BB£W8TE1L

Jusqu'ici on avait regardé, et non sans raison » comme' mauvais remploi dans le microscope dea prismes de Nicol on des rbombes de tpith d'Islande les mieux taillés. Il faut reconnaître cependant que, lorsqu'il s'agit d'qn objet doublement réfringent » 'ces appareils de {X)lari8ation peuvent rendre detrès*grands services.

Supposons , par exemple, que nous prenions une graine de coU^

ma grandiflord, laquelle, semée dans l'eau , fait germer des cen*

taipes de fibres spiraliformes ; si l'on place ces spirales entre deux

plaques de verre, dans de Tboile de castoréuin, qui a sensiblement

I la même pouvoir réfringent, on les verra assez distiociement sans le

I secours des appareils de polarisation. Uals si nous ajonlons nn prisme

4440 POLARISATIOIf DE LA LUMIÈRE.

de Nicol ou un prisme biréfringent, l'image est incomparablement plus nette , pins distincte, plus belle ; elle se dessine très-tranchée sur un fonds de lumière polarisée éteinte. La cause de la différence, c'est que dans le second cas il n'y a plus d'ombres de diffraction et que la diffraction est le grand obstacle à la netteté de la vision dans les microscopes. Les instruments de polarisation aussi écarteraient la lamière irrégulièrement réfractée par la transmission à travers le liquide dans lequel se place l'objet microscopique délivré d'un obstacle grave à la perfection de la vision.

Nous avons inséré celte note par respect pour sir David Brewster, mais nous ferons remarquer que M. Talbot a signalé il y a longtemps, dans un très-bon mémoire, l'avantage qu'il y h ë éclairer les objets microscopiques avec la lumière polarisée. M. Talbot est vraiment malheureux! tout le monde le pille et lui accorde leshonnears du commentaire sans daigner le nommer ou lui crier gare.

Sur la polarisation elliptique de la lumière et la réflexion à la surface des métaux, par M. POWELL.

Dans ce mémoire, M. Powell examine les changements et variations de quantité , de nature ou de caractères, que subit la polarisation elliptique de la lumière réfléchie par une grande série de surfaces métalliques, de pierres précieuses et de minéraux.

11 établit avec le plus grand soin une formule plus générale qne toutes les formules connues, et qui représente le phénomène des anneaux vus dans de la lumière à tous les degrés d'ellipticité, et pour toutes les positions du polarisateur et de l'analyseur.

Nous ne rappellerons pas ici cette formule énorme qui détermine l'intensité I de l'un quelconque des anneaux, en fonction des amplitudes a et 6 des vibrations composantes, du retard p causé par laré* flexion à la surface du métal, du retard B causé par le cristal, de l'inclinaison ^ du plan de polarisation sur la surface réfléchissante et de l'inclinaison ^ du rayon réfléchi sur le plan de l'analyseur. Bientôt, nous l'espérons, M. Caucby aura déduit de sa belle et féconde théorie des formules plus simples et plus générales encore.

M. Pov^cll nous assure que sa formule explique parfaitement tontes les formes et particularités des anneaux, quel que soit le degré d'el-

PÔURISÂTiON ELLIPTIQUE. 1441

lipticité de la lamière polarisée et l'inclinaison du raymi indâenf. II est un cas particulier très-remarquable, celui qui se présente lorsque l'analyseur étant à U^"" du plan de réflexion , les anneaux apparaissent comme brisés ou disloqués, ainsi que le représente la figure

ci-jointe , et qu'une double «mbre assez épaisse apparaît à l'une des extrémités de chaque quadrant , au lieu de se réunir pour former un anneau central noir. Cette particulariié rapproche la lumière elHptiqueinent pdarisée de la lumière polarisée rectilignement et la distingue de la polarisation circulaire.

