POLARISATION ELLIPT. PAR LES CORPS NOJN MÉTALLIQUES

dans ce prisme à l'état de rayon ordinaire. Supposons que l'épaisseur du premier prisme traversée par les rayons réfléchis soit plus grande que l'épaisseur du second prisme que traversent ces mêmes rayons, et soit e cet excès d'épaisseur qui ramène la lumière à être polarisée rectilignement du même côté du plan d'incidence que le plan primitif de polarisation de la lumière incidente. Désignons par a et & les vitesses du rayon ordinaire et du rayon extraordinaire dans les deux prismes.

Les rayons parcourent l'espace e en des temps respectivement

égaux à - et à g; donc, si l'on pose

e cj e e

les mouvements vibratoires des deux composantes auront pour expressions au sortir du compensateur

msm 27r ( 'T"~^r — ) et

nsm îiTT 1 T'~ "Y" ) •

Or, pour que le rayon soit polarisé rectilignement, il faut que la différence de phase entre les deux composantes soit nulle à la sortie (lu compensateur, c'est-à-dire qu'on ait

d'où

Comme dans le quartz la vitesse du rayon extraordinaire est plus petite que celle du rayon ordinaire, cj est plus pelit que e, et par suite la différence ^ — >|/ est positive.

Gomme d'ailleurs le déplacement que l'on donne à l'un des prismes du compensateur est toujours moindre que celui qui serait nécessaire pour faire prendre à un maximum la place d'un minimum,

e — w est moindre que 7 : ^ — >(/ est donc positif et moindre que .-•

La composante du rayon réfléchi qui est polarisée dans le pian d^in* cidence est par conséquent en retard, sur la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence, d'un temps moindre qu'une demi-durée de vibration. C'est là ce que M. Jamin appelle rifiexien pontive.

Les substances à réflexion positive sont donc celles qui exigent, pour que la polarisation redevienne rectiligne et que le plan de po* larisation du rayon transmis par le compensateur soit du même côté du plan d'incidence que le plan primitif, une épaisseur plus grande de quartz traversée par le rayon dans le premier prisme que dans le second, lorsque l'incidence est comprise entre l'incidence rasante et celle de la polarisation complète.

Mais on trouveaussi des substances pour lesquelles , dans les mêmes conditions, c'est l'épaisseur du second prisme qui doit être plus grande que celle du premier pour le rétablissement de la polarisation rectiligne du même côté du plan d'incidence que le plan primitif: dans ce cas, c'est au contraire la composante du rayon réfléchi polarisée perpendiculairement au plan d'incidence qui est en retard sur la composante polarisée dans le plan d'incidence, et la réflexion est dite négative.

En partant de l'incidence normale on trouvera des conditions inverses, ce qui tient à ce que la différence de phase se rapproche

alors de - et à ce que le plan de polarisation rétabli du rayon réfléchi est du côté du plan d'incidence opposé à celui où se trouve le plan de polarisation du rayon incident.

Il nous reste à voir maintenant quel est le sens physique des résultats obtenus par M. Jamin. A cet effet, considérons une substance à réflexion positive, et cherchons ce qui arrive lorsque l'incidence est égale à celle de la polarisation complète, c'est-à-dire lorsqu'on a

Soient (fig. 78), en prenant pour plan de figure un plan perpendiculaire au rayon incident, Oy la trace du plan d'incidence sur ce plan, Ox une [perpendiculaire menée à Oy, et OP la trace du plan de po-

POLARISATIO^ ELLrPT. CAR LES COHPS ^U^ MÉTALLIQUES- «il larisalion du rayon incident sur le plan de la fi|;ure : on voit que ce plan de polarisation se trouve k gauche du pian d'incidence; soit a l'angle du plan de polarisation du rayon incident avec le plan d'incidence. Les deux composantes du rayon incident auront pour amplitudes cos a et sin a, et les deux composantes du rayon réfléchi auront des mouve menti»

Pi|.i«. vibratoires repi-ésentës par

mcosasin-jir I ^p r-"

suivant Ox. et [)ar suivant Oy, ou par

(I sm a sin -J

tL..f\

Il sin a sm 'iir ;,

Ces deux composantes donnent une ellipse ayant pour axes Ox el Ow. Si l'on fait

la composante parallèle k l'aie des a; devient égale à +mcosa, et la composante parallèle à l'axe des y est nulle. Si donc on considère en ce moment la molécule vibrante, elle se trouve en M sur la partie positive de l'axe des x. Si t augmente, la molécule passe dans l'angle ■rOy, et l'on voit que la rotation se fait de droite à gauche. Ce serait l'inverse si la substance était à réflexion négative.

On voit donc que les substances à réflexion positive polarisent ellipliqUEmenl de droite à gauche la lumière polarisée à gauche du plan d'incidence, et de gauche à droite In lumière polarisée à droite du plan d'incidence; tes substances à réflexion négative agissent d'une façon inverse.

Les expériences ont donne les résultats suivants. Les substances à réflexion positive sont les plus nombreuses. Presque tous les corps solides dont l'indice de réfraction dépasse i ,&, les métaux, plusieurs liquides , parmi lesquels il y en a quelques-uns qui sont peu réfringents, comme Tacétate de métbyle dont l'indice est égal à 1.369, sont compris dans cette catégorie. Les substances à réflexion négalive sont moins nombreuses; ce sont en général des corps dont rindicc de réfraction est inférieur à 1,6, tels que le spath fluor^ le silex, le quartz byalin, ainsi qu'un certain nombre de liquides parmi lesquels il faut compter l'eau. Enfin , un très-petit nombre de substances n'ont ni la réflexion positive ni la réflexion négative: elles ne polarisent pas elliptiquement la lumière polarisée, même lorsque l'incidence est voisine de l'angle de polarisation complète. i\1. Jamin a donné à ces substances la dénomination de netitres. Deux solides seulement ont été reconnus neutres : l'alun, pourvu que la polarisation lamellaire n'y soit pas sensible, ce qui exige que la face réfléchissante soit perpendiculaire à l'axe de l'octaèdre, et la ménilite; la glycérine et plusieurs dissolutions salines sont également neutres. En général, l'indice des corps neutres est à peu près égal à 1,/i. Ces corps peuvent polariser complètement la lumière naturelle sous l'angle de polarisation complète.

Pour les substances à réflexion positive ou négative, si l'on excepte les métaux, le diamant et quelques autres corps très-réfringents, la polarisation elliptique par réflexion de la lumière incidente polarisée rectilignement n'est sensible que pour des incidences variant de 9 à 3 degrés de part et d'autre de l'angle de polarisation complète; en dehors de cet intervalle le rayon réfléchi est polarisé rectilignement lorsque la lumière incidente est elle-même polarisée rectilignement.

On voit, en définitive, que tous les corps, à l'exception de quelques substances que nous avons définies comme neutres, ne polarisent pas complètement la lumière naturelle, même sous l'angle dit de polarisation complète , et changent la polarisation rectiligne en polarisation elliptique, lorsque la réflexion a lieu sous un angle peu diflérent de l'angle de polarisation.

Mais il faut ajouter <|ue, sous l'angle de la polarisation complète.