CHAPITRE XII

POLARISATION ROTATOIRE

Le quartz ou cristal de roche, le cinabre et quelques cristaux d'au Ires systèmes, tels que le chlorate de soude cubique, possèdent la propriété curieuse de faire tourner le plan de polarisation de la lumière. Si on interpose, par exemple, entre deux niçois croisés produisant l’extinction une lame de quartz à faces parallèles entre elles et perpendiculaires à l’axe optique, on voit que la plaque se colore, et, si on emploie de la lumière simple, rouge, si on veut, il faut tourner l’analyseur d’un certain nombre de degrés pour retrouver l’extinction. L’angle de déviation est proportionnel à l’épaisseur. Pour l’épaisseur de 1 millimètre, la rotation est de :

1S°25' pour le rouge rouge à X = 0,000623

24° — jaune moyen 0,000530

30°2' 1/2 — vert bleu 0,000492

34°3i'18 — indigo o, 000459

44°5' — violet extrême 0,000406

On a vu plus haut que, si dans l’équation d’une vibration elliptique on fait 2 tu? =z — ou o— - et w — 45°, la vibration est cir-

culaire ; cela signifie que la composante tangentielle du mouvement est égale à sa composante centripète. Donc, deux mouvements circulaires égaux, mais de sens inverse, ont pour résultante le diamètre TB du cercle perpendiculaire au point de contact T et bissectrice de l’angle TBT' (fig. *64).

Réciproquement, un mouvement vibratoire rectiligne TB équivaut à deux mouvements circulaires égaux, mais inverses, le

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES MINÉRAUX

rayon commun aux deux cercles étant égal à la moitié de la ligne qui mesure le mouvement rectiligne. Dans le quartz, les deux vibrations circulaires se propagent inégalement vite.

Dans le même temps la vibration circulaire qui se propage de gaucbe à droite va-t-elle plus vite que celle qui se propage de droite à gauche? Si une molécule d’éther est entraînée par deux mouvements contraires qui l’amèneraient dans le même temps, l’un en G, l'autre en G', pour avoir sa position à un moment donné, elle parvient en D milieu en CC'; il faut mener les droites CB', C'B', la bissectrice B'D de l’angle CB'C'; D est la position de la molécule à ce moment ; elle est donc portée réellement en D (fig.

1 65) ; mais le mouvement rectiligne primitif BB' est devenu B'D ; il y a eu déviation du mouvement vibratoire; l’angle qui mesure cette déviation estDoC = 2DB'B. C’est cet angle DoB qui est de d8°25 pour le rouge, de 44°5' pour le violet extrême dans une plaque de quartz de î millimètre d’épaisseur.

Dans une plaque de 5 millimètres d’épaisseur, A o étant la section d’un des niçois AoR = 9o°5' déviation du rouge , AoJm,

AoVô:, A oYjoiet sont les déviations de 120° pour le jaune moyen, 1720 pour l’indigo,

2220 pour le violet (fig. 166).

Si on opère en lumière rouge, le plan de polarisation est en oR ; il faut tourner de 9o°5' pour obtenir l’extinction. Si on opère en lumière blanche, entre deux niçois croisés, d’abord on voit des anneaux irisés entourant une plage colorée ; si on tourne l’analyseur de 90° vers la droite, le rouge est éteint, la plage centrale est colorée par le mélange des couleurs non éteintes ; quand la section oA de l’analyseur est à 120° de sa position primitive, c’est le jaune moyen, c’est-à-dire la couleur la plus brillante, qui dispa-

POLARISATION ROTATOIRE

raît, et le mélange prend une couleur lie de vin, bleuâtre, qu’on appelle teinte sensible. En déplaçant légèrement la section de l’analyseur vers la droite, la plaque devient rouge, et l’on dit que Je quartz est dextrogyre. On reconnaîtrait un cristal lévogyre à ce caractère que, après avoir amené la section oA vers la gauche dans la position où l’on observe la teinte sensible, il faudrait la tourner légèrement vers la gauche pour faire virer la plaque au rouge.

Lorsqu’on superpose deux plaques de quartz de même épaisseur, mais de rotations inverses, on voit les branches de la croix noire réapparaître, mais tordues, en forme de spirales, qu’on nomme spirales d’Airy. Ces courbes s'enroulent de gauche à droite, lorsque le cristal lévogyre est placé sur le dextrogyre et vice versa.

Le cinabre présente u:i pouvoir rotatoire quarante fois plus grand que celui du quartz, d’après M. Des Cloizeaux.

L’observation de ce phénomène avait amené Fresnel à penser que le quartz possède une double réfraction suivant son axe. Il avait basé cette hypothèse sur une expérience ingénieuse, décrite dans les traités de physique. Mallard a supposé que le quartz est composé de paquets de lames orthorhombiques empilés de façon à avoir leurs axes tournés Lun par rapport à l’autre d’un même angle toujours dans le même sens. Nous ne pourrions ici discuter cette question utilement pour des applications aux recherches pétrographiques ; car, dans les sections minces, on ne peut plus distinguer la polarisation rotatoire.