Premiéreii expérience» «le Brewster ei «le Bioi

Brewster, dès 181 3, rectifla l'assertion inexacte de Malus, qui croyait que les métaux ne polarisaient pas du tout la lumière naturelle par la réflexion. Il montra qu'il y avait polarisation de la lumière réfléchie en plaçant sur le trajet de cette lumière un polariscope composé d'une lame cristallisée et d'un prisme biréfringent. Il résulte de ses expériences qu'il n'existe aucun angle d'incidence sous lequel la lumière naturelle réfléchie sur les métaux soit entièrement polarisée , que cette lumière réfléchie se comporte comme de la lumière partiellement polarisée dans le plan d'incidence, et qu'il existe un angle d'incidence pour lequel la proportion de lumière polarisée par réflexion atteint une valeur maximum. Si, pour cette incidence, la section principale de l'analyseur est parallèle au plan d'incidence, l'image ordinaire passe par un maximum; si cette section principale fait un angle de 45 degrés avec le plan d'incidence, les deux images sont incolores et d'égale intensité.

Biot vérifia les observations de Brewster et y ajouta la remarque suivante : c(Si la polarisation est incomplète par suite d'une seule réflexion sur une surface métallique , elle peut devenir complète par

Vbrdrt, Y1. — Optique physique. 3.5

538 RÉPLEXION ET RÉFRACTION DE F.A LUMIÈRE POLARISÉE.

un nombre suffisant de réflexions successives avant toutes lieu sous le môme angle. ?? Biot, détourné de la véritable voie par des idéos préconçues, ne trouva aucun autre fait important.

Jusqu'en i83o aucun fait nouveau ne vint s'ajouter à ces observations incomplètes Jorsque parut un nouveau travail de Brewster^' . Il y faisait connaître un grand nombre de particularités intéressantes, ce qui est d'autant plus remarquable que les principes de la théorie lui étaient inconnus, et qu'il n'avait pour se guider dans ses recherches que l'instinct des phénomènes physiques. Ses nouvelles observations eurent pour objet l'action qu'exercent les surfaces métalliques suf la lumière incidente polarisée. Il étudia successivement les cas où la lumière est polarisée dans le plan d'incidence ou dans un plan perpendiculaire au plan d'incidence, ou dans un plan quelconque, et il trouva que, sauf les cas oii la lumière incidente est polarisée parallèlement ou perpendiculairement au plan d'incidence, le rayon réfléchi est toujours partiellement dépolarisé, même sous l'angle de polarisation complète, mais que, quand l'incidence est égale a cet angle, la dépolarisation est minimum. Les métaux, on conclut-il, dépolarisent la lumière, excepté dans le cas où la lumière incidente est polarisée parallèlement ou perpendiculairement au plan d'incidence.

A ce travail vinrent s'ajouter, en i8/ii. celui de De Senannont. et en 18&7 celui de Jamin. Ces travaux furent aidés par certaines vuas théoriques dont nous allons parler maintenant et qui , sans donner une explication rigoureuse des faits, montrent cependant dans quelle voie il faut diriger les recherches.

373. Vues théorti|ue« «le IVeunuàmi. — Neumann^'^^ admit, d'après les expériences de Brewster, que la lumière polarisée dans le plan d'incidence ou perpendiculairement ù ce plan reste polarisée dans le même plan après réflexion sur une surface métallique. Lie rayon qui se réfléchit dans l'un et l'autre de ces deux caK ne peut donc être modifié que dans l'amplitude et dans la phase de ses vi-

(') Pkil. Tnms.y i83o,p. 387.

t*> Pogfr, itw., XXVI, 89.

RÉFLEXION MÉTALLIQUK. 539

brations, et non dans leur direction. Cn rayon incident polarisé dans UD plan quelconque peut toujours se décomposer en deux autres polarisés 1 un parallèlement, l'autre perpendiculairement au plan d'incidence, et il suffit de chercher comment chacune de ces composantes est modifiée par la réflexion métallique. Si les amplitudes seules de ces deux composantes étaient modifiées par réflexion, et cela d'une manière inégale pour les deux composantes , l'effet résul-^ tant de la réflexion serait simplement une rotation du plan de po* larisation, et le rayon réfléchi serait encore polarisé rectilignement, ce qui est contraire à l'expérience. Il faut donc admettre que la ré^ flexion métallique introduit entre les deux composantes du rayon réfléchi, polarisées parallèlement et perpendiculairement au plan d'incidence, une certaine différence de phase; d'où il résulte que, sur le rayon réfléchi, les vibrations seront elliptiques en général et circulaires dans des cas particuliers. Il suffira donc, pour connaître tou.H les effets de la réflexion métallique, de déterminer quelles sont les modifications d'amplitude et de phase que cette réflexion produit sur chacune des composantes du rayon incident. Si cette manière do voir est exacte, la dépolarisation observée par Brewster n'est autre chose qu'une polarisation elliptique. Nous allons faire connaître plusieurs expériences qui confirment cette opinion.