MÉMOIRES SUR LA POLARISATION CIRCULAIRE MAGNÉTIQUE

Premier Mémoire.

(Thèse présentée à la Faculté des Sciences de Paris, 1847.)

La plupart des corps transparents acquièrent sous l’action des électroaimants la propriété de dévier le plan de polarisation de la lumière qui les traverse : tel est le phenomene fondamental découvert par M. Faraday, à la fin de 1845. Ma Thèse, publiée moins de deux ans après, est donc un des premiers travaux qui aient été faits sur ce sujet; elle a été analysée avec détails dans le Rapport de M. Müller sur les progrès de l’électricité, Les points principaux qu’on y a remarqués sont les suivants ;

Au lieu de mesurer la rotation simple du plan de polarisation pro-

duite par le passage du courant, j’ai introduit l’usage de mesurer la rotation totale, que l’on obtient en renversant les pôles de l’électroaimant, et de cette manière, non-seulement j’ai observé des rotations deux fois plus considérables, mais surtout je me suis mis à l’abri de l’erreur provenant d’une mauvaise détermination du zéro.

M. Faraday avait posé la loi du phénomène et l’avait démontrée dans un certain nombre de cas : je l’ai vérifiée pour toutes les positions que l’on peut donner au corps transparent, et j’ai montré comment elle se rattachait aux idées de Fresnel sur la polarisation rotatoire.

L’appareil de Norremberg appliqué à l’étude de la rotation m’a conduit à plusieurs expériences intéressantes. La rotation a été doublée par le double passage de la lumière à travers le corps magnétisé. J’ai pu observer l’effet produit dans l’axe d’un électro-aimant qui n’était pas percé pour laisser passer le rayon lumineux et la manière singulière dont varie la rotation sur la tranche de cet électro-aimant. Enfin j’ai pu constater très-simplement la rotation produite par le quartz, rotation déjà affirmée par M. Ed. Becquerel, mais contestée par M. Faraday.

On trouve encore dans ma Thèse une autre expérience nouvelle, mais dont l’idée appartient à M. Pouillet. Elle consiste à multiplier la rotation produite par une substance, en la disposant dans les intervalles d’une pile de quatre petites bobines.

Mes recherches sur la rotation dans les liquides m’ont conduit à plusieurs résultats nouveaux. J’ai constaté un pouvoir très-énergique dans certains liquides anhydres, tels que le biehlorure d’étain et le sulfure de carbone. J’ai montré que dans les dissolutions aqueuses, l’effet observé ne pouvait pas être attribué à l’eau seule, comme le pensait M. Faraday, puisque cet effet variait avec le degré de concentration de la dissolution. J’ai remarqué qu’en général la dissolution d’un sel dans l’eau augmentait le pouvoir rotatoire de celle-ci ; mais j'ai signalé deux selp qui, au contraire, le diminuent : ce sont le nitrate d’ammoniaque et le sulfate de fer. Avec un peu plus de perspicacité, j’aurais pu conclure de là que certains corps, tels que les sels de fer, reçoivent du magnétisme une action de signe contraire à celle de l’eau. Mais cette déduction m’a échappé, et j’ai touché ainsi sans le savoir à la belle découverte faite plus tard par M. Verdet.

Deuxième Mémoire.

(Annales de Chimie et de Physique, 3' série, t. XXIII, p. 5.)

Quand les deux pôles en regard d’un électro-aimant sont terminés par de larges armatures, l’espace cylindrique compris entre ces armatures forme ce que M. Faraday appelle un champ magnétique, caractérisé par cette propriété, que l’intensité magnétique y est la même partout, au moins dans tous les points qui ne sont pas trop voisins des limites. Il résulte évidemment de cette définition du champ, que la rotation magnétique produite sur un corps quelconque placé dans son intérieur doit être indépendante de sa position, et proportionnelle à son épaisseur, et c’est en effet ce qu’avait constaté M. Faraday. Mais on voit aussi que la rotation observée dans ce cas est un minimum. Dans les appareils ordinaires oü l’action magnétique, au lieu d’être disséminée dans un espace étendu, est au contraire concentrée sur une direction unique, au moyen d'armatures coniques, la rotation est plus énergique et doit suivre des lois différentes. Ce sont ces lois relatives aux conditions habituelles dans lesquelles se font les expériences, que je me suis proposé de déterminer dans mon second Mémoire.

Mes expériences ont été faites avec le grand appareil de l’École Normale, le premier que M. Ruhmkorff ait construit dans ces dimensions et qui a servi de modèle à tous les autres.

J’ai commencé par démontrer que chaque couche du corps magnétisé agit comme si elle était seule, et que par conséquent la rotation produite par un corps est la somme des rotations que produiraient isolément toutes les couches de ce corps. J’ai ensuite examiné successivement l’action d’un seul pôle, et celle des deux pôles réunis dé mon appareil.

Dans le premier cas, la distance du corps transparent à l’électroaimant croissant en progression arithmétique, la rotation décroît en progression géométrique. On en conclut que l’action d’un pôle sur une couche d’un millimètre située h une distance x peut être représentée par Ar*, et que par conséquent l’action de ce pôle sur un corps d’épaisseur e, dont la première couche est à la distance x du pôle, est

donnée par la formule

Dans le second cas, les deux pôles en présence réagissant l’un sur l’autre suivant une loi qui dépend de leur distance, il importe de maintenir cette distance constante. En la représentant par d, l’action des deux pôles réunis sur un corps d’épaisseur e situé à une distance x de l’un des pôles se déduit de la loi précédente et s’exprime par la

Le coefficient A ne dépend plusque de l'intensité magnétique de l’électro-aimant et de la nature du corps soumis à son influence. Il varie de la même manière avec l’intensité magnétique pour tous les corps, car le rapport des valeurs de ce coefficient pour deux corps différents est indépendant de l’énergie de l’électro-aimant. Voilà pourquoi je l’ai appelé le coefficient de polarisation rotatoire magnétique; j’ai donné à la fin de mon travail un tableau de ces coefficients rapportés à celui du flint Faraday pris pour unité.

Troisième Mémoire.

(Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, t. XXVIII, p. 5oo [1848].)

Je m’étais proposé, dans ce Mémoire, de chercher comment varie le pouvoir rotatoire magnétique avec l’intensité du courant, et d’étudier cette rotation dans les verres trempés et dans les parallélipipèdes de

lectro-aimant; mais mes expériences n’étaient pas assez précises pour autoriser cette conclusion, qui plus tard ressortit d’une manière trèsnette des travaux dé M. Verdet.

2 ? Les verres peu trempés avaient été observés par tous les expérimentateurs. car il est difficile de trouver des verres qui n’aient absolument aucune trempe. Dans ce cas, les lignes noires que l’on aperçoit dans le champ de la vision servent de points de repère pour déterminer la rotation, qui paraît tout à fait indépendante de la trempe. Mais quand le changement moléculaire est plus considérable, quand il produit dans la lumière polarisée, non-seulement des lignes noires, mais des couleurs, comme celles qu’on observe dans les verres trempés artificiellement, ou chauffés, ou comprimés, le pouvoir rotatoire magnétique de ces verres devient complètement insensible. Ce résultat négatif peut être expliqué de deux manières. On peut dire que la rotation existe, mais qu’elle est trop faible pour être appréciable, et en effet il faut, pour observer un changement notable dans les couleurs du verre trempé, donner au plan de polarisation une rotation plus grande que celle qui peut lui être imprimée par l’électro-aimant. On peut dire aussi que la trempe, la compression, réchauffement donnent aux verres une constitution moléculaire analogue à celle des corps cristallisés, dont le pouvoir rotatoire magnétique est ou nul ou très-faible.

3° Cette hypothèse m’a suggéré l’idée d’étudier un autre cas, dans lequel le verre agit sur la lumière à la manière des corps cristallisés : c’est le cas des parallélipipèdes de Fresnel. Dans un seul parallélipipède, la polarisation circulaire magnétique n’est pas détruite par les deux réflexions totales que la lumière y subit; mais elle est très-affaiblie, et il est impossible de la mesurer. Dans le système des deux parallélipipèdes, la polarisation circulaire magnétique est complètement détruite. Le courant produit alors un tout autre effet qu’une rotation du plan de polarisation : suivant le sens et suivant l’azimut, il augmente ou il diminue la dépolarisation partielle due à la réflexion totale.

Ces expériences sur les parallélipipèdes sont restées jusqu’ici sans explication. J’ai dû malheureusement les interrompre lors de mon départ pour Strasbourg, où je n’ai plus trouvé d’appareil pour les continuer. Mais je viens de les reprendre, et j’espère être bientôt en possession de la théorie de ces curieux phénomènes.