été faites, et que, même comme vérification des lois sur les intensités, elles

454 RÉFLEXION ET RÉKKACTION DK LA LUMIÈRE POLARISÉE.

l'emportent sur des expériences postérieures en ce qu'elles sont plu;> simples et plus directes.

Bouguer choisissait un jour où la lumière du ciel était bien homogène : il la faisait arriver dans la chambre obscure par deux ouvertures rectangulaires. Ces lumières tombaient chacune sur une moitié d'une feuille de papier; les deux moitiés de cette feuille étaient séparées par un écran, et chacune d'elles ne recevait de lumière que par une ouverture. La lumière de Tune des ouvertures n'arrivait k la feuille de papier qu'après s'être réfléchie sur la substance qu'on voulait soumettre à l'expérience. On diminuait la largeur de l'ouverture par laquelle arrivait la lumière directe jusqu'à ce que les deux moitiés de la feuille de papier parussent également éclairées. L'intensité de la lumière envoyée par la plus petite ouverture est alors égale à celle de la lumière réfléchie qui provient de la grande ouverture, et le rapport de l'intensité de cette lumière réfléchie à l'intensité de la lumière directe fournie par la grande ouverture est égal au rapport des largeurs de ces deux ouvertures. En effet, deui points placés semblablemcnt sur chaque moitié de la feuille reçoivent des cônes de lumière ayant pour bases les ouvertures. Ces quantités de lumière sont donc proportionnelles aux bases et par suite aux largeurs des ouvertures, si ces ouvertures ont même hauteur, et si de plus les chemins parcourus par la lumière sont égaux de part et d'autre.

Bouguer a étudié par ce moyen la réflexion sur le verre et sur l'eau sous des incidences variables. Il a pu ainsi construire des tables» qui donnent les intensités correspondant aux différents angles d'incidence. A l'aide de ces résultats il a établi une formule empirique à trois termes, de la forme