DE LA LUMIÈRE POURISÉE

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

Diverses parties tTun 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 distingue surtout l'axe optique et la section principale.

Axe optique. — Quoique le spnth d'Islande présente au plus haut degré le phénomène de la double rérraction, 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 ia ligne qui

joint les deux angles liièJrcs oblus du rhomboïde de spath. Elle est représentée par la ligne ab dans la ligure, 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 cette ligne, on aura un rhomboïde tronqué (fig. 211) taillé perpendiculairement à l'axe, dans lequel les faces de troncature m rt, m' n', seront nécessairement parallèles. Or, si on suppose un rayon tombant perpendiculairement sur la face iim, il pénétrera suivant l'axe 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 a b, et qui est perpendiculaire à la face du cristal par laquelle la lumière

494 POLARISEURS, ANALYSEURS.

entre. Dans le rhomboèdre de la figure 210, la section principale est représentée par le plan adcb ; dans le rhomboïde tronqué delà 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 rayon incident ne pénètre pas suivant Taxe optique du cristal biréfringent, la réfraction est double, c'est-à-dire qu'il y a deux rayons réfractés : 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 quartz, c'est le rayon extraordinaire qui est le plus fortement dévié.

Polar isextrs. 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 seiTir 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 fragmenb de spath assez épais et assez purs pour opérer cette séparation d'une manière complèle. 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 :

l*' Prisme biréfringent, — On taille un fragment 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 réfractant 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, k^ deux rayons émergents sont séparés et achromatisés, tout en con*

PftlSHE DE NICKOL. 49&

serrant la polarisation qu'ils ont acquise dans leur passage à Iravers le spaîh.

Si l'on fait tombernormalement un rayon de lumière naturelle 1 0 sur la iace d b du prisme de verre A, il pénètre sans déviation jusqu'à la face d a, où il rencontre le prisme de spath S. Là, il se subdivise en donnant un rayon ordinaire roo', et un rayon extraordinaire ree'. Ces rayons sont tous deux polarisés, comme nous l'avons dit, mais dans des plans rectangulaires. Â l'aide d'un diaphragme, on intercepte le rayon re, et l'on ne conserve que le rayon ro qui est polarisé dans le plan de la section principale, c'esl-à-dire dans un plan perpendiculaire à la face d'incidence et parallèle aux arêtes du prisme.

Un appareil semblable, fixé à l'extrémité d'un tube de cuivre,

FiG. 21!. — fcitaie de epatli acliromatité dans sa monture.

dans l'axe duquel on a dirigé le rayon ro, présente tous tes caractères d'un véritable analyseur. En elTet, si l'on tourne le tube sur liii-niênie autour de son axe, on trouve» pendant une révolution complète, quatre positions rectangulaires pour lesquelles on n'aperçoit qu'une seule image. L'image ordinaire disparait toutes les fois que le plan de polarisation coïncide avec la section principale. Dans toutes les autres positions que preud le prisme biréfringent, rintensité relative des images varie. Il est donc facile de déterminer la direction du plan de polarisation dans le rayon observé, puisqu'il suffit de chercher la position de la sr^ction principale du prisme, pour laquelle le faisceau incident étant normal, l'image extraordinaire se trouve complètement éleintc.

3* Prisme de Nickol. — On appelle ainsi un prisme de spatli auquel on a donné une dii^posilion spéciale qui le rend cxti'émcment précieux, soit comme polariscur, soit cfiramc analyseur. Le

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, et 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 intcimédiaire entre l'indice ordinaire et Tindice 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. 513. — Prisme de Nickol dans sa monture.

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

La figure 213 montre la mardi » des rayons, ordinaire et extraordinaire, dans le prisme de Nickol. Celui-ci est représenté dans sa monture en d b 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 monture. Le second, qui est le rayon extraordinaire, continue su route en traversant la seconde moitié du Nickol, et donne un rayon émergent e' ï parallèle à S 1. La position du plan de polarisation dee' ï est celle