M. Powell, s'aidant du rbombe de Fresnel, a pris un grand nombre de mesures relatives au degré d'ellipticité communiqué à la lumière polarisée par un certain nombre de métaux, d'oxydes, etc. Il a comparé ses résultats avec ceux obtenus par sir David Brewster sur la restauration du plan de polarisation après plusieurs réflexions sur une surface métallique*

Fresnel a déterminé les lois du changement du plan de polarisation dû à la réflexion sur les surfaces transparentes à différentes incidences: M. Powell affirme que l'on n'a pas encore déduit de la théorie la formule correspondante pour les corps opaques ou la réflexion

métallique ; c'est une erreur : M. Gauchy a résoki complètement ce difficile et grand problème , et les résultats qu*il a obtenus représentent parfaitement les phénomènes observés par M. Brewsten M. PowelL de son côté, dans les mesures qu'il a prises sur différents métaux, à déterminé la position du plan virtuel, ou l'azimut de l'analyseur qui restaure le système d'anneaux elliptiques analogue à l'azimut de restauration du plan de polarisation de la lumière rectilignement polarisée , dans des circonstances semblables.

Feu M. Mac-GuUagh a déduit de certaines analogies mathématiques une formule empirique qui donne la Tariation du plan de polarisation, et qui, dans le cas de l'acier, s'accorde assez bien avec Texpérience. Partant do cette loi , et introduisant dans ses propres formules les nombres donnés par M. Mac-Gullagh, M. Powell retrouve d'une manière assez satisfaisante les résultats de ses propres expériences. »

Dans un post-scriptum, M. Powell annonce que la réflexion sor une solution d'encre de Qhine lui a donné de la lumière elliptiquement polarisée ; c'est un fait digne d'attention, car l'encre de Ghioe est une substance non métallique.

Jusqu'ici la polarisation elliptique n'avait été observée que surdes surfaces métalliques pures et sur trois composés métalliques: le sulfure de plomb, la pyrite et le cobalt arsenical. M. Povrell a reconnu cette même propriété dans un grand nombre de composés : la litharge, le sulfate de cuivre, les minerais de cuivre diversement nnaates de 111e d'Elbe, l'antimoine arsenical, le fer sulfaté, l'hématite •brune, l'oligiste hexagonal, la plombagine, qui contient tout au plas cinq pour cent de fer, etc., etc. Il a constaté que cette même polarisation elliptique ne s'observe pas dans d'autres composés métalliques où l'on devait s'attendre à la rencontrer.

M. Dale, comme noua l'avons vu, a grandement accru la liste des substances qui donnent la pdàrisation elliptique.

Sur une notweUe théorie de la polarisation de la lumière^ par M. Ghailis.

Dans cette théorie, l'éther est considéré comme une substance fluide contiQue, et traité mathématiquement d'après les principes de

Hydrodynamique. Partant d'une nouvelle équation générale do moufement des fluides, l'auteur montre qu'un filet fluide peut continuer ï être en mouvement sans s'étendre latéralement; et que le mouve* nent peut se propager uniformément sur la longueur du filet, pourvu qu'il cc»siste en vibrations partie longitudinales et partie transversales, suivant la loi des sinus. Un pareil filet en mouvement est supposé représenter un rayon de lumière. La sensation de la lumière est doe aux vibrations transversales. Dans un rayon de lumière ordi^* mire, le mouvement transversal s'opère dans des plans qui passent par Taxe du rayon, et est le même suivant toutes les directions, k partir de l'axe; dans un rayon polarisé dans un plan, le mouvement transversal a lieu dans des plans qui ne passent pas par l'axe , et dans on rayon polarisé elliptiquement, les vibrations transversales sont elliptiques.

M. Ghallis a étendu sa théorie aux phénomèh^s de la double réfraetton, par une méthode qui suppose une nouvelle théorie de la dispersion de la lumière; Il trouve que ta surface d'élasticité est celle d'un ellipsoïde, ce qui n'est pas d'accord avec la théorie de Fresnd sar la double réfraction. L'équation de la surface de l'onde est toutefois la même que dans cette théorie.

Le monde savant ne paraît pas attacher une grande confiance aux recherches théoriques de M. Ghallis. Cette défiance universelle nous dispense de tout commentaire.

Nous avons cette fois à analyser quelques recherches vraiment tN-iginales et curieuses.

iSur un nouveau cas éPinterférence de la lumière^ par le rév. Baden Powell.

