COULEURS DE LA LUMIÈRE POLARISÉE

influe sur les couleurs, qui varient rapidement quand celte inclinaison varie. Enfîn^ l'épaisseur, pour une même inclinaison de la lame et une même position du prisme, influe aussi sur les couleurs des images, et M. Biot a trouvé que les lois de variation de ces nuances sont préciséi.ient celles que Newton a trouvées pour les anneaux colorés des lames minces, obtenus par la superposition de deux lentilles; mais les épaisseurs des lames biréfringentes, qui correspondent aux couleurs des divers ordres de Newton, sont beaucoup plus considérables que celles de la lame d'air comprise entre les lentilles.

On se sert de cette propriété du changement de couleur des images avec l'épaisseur pour produire des effets variés et curieux. Si, après avoir collé sur du verre une lame de gypse, on y creuse une cavité de forme sphérique à grand rayon, et qu'on l'observe dans l'appareil de Biot, de sorte que la lumière qui arrive à l'œil après avoir traversé la lame de gypse et l'analyseur ait été préalablement polarisée, on aperçoit une série d'anneaux colorés concentriques, comme ceux qu*on voit autour du point de contact de deux lentilles. En gravant en creux sur la lame divers objets, des fleurs, des insectes, des papillons, on peut calculer les profondeurs de la gravure, aux divers points, de manière à reproduire les couleurs vives et variées des objets naturels. « AutrefoiSy on faisait mieux, disait récemment M. Bertin dans une intéressante conférence sur la polarisation, on profitait de la circonstance pour rendre hommage à l'auteur de ces belles expériences. Au milieu d'une couronne de feuillage apparaissait le nom d'Arago avec la date de sa découverte. Du vivant du grand homme, c'était peut être une flatterie ; mais maintenant qu'il n'est plus, la suppression de cette expérience (dans les cours de physique) est un acte d'ingratitude : nous oublions nos morts pour courir après les papillons >

11 serait juste de joindre au nom d'Arago celui de Brewster qui a fait de son côté, et à la même époque, à pou près 1rs

mêmes découvertes, et à qui Ton doit notamment celle d anneaux colorés dans les cristaux à un et à deux axes.

Avant d'entrer dans quelques détails sur ces phénomèn remarquables, disons que le verre qui, à l'état ordinaire, n\ pas susceptible de donner les couleurs observées dans les lam cristallisées, acquiert cette propriété par là trempe, par flexion et la compression, et par Tactil de la chaleur. Les figures 267 et 268 mo ti'ent quelques-unes des apparences offt tes dans ces diverses circonstances par d plaques de verre d'une certaine épaisseï et de forme rectangulaire ou carrée. CV à Seebeck (1813) qu'on doit la découvei de ces phénomènes, de même nature q ceux dont nous venons de donner la d< cription. Voici encore une expérience ci rieuse de Biot, rapportée par M. Dagu dans son Traité de Physique : a Ce savfi ayant excité des vibrations longitudinal dans une bande de verre de 2 mètres longueur placée entre le polariscope et polarisateurs de son appareil, disposé po donner l'obscurité, vit, à chaque fricti< jaillir une vive lumière, dont l'éclat et Fig. 267. — Couleurs de la coulcur dépendaient du mode de frotl

loïprimé^^''' *' ''"' ^^^^ ^* ^^ s^^ énergie. »

Les couleurs de la lumière polarL produites par le passage d'un faisceau de cette lumière à t vers une lame mince cristallisée, dépendent, ainsi que m Tavons vu plus haut, de l'épaisseur de la lame : elles vari< si cette épaisseur varie elle-même. Mais pour une même épi seur, la feinte est uniforme, parce que tous les rayons . composent le faisceau sont parallèles, et dès lors parcouren même espace à Fintérieur de la lame.

Si, au lieu d'un faisceau, c'est un pinceau conique de

COULEURS DE LA LCMtËRE POLARIiSKK.

mière polarisée qu'on reçoit sur la lame, de façon que Taxe i]u côjje soit perpeodictilaire à la surface de celle-ci^ il est clair que les rayous pareoiirront, à FiutéHeur du cristal, àe$ chemins d'autant plus longs qu*ils sei'out plus éloignés de Taxe, et la teinte que prendra la lame observée à l'aide d*ua aoalpeur ne sera plus uniforme. On voit alors des sptèmes d*anneaux colorés dont la forme et les teintes varient selon qu'il s'agit d'un cristal à un ou à deux axes oplii[ues, et seltui

Fif • Î68. ^~ Couïeurs de h lumière poViHsée dâo* le verre iremp^.

la position du polariscope par rapport au plan de polarisation. Voici comment ou procède pour obtenir ces beaux phénomènes, en partie reproduits dans la planche VI IL On prend une pince à tourmaline (tig. 269), Cet instrument isiste eu <leux auut»aux métalliques, qu'un ressort eu forme pince presse run contre Fautre, et dans chacun di*squels se trou%*e enchâssée une plaque de tourmoihie : chaque plaque peut tourner dans sou anneau» de sorte qu'on peut donner à Tulonté toutes les positions angulaires possibles aux axes des Jeux cristaux biréfringents. On interpose entre les deux mneaux la plaque mince cristallis^V, de spath d'Islande par temple, bxée a un disque de liège que la pression des anneaux maintient entre les tourmalines* On n'a qu'a regarder

alors la lumière du ciel à travers le système des trois la pour apercevoir les anneaux colorés. La lame de tourmal tournée vers le ciel, polarise la lumière des nuées, qui, aj avoir traversé cette première plaque, converge vers Toeil passant par la lame de spath et la seco tourmaline.

