COULEURS DE LA LUMIÈRE POLARISÉE

Lorsqu'un faisceau de lumière blanche polarisée rectilignement traverse une lame mince de substance biréfringente taillée parallèlement à l'axe, ou au plan des axes, s'il y en a deux, et qu'on le reçoit ensuite sur un prisme biréfringent achromatisé, il donne, en général, deux images colorées des plus vives nuances. Ces phénomènes de coloration ont été découverts par Arago. Pour les observer on peut se servir de l'appareil de M. Norremberg. A cet effet, on place la lame cristalline sur l'ouverture de Técran e (fig. 59S), et Ton prend, comme analyseur, un prisme biréfringent dont la monture s'adapte dans l'anneau i, où elle peut tourner.

Voici maintenant les phénomènes que Ton observe avec une lame de cristal de roche dont les deux feces sont parallèles entre elles et parallèles à l'axe, et dont l'épaisseur ne dépasse pas 0,45 de millimètre.

1"* La section principale du prisme étant fixée dans le plan primitif de polarisation, pendant que la lame tourne sur son support, en restant perpendiculaire au rayon polarisé^ on ne voit qu'une seule image blanche dans quatre positions : image ordinaire quand la section principale de la lame coïncide avec celle du prisme, image extraordinaire quand elle lui devient perpendiculaire; dans toutes les autres positions, il y a deux images , dont les couleurs sont toujours exactement complémentaires, car elles donnent du blanc parfait dans la portion où elles se superposent , et chacune passe tour à tour par la série des nuances prismatiques; ces deux images prennent à la fois leur plus vif éclat de coloration quand la section principale de la lame fait avec celle du prisme des angles de 1/2, 3/2, S/2 ou 7/2 quadrants.

2° Si la section principale du prisme est perpendiculaire au plan primitif de polarisation, on observe des phénomènes analogues : seulement, l'image ordinaire prend la place de l'image extraordinaire, et vice versa.

S"" Quand la section principale du prisme n'est ni parallèle ni perpendiculaire au plan de polarisation primitive, on observe encore les mêmes phénomènes, savoir : une image nulle et l'autre blanche, quand les deux sections principales du prisme et de la lame sont parallèles ou perpendiculaires entre elles; maximum d'éclat dans les couleurs, quand les sections font un angle mesuré par un nombre impair de demi-quadrants ; et toujours les mêmes nuances plus ou moins affaiblies, dans toutes les positions intermédiaires.

iU COULEURS DE LA LUBIliRB POLARISÉE.

Les lames de cristal de roche de plus d'un demi-millimètre d'épaisseur donnent des teintes de plus en plus affaiblies ; mais toutes les lames plus ou moins minces donnent des nuances différentes , et qui sont, en général, d'autant plus vives que l'épaisseur est moindre. M. Biot a trouvé qu'une lame de chaux carbonatée, parallèle à l'axe, devait être 18 fois plus mince qu'une lame de cristal de roche, aussi parallèle à l'axe, pour donner la même teinte. C'est pourquoi il est à peu près impossible d étudier ces phénomènes dans la chaux carbonatée. Parmi les cristaux à deux axes, le gypse ou chaux sulfatée, qui a ses deux axes dans le plan des lames et qui se divise si facilement en minces feuillets, est un de ceux qui donnent les couleurs les plus éclatantes et qui se prêtent le mieux aux expériences. On fait, avec des lames minces de cette substance, des images représentant divers objets, et se colorant des plus belles nuances lorsque, en les éclairant avec de la lumière polarisée, on les r^arde à travers un prisme biréfringent. Fresnel a, le premier, donné une explication complète des phénomènes que nous venons de décrire. Il a démontré qu'ils résultaient de ce que chacun des rayons élémentaires delà lumière polarisée qui traverse la lame cristalline et le prisme biréfringent, se décompose en quatre rayons , dont deux , se propageant suivant la même direction , appartiennent à l'image ordinaire, tandis que les deux autres, qui se propagent aussi suivant une même direction, appartiennent à l'image extraordinaire ; et de ce que les composantes de chacune des deux images peuvent, par leur interférence, se détruire ou se renforcer, suivant les positions relatives du prisme et de la lame cristalline par rapport au plan de polarisation de la lumière incidente.

Une lame cristalline mince, taillée perpendiculairement à l'axe ou à la ligne moyenne, suivant la nature de la substance, peut donner lieu à des phénomènes de coloration dus à la même cause. Pour les observer, il suffit de placer la lame entre la pince à deux tourmalines (fig. S94), et de regarder à travers ce système un point du ciel suffisamment clair. Si l'on opère sur un cristal à un axe, on aperçoit alors une suite d'anneaux colorés concentriques, dont le système est coupé, suivant les cas, par des croix blanches ou obscures, et qui sont d'autant plus dilatés que la lame est moins épaisse. Si les tourmalines sont croisées, on obtient une croix noire (fig. 1 , pi. I), si elles sont parallèles, on voit la croix blanche (fig. 3, pi. I); enfin, si les tourmalines sont seulement obliques, et que l'on passe du croisement au parallélisme, on voit la croix noire qui s'altère, les anneaux qui se déplacent, et le renversement qui s'accomplit peu à peu pour passer

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lie la figure qui correspond au croisement à celle qui se rapporte au parallélisme. Quant à la position de la plaque cristalline elle-même, elle est tout à fait indifférente.

Lorsque, entre la pince à deux tourmalines , on met une lame de nitrate de potasse (salpêtre); taillée perpendiculairement à la ligne moyenne, et que les tourmalines sont croisées, on observe deux systèmes d anneaux dont chacun a pour centre l'un des axes optiques et se trouve traversé par une courbe hyperbolique noire (fig. 4, pi. I). Ce système se transforme en celui représenté par la figure 3, pi. I, lorsque, en faisant tourner la lame cristalline dans son plan, le plan des axes optiques vient à coïncider avec la section principale de Tune des tourmalines, qui doivent toujours rester croisées. Les autres cristaux à deux axes donnent lieu à des phénomènes analogues. La figure 5 , pL I, représente Taspect des anneaux que Ton obtient avec une lame de carbonate plonibique ( Weùsbleiertz), taillée perpendiculairement à la ligne moyenne et placée entre deux tourmalines croisées.

Les phénomènes que nous venons de décrire offrent un moyen trèssimple de reconnaître les substances cristallisées dans Tun des cinq derniers systèmes. Il suffit pour cela de les tailler en lames minces, et de voir si ces lames, placées entre deux tourmalines, sont susceptibles de donner des anneaux colorés. (H. V.)

MICROSCOPE POLARISANT.

Le microscope polarisant ne diffère du microscope ordinaire que par deux prismes de Nicol, disposés, Tun au-dessous du porte-objet, et l'autre au-dessus de l'objectif.

Avec le microscope polarisant on peut faire des observations extrêmement curieuses. Si Ion place sur le porte-objet, par exemple, de très- petits cristaux biréfringents, ceux-ci apparaissent colorés, soit sur un fond blanc, soit sur un fond noir, suivant que les sections principales des prismes de Nicol sont parallèles ou perpendiculaires entre elles. Par un effet de contraste, on distingue alors facilement des détails de forme qui auraient échappé sans l'emploi de la lumière polarisée. Le microscope polarisant offre, en outre, le moyen le plus facile de constater la double réfraction dans les corps cristallisés : la plus petite parcelle suffit pour lexpérience ; car si elle provient d'un cristal biréfringent, cette parcelle, si petite qu'elle puisse être, se colorera dans la lumière polarisée, tandis quelle restera blanche si elle provient d'un cristal appartenant au système cubique.