Voici l'expérience fondamentite :

Dans un prisme creux, ou mieux dans une auge de verre , contenant un liquide très-réfringent et très-dispersif , Thuile de sassafras, d'anis ou de cassis, par exemple, on introduit une jdaque de verre dont le bord inférieur soit parallèle à l'arête du prisme , qui divise à

Dtgitized

1444 INTEBFÉBfiNCES DB LA LUMIERE,

peu près en deux parties égaks l'angle du prisme , et qui s'éteode ▼ers la moitié supérieure du liquide , sans intercepter la moitié inférieure plus mince : fig. 1. Si maintenant la lumière arrive par une fente horizontale étroite , le spectre formé apparaîtra croisé par nn certain nombre de bandes sombres parallèles à la fente et à Taréte do prisme*

M. Baden Powell a essayé des combinaisons diverses d'builei ou d'autres milieux avec des plaques de verre et antres sobstancei transparentes de diverses épaisseurs. Chacune de ces combinaisons donne naissance à des particularités distinctes. Quelquefois les bandes sont sensiblement équidistantes, quelquefois elles étaient plus serrées et plos fines vers une des extrémités du spectre; dans beaucoup de cas elles s'étendaient sur toute la longueur du spectre. Dans quelques cas elles manquaient sur certains points.

Avec une même huile, un même milieu , si la plaque excède une certaine épaisseur, les bandes deviennent trop nombreuses et trop fines pour pouvoir être aperçues : si l'épaisseur est trop petite, les bandes sont en petit nombre, larges et faibles : pour des épaisseurs intermédiaires elles apparaissent plos vives et plus distinctes.

Avec des plaques et des milieux de pouvoirs réfringents et disperslfs différents , et d'épaisseurs diverses, le nombre et la netteté des bandes varient considérablement» ainsi que les limites de leur visibilité, d'une manière dépendante à la fois et de l'épaisseur et da rapport des pouvoirs réfringents, mais ces variations ne peuvent pas être formulées suivant une toi simple.

Il n'est pas nécessaire que la plaque soit précisément dans nne position verticale ; elle peut être inclinée d'un côté ou de l'autre et toucher même l'une des faces prismatiques, comme ou le voit

HfTEBFéRCNCES DE LA LUMIERE. 1445

âg. 2 et 8; les bmdes ne cessent pas ponr cela d'apparaître, mais elles s'abaissent un peu et sont peut-écre moins vives.

Certaines combinaisons d'un milieu et d'une plaque, une plaqne de verre, par exemple, avec de l'huile de térébenthine, de l'eau d'angéliqne ou de l'eau pure » ne donnent pas de bandes quand on conserve les arrangements primitife de M. Powell. Mais M. Slokes a proové par des considérations théoriques que l'on peut obtenir dans ce cas des bandes par une disposition inverse , qui consiste à intercepter la portion la plus mince du prisme , en laissant passer h Inmière à travers la partie supérieure ou plus épaisse : ce que l'on fait fig. 4 , en arrêunt la lumière au bas de l'appareil par un petit écran. M. Powell s'est assuré que cette disposition donnait réellement naissance à des bandes.

Pour bien voir les bandes dans tous les cas, surtout vers l'extrémité ▼iolette du spectre, il faut se servir d'une forte lumière. M. Powell employait ordinairement la lumière directe du soleil adoucie par un ▼erre bleu , ou du moins la lumière d'une partie très-brillante du ciel dans le voisinage du soleil, projetée par le porte-lumière. Qaoique le plus souvent il ftt usage d'un petite lunette, les bandes les plus larges et les plus vives se montraient à l'œil nu, même quand on n'avait f-ecours qu'à la lumière d'une lampe; mais dans ce cas il &Qt renoncer I voir les raies plus fines.

Quand, au lieu de plaques de verre, on place sur le trajet du rayon des plaques de substances cristallisées, on voit nattre de nouveaux phénomènes. Une plaque de spath d'Islande obtenue par un clivage natorel , jointe à l'huile de cassia, donne deux couches distinctes de bandes, les unes plus fines et plus serrées, les autres plus épaisses

•t plas rares ; on voit au delà da milieu du spectre ces deux systimes de bandes neