DE LA LUMIÈRE POLARISÉE

làtif de chacun d'eux varie selon la position que présente le second spath par rapport au premier.

Diverses parties d'un cristal biréfringent. Spath d'Islande, — L'emploi fréquent que l'on fait des cristaux biréfringents dans les appareils de polarisation nous engage à rappeler ici les diverses parties qui les composent. Nous parlerons en particulier du spath d'Islande qui est le plus important à connaître.

Le spath d'Islande (fig. 210) cristallise en rhomboïdes, dont les angles obtus sont de 105'» 5' et les angles aigus de 74" 55'. On dislingue surtout l'axe optique et la section principale.

Axe optique, — Quoique le spath d'Islande présente au plus haut degré le phénomène de la double réfraction, il y a une direction suivant laquelle la réfraction est simple : c'est la direction de l'axe optique. On désigne sous le nom d'axe optique !a ligne qui

Fig. 210. — Rhomboïde de spal!» Fie. 211. — Spath d'Islande, Uillé

d'Islande. perpendiculairement à Taxe.

joint les deux angles trièdres obtus du rhomboïde de spath. Elle est représentée par la ligne ab dans la figure, et elle offre ce caractère que tout est symétrique autour d'elle. Supposons qu'on taille le cristal à ses deux extrémités suivant un plan perpendiculaire à celte ligne, on aura un rhomboïde tronqué (fig. 2H) taillé perpendiculairement à l'axe, dans lequel les faces de troncature m n, m' n\ seront nécessairement parallèles. Or, si on suppose un rayon tombant perpendiculairement sur la face mn, il pénétrera suivant Taxe optique ab, ou suivant une direction parallèle à cet axe, et n'éprouvera pas de bifurcation. Dans cette condition, la double réfraction sera annulée; la réfraction sera simple.

Section principale. — Par section principale d'un spath, on entend la section ou le plan qui comprend l'axe optique ab, et qui est perpendiculaire à la face du cristal par laquelle la lumière

494 POLARISEURS, AiNALYSEURS.

eatre. Dans le rhomboèdre de la figure 310, la section principale est représentée par le plan adcb ; dans le rhomboïde tronqué de là figure 211, il y a, en réalité, autant de sections principales que Ton peut concevoir de plans normaux à la face mn.

Rayon ordinaire. Rayon extraordinaire. — Quand le rayoB incident ne pénètre pas suivant l'axe optique du cristal biréfrin* gent, la réfraction est double, c'est-à-dire qu'il y a deux rayons réfiractés : l'un qui suit les lois de Descartes et qu'on appelle rayon ordinaire; l'autre qui n'est pas soumis à ces lois, et qu'on appelle rayon extraordinaire. Ces deux rayons ont des indices différents : dans certains cristaux, tels que le spath d'Islande, la tourmaline, c'est le rayon ordinaire qui a l'indice le plus fort ; dans d'autres, tels que le quai*tz, c'est le rayon extraordinaire qui est le plus fortement dévié.

Polariseurs. Analyseurs. — On donne le nom de polariseurs aux appareils qui sei^ent à polariser la* lumière, et on appelle analyseurs ceux qui permettent de reconnaître les modifications qu'elle éprouve dans le plan de sa polarisation. Ce sont, en général, les mêmes appareils que l'on emploie pour ce double objet.

Un rhomboïde de spath, par exemple, peut sei'vir à la fois de polariseur ou d'analyseur, suivant la position qu'on lui donne dans le tube de l'appareil d'optique. Mais il est nécessaire de séparer les deux rayons réfractés, et on trouve rarement des fragments de spath assez épais et assez purs pour opérer cette séparation d'une manière complète. On y remédie en donnant au rhomboïde la forme d'un prisme. Le spalh, employé soit comme polariseur, soit comme analyseur, présente deux dispositions distinctes :

1* Prisme biréfringent. — On taille un û^agment de spalh sous la forme d'un prisme triangulaire, en ayant soin que les arêtes de ce prisme soient parallèles à l'axe optique du cristal, et on accole à l'une des faces un prisme de verre d'un angle tel, qu'en réfrac* tant la lumière en sens contraire du spath il détruise à peu près complètement l'effet de la dispersion. On a alors un système biréfringent dcba (fig. 212) que l'on peut enchâsser dans une monture métallique, noircie intérieurement. Dans un pareil système, les deux rayons émergents sont séparés et achromatisés, tout en cou'^

PRISIIE DE NJ€KOL.

s^nranl la polarisation qu'ils ont acquise dans leur passage à tra* vers le spath.

Si Ton fait tomber normalemeat un rayon de lumière naturelle 1 0 sur la faice dbàn prisme de verre A, il pénètre sans déviation jusqu'à la faee d a, où il rencontre le prisme de spath S. Là, il se subdivise en donnant un rayon ordinaire roo'y et un rayon extraordinaire ree'. Ces rayons sont tous deux polarisés, comme nous FavoQS dit, mais dans des plans rectangulaires. Â l'aide d'un diaphragme, on intercepte le rayon rcj et l'on ne conserve que le rayon ro qui est polarisé dans le plan de la section principale, c*esi-à-dîre dans un plan perpendiculaire à la bee d'incidence et parallèle aux arêtes du prisme.