Supposons qu'on ait disposé d'abord deux tourmalines de manière que leurs i soient perpendiculaires : le plan primitl polarisation est alors parallèle à la sec principale de la tourmaline qui sert de lariscope. On voit alors une série d'anne concentriques irisés, traversés par une ci noire (Planche VIll, fig. 1). Si Ton fait a tourner le polariscope de 90% les axes tourmalines seront parallèles , et la sec principale du polariscope sera à angle d avec le plan de polarisation. La croix n se trouve alors remplacée par une c blanche, et les anneaux irisés présentent, aux mêmes • tances du centre, des couleurs complémentaires de c( qu'ils affectaient dans la première expérience (Planche A fig. 3). Dans les positions intermédiaires des axes des tt malinos, on passe graduellement de la première apparc à la seconde : si les axes sont inclinés de 45% on obtiei figure 2 de la planche VIII.

Tels sont les phénomènes, quand on se sert de la lura blanche. Si Ton s'était servi de lumière homogène, de lum jaune par exemple, on eût obtenu des anneaux alternat] ment brillants et noirs, traversés par des croix semblabl celles qu'on vient de voir dans les expériences précéder les anneaux brillants étant de couleur jaune. Les anneau: même ordre seraient, si l'on employait les diverses couh du spectre, d'autant plus grands que ces couleurs sont ; réfrangibles. Voilà pourquoi les anneaux sont irisés ave

Fig. 269. — Pince à tourmaline.

lumière blanche, et pourquoi le violet occupe, dans ce cas, lo bord extérieur de chaque anneau dans la première position dupolariscope.

C'est en 1813 que Brewster découvrit les anneaux colorés produits par la lumière polarisée, quand elle vient à traverser, en cofîvergeant, des lames minces de cristaux biréfringents : il les vk d'abord dans le rubis, l'émeraude, la topaze, la glace, le ni^re, et plus tard le docteur Wollaston les observa dans le spath d'Islande. En étudiant ces phénomènes dans les différents substances cristallisées, Brewster arriva à distinguer les taux biréfringents en deux classes, celle des cristaux à un ax^ et celle des cristaux à deux axes. Voici comment : tandis qisdans le rubis, l'émeraude, le spath par exemple, il n'aperçfl qu'un simple système d'anneaux colorés, dans le nitre, la tiipaze, taillés suivant une certaine direction et observés a /iravers la pince à tourmaline, etc., il observa un double ' système d'anneaux, alternativement noirs et brillants, si la lumière polarisée qui les traverse est homogène, et irisés, si cette lumière est blanche. C'est ce phénomène (jui lit découvrir à Brewster les cristaux biréfringents à deux axes.

Pour observer les anneaux dont il s'agit, on taille une lame de nitre par exemple, perpendiculairement à la ligne moyenne desdeux axes, et on l'interpose entre les anneaux de la junce A tourmaline. On aperçoit alors l'une des figures i, fJ et ♦) de la planche VIII. La figure 6 correspond au cas où le ]>lan des axes de la lame de nitre est parallèle au plan primitif de ])olarisation; la figure 4 à celui où ces plans font un angle de t;)**; ^nfin la figure îi représente les anneaux donnés par la position intermédiaire. Au delà de 4;)"* jusqu'à 00**, on retrouve les mêmes apparences, et il en est de même dans chacpie angh* droit, si Ton continue à faire tourner sur elle-niènie la ])la4|ue de nitre. Avec la lumière homogène, on obtient des anneaux alternativement noirs et brillants, ces derniers étant iW la couleur de la source.

Si, en laissant la lame fixe entre les deux tourmalines, on

fait tourner le polariscope ou analyseur, c'est-à-dire la l maline voisine de rœil, les anneaux, sans changer de posi changent peu à peu de couleur, et quand la rotation est di ou de 270°, ces couleurs sont devenues les complément de celles que donnaient les anneaux dans les mêmes posi de la lame : les croix noires ont été remplacées par des i blanches.

Nous nous arrêterons là dans la description des phénom que produit la lumière polarisée, phénomènes des plus î ressauts, etdontl'énumération seule exigerait de longues pi Le but que nous nous sommes proposé en abordant cette p de Toptique est beaucoup plus, nous Tavouons, d'exciti curiosité du lecteur, et de l'engager ainsi à entreprendre étude plus complète, que de lui donner une idée nette causes de ces phénomènes, c'est-à-dire de montrer qi explication reçoivent ceux-ci dans la théorie des ondulât Nous ne pouvons nous empêcher cependant de résume quelques lignes les importants progrès que la théorie a fi sous l'impulsion des découvertes qui se sont succédé si i dément au commencement de notre siècle.

Nous avons vu dans un chapitre précédent que les pb mènes lumineux sont dus au mouvement vibratoire du m élastique qu'on nomme éther. Les phénomènes d*interfén inexplicables dans le système de l'émission, trouvent au traire dans l'hypothèse des ondulations une expUcatioi plus simples et des plus satisfaisantes; mais elles n'appres rien sur le sens dans lequel ont lieu les vibrations de l'é On pouvait supposer avec une égale vraisemblance qu oscillations d'une molécule s'effectuent, soit dans le sei la propagation de la lumière, soit dans une direction parall la surface des ondes, ou perpendiculaire au rayon lumii soit enfin dans une direction quelconque oblique à ce re

Mais en adoptant la première hypothèse, celle qui assi pour ainsi dire les ondes lumineuses aux ondes sonores, il