C#Mpenea teiig k CraBses eotoréee de H. Babinet

— Le compensateur de M. Babinet permet de reconnaître la présence de la iunuère polarisée par la production de franges colorées qui apparaissent même lorsque les rayons sont parallèles. Cet instrument est beaucoup plus sensible que les polariscopes à teintes plates dont nous venons de parler. 11 se compose de deux prismes droits égaux, taillés dans un cristal de quartz; ces prismes ont pour base deux triangles rectangles très-allongés ABC et BGD (fig. lA), et

f'i Po^. .4nii.,XLIX,336.

132 POLARrSATFON CHROMATIQUE.

sont accolés par leurs faces aypoténuses, de manière à constituer

un prisme droit à base rectangulaire. Les faces latérales du prisme

(|ui passent par AB et par CD contiennent

l'axe , mais dans la première AB est parallèle à l'axe, tandis que dans la seconde CD est perpendiculaire à l'axe; d'oij il résulte que, pnr rapport aux rayons qui tombent sur la face AB, les sections principales des deux prismes triangulaires dont se compose le compensateur sont rectangulaires. Si donc on fait arriver sur "»■''• la face AB un rayon polarisé, ce rayon,

se décompose en deux rayons dont chacun traverse l'un des prismes triangulaires h l'état de rayon ordinaire, et l'autre h, l'état de rayon extraordinaire.

Un rayon tel que MN, qui tombe au milieu du compensateur, traverse les deux prismes triangulaires sous des épaisseurs égales; par suite, chacun des rayons dans lesquels il se décompose parcourt des chemins égaux à l'état de rayon ordinaire et à l'état de rayon extraordinaire, d'où il résulte que la polarisation du rayon MN n'est pas altérée par son passage à travers le compensateur. Mais il n'en est plus de même pour les rayons qui tombent de part et d'autre de MN. Considérons, par exemple, le rayon PQ, qui traverse le prisme ABC sous une épaisseur égale à e vt le prisme BGD sous une épaisseur égale à e'; les deux composantes de ce rayon suivant tes deux sections principales du compensateur présenteront au sortir du compensateur une différence de marche égale à celle que produirait une lame de quartz ayant une épaisseur égale à e — e* et dont la section principale serait parallèle à celle du prisme que le rayon traverse sous la plus grande épaisseur.

Supposons, pour fixer les idées, qu'on fasse tomber sur la face AB du compensateur ua faisceau de rayons parallèles dont le plan de polarisation fasse un an^e de &5 degrés avec chacune des sections principales du compensateur. Chaque rayon émergent sera alors composé de deux rayons polarisés à angle droit, égaux en intensité et présentant une certaine différence de marche. Celte différence

APPLICATIONS POLARISCOPIQUES. 133

de marche est nulle pour le rayon MN, et sa valeur absolue croit, pour les rayons situés de part et d'autre de MN, proportionnellement à la distance qui sépare ces rayons de MN.

Tous les rayons pour lesquels la différence d'épaisseur des deux prismes introduit une différence de marche égale à un multiple im-

pair de - entre les deux composantes sont polarisés perpendiculairement au plan primitif; tous les rayons pour lesquels cette différence de marche est égale à un multiple pair de - sont polarisés parallèlement au plan primitif. Si donc on reçoit le faisceau émergent sur un analyseur dont la section principale est parallèle au plan primitif, on verra dans l'image extraordinaire une bande noire correspondant au rayon central MN; de part et d'autre de cette bande noire seront deux franges blanches, puis viendront de chaque côté des franges colorées si la lumière est blanche, des franges alternativement brillantes et obscures si l'on opère avec la lumière homogène. L'image ordinaire présente au contraire une frange centrale blanche bordée de deux franges noires.

L'apparition des franges indique la présence de la lumière polarisée ; pour déterminer la position du plan de polarisation , il suffit de faire tourner l'analyseur jusqu'à ce que la frange centrale de l'image extraordinaire soit aussi noire que possible; la section principale de l'analyseur est alors parallèle au plan de polarisation.