Un ai^areil semblable, fixé à l'extrémité d^un tube de cuivre,

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FiG. 212. — Prisme de spath achromatisé dans sa monture.

dans Taxe duquel on a dirigé le rayon ro^ présente tous les caractères d'un véritable analyseur. En effet, si l'on tourne le tube sur lui-même autour de son axe, on trouve, pendant une ré\'olution complète, quatre positions rectangulaires pour lesquelles on n'apergoit qu'une seule image. L'image ordinaire disparaît toutes les fois que le plan de polarisation coïncide avec la section principale. Dans toutes les autres positions que prend le prisme biréfringent, l'intensité relative des images varie. Il est donc facile de déterminer la direction du plan de polarisation dans le rayon (d)servé, puisqu'il suffit de chercher la position de la section principale du prisme, pour laquelle le faisceau incident étant normal, l'image extraordinaire se trouve complètement éteinte.

2* Prisme de Nickel, — On appelle ainsi un prisme de spath auquel on a donné une disposition spéciale qui le rend extrêmement précieux, soit comme polariseur, soit comme analyseur. Le

im PRISME DE NIGKOL.

prisme de Nickol offre, en effet, le double avantage de polariser complètement la lumière, et de ne transmettre qu'un seul rayon polarisé dans la direction de son axe.

On prend un rhomboïde de spath ayant 20 à 30 millimètres de longueur sur une largeur de 8 à 9 millimètres; on le scie en deux suivant un plan perpendiculaire à la section principale, ejL on réunit ensuite les deux moitiés en plaçant entre elles une couche mince de baume de Canada. L'indice de réfraction de cette substance étant intermédiaire entre l'indice ordinaire et l'indice extraordinaire du spath, il arrive qu'à partir d'une certaine incidence le rayon ordinaire éprouve la réflexion totale, alors que le rayon extraordinaire est librement et complètement transmis. On donne à la coupe faite dans le cristal une direction telle que cette condition se trouve remplie par les rayons qui tombent sous des

FiG. 213. — Prisme de Nickol dans sa monlure.

incidences voisines de la normale, et l'on noircit les faces latérales pour éviter les réflexions intérieures.

La figure 213 montre la marcho des rayons, ordinaire et extraordinaire, dans le prisme de Nickol. Celui-ci est représenté dans sa monture en d 6 c a, et c'est suivant sa diagonale d a que les deux moitiés ont été réunies à l'aide du baume de Canada. Soit un rayon de lumière naturelle S I, tombant sur la face b a sous une incidence voisine de l'incidence normale : il se bifurque et donne naissance à deux rayons 1 0 et I e. Le premier, qui est le rayon ordinaire, éprouve la réflexion totale en 0, émerge du spath en S', et va se perdre dans la face noircie de la monlure. Le second, qui est le rayon extraordinaire, continue sa route en traversant la seconde moitié du Nickol, et donne un rayon émergent e' V parallèle à S I. La position du plan de polarisation de e' l est celle

ACTION DE CERTAINES SUBSTANCES. -i97

que prend la section principale de l'analyseur, quand le rayon é \ présente son minimum d'intensité.

Foucault a modifié d'une façon très-heureuse le prisme de Nickol, en remplaçant la couche de baume de Canada par une simple lame d'air. La valeur de l'angle d'incidence pour laquelle le phénomène de la réflexion totale se produit est moindre quand les rayons arrivent sur une lame d'air que lorsqu'ils tombent sur une couche de baume de Canada, ce qui permet de diminuer la longueur du prisme par rapport à sa largeur. Il est ainsi plus facile d'obtenir des appareils propres à polariser de larges faisceaux de lumière naturelle ; mais les incidences sous lesquelles la réflexion du rayon ordinaire est totale sont resserrées entre des limites beaucoup plus étroites que lorsqu'on conserve la couche de baume de Canada, interposée entre les deux prismes.

Action de certaines substances sur la lumière polarisée. — Un grand nombre de substances, appartenant surtout au règne organique, telles que les sucres, les huiles volatiles, les alcaloïdes (1), possèdent la propriété, quand elles sont traversées par un rayon de lumière polarisée dans un certain plan, de modifier la direction de ce plan, en le laisant tourner soit à droite, soit à gauche, d'une quantité qui varie selon la nature de la substance examinée. Le sens et l'énergie de la déviation produite constituent, pour le pharmacien, un des meilleurs moyens d'analyse dont il puisse disposer.

La quatrième section du chapitre IV comprendra cinq manipulations distinctes, basées toutes sur l'emploi et les applications pratiques de la lumière polarisée :

La première aura pour objet la mesure du pouvoir rotatoire des substances actives ;

Les quatre autres porteront sur la recherche de la matière sucrée : 1" dans une solution simple de sucre de canne ; 2* dans la mélasse et dans l'urine des diabétiques ; 3"" dans le miel ; 4° dans le lait.

(1) Pendant longtemps le quarU ou cristal de roche a été considéré comme la seule substance inorganique jouissant du pouvoir rotatoire. Mais, dans ces derniers temps, le même caractère a été retrouvé avec une énergie différente, il est vrai, dans d'autres sels minéraux, tels que le chlorate et le bromate de soude, Tacétate d'urane et de soude (Marbach, 1854), et le cinabre (Des Cloiseaux, 1857).

BUIGNET.

498 POUVOIU ROTATOIKE