209. Applicfitl#B Al «•■ipcBSAieiir de H. Babinet à FéCvde de te pelAviMitleB elUptl^pie, — M. Jamin a appliqué le compensateur de M. Babinet à l'étude de la polarisation elliptique et à la mesure des constantes qui caractérisent un rayon polarisé elliptiquement^'). Un rayon polarisé elliptiquement peut toujours être regardé comme formé de deux rayons polarisés à angle droit et présentant une certaine différence de marche. Si donc on fait tomber sur le compensateur un rayon polarisé elliptiquement, les deux composantes de ce rayon, suivant les deux sections principales du compensateur, présenteront déjà une certaine différence de marche avant l'entrée du rayon dans le compensateur, d'oilk il résulte que,

«) Am. dêchim, eidephifs., (3), XIX, 996; XXIX, 968.

iU POLARISATION CHROMATIQUE.

daDS les images données par l'analyseur, les franges seront déplacées latéralement et ne seront plus symétriques par rapport à celle qui correspond au rayon central Mi\.

On peut disposer l'appareil de façon à pouvoir mesurer la différence de marche entre les deux composantes. A cet effet, le compensateur est monté dans une bonnette sur laquelle l'un des prismes de quartz est fixé, tandis que l'autre peut recevoir un mouvement très-lent à l'aide d'une vis micrométrique. Un fil très-fin permet de déterminer la position des franges. On fait d'abord tomber sur le compensateur un faisceau de lumière polarisée rectilignement à &5 degrés des sections principales du compensateur, et on reçoit le faisceau émergent sur un analyseur dont la section principale est parallèle au plan primitif de polarisation. La frange noire centrale dans l'image extraordinaire correspond alors au rayon central MN; on fait coïncider le fil avec cette frange, puis on tourne la vis de façon à amener sous le fil la frange qui correspond à une différence

de marche égale à - • Soit L la quantité dont il a fallu déplacer le

prisme mobile; un déplacement L correspondant à une différence

de marche égale à - 1 un déplacement quelconque l correspondra à

une différence de marche égale à ^ •

Ceci posé, il est facile de comprendre comment on peut appliquer le compensateur à l'étude de la lumière elliptique. On commence par faire tourner l'analyseur jusqu'à ce que la frange centrale de l'image extraordinaire soit aussi noire que possible. Soit alors OC la direction de la section principale de l'analyseur : le rayon qui correspond à la frange noire centrale a été décomposé en deux rayons polarisés suivant les deux sections principales du compensateur et présentant une certaine différence de marche S; cette différence de marche a été détruite par le compensateur, et la polarisation rectiligne a été rétablie de façon que la vibration soit parallèle à OC. Pour connaître la différence de marche des deux composantes du rayon elliptique, il suffit de mesurer la différence de marche que produit le compensateur au point correspondant à la frange noire centrale, puisqu'elle est égale et contraire à la précédente. A cet

APPLICATIONS POLARISCOPIQUES. 1»6

effet, on ramène, à l'aide de la vis micrométrique, la frange noire

sous ie fil; si le déplacement est égal à /, la différence de marche

cherchée sera, d'après ce que nous venons de voir, -?- •

Quant au rapport des amplitudes des deux composantes du rayon elliptique 9 il est égal à la tangente de l'angle que fait la section principale de l'analyseur avec une des sections principales du compensateur. On peut donc , à l'aide du compensateur, déterminer la différence de marche des deux composantes d'un rayon elliptique suivant deux directions rectangulaires quelconques, et lé rapport des amplitudes de ces composantes.

Si les sections principales du compensateur sont parallèles aux axes de la vibration elliptique, la différence de marche des

deux composantes parallèles à ces sections est égale à t • Il résultie

de là que, si à l'aide de la vis micrométrique on déplace l'un des

prismes du compensateur d'une quantité égale à -^ de façon que

le compensateur, dans la partie qui est en regard du fil , produise

une différence de marche égale à t' il suffira, pour déterminer les

directions des axes de la vibration elliptique, de faire tourner le compensateur jusqu'à ce que la frange obscure qui occupe le milieu de l'image extraordinaire coïncide avec le fil. Les sections principales du compensateur sont alors parallèles aux axes de la vibration elliptique. Pour déterminer le rapport de ces axes, on fait tourner l'analyseur sans toucher au compensateur, jusqu'à ce que la frange placée sous le fil soit aussi noire que possible. La tangente de l'angle que fait la section principale de l'analyseur avec l'une des sections principales du compensateur est alors égale au rapport des axes de la vi-^ bration elliptique. Ce procédé offre beaucoup plus de précision que celui qui consiste dans l'emploi d'une lame d'un quart d'onde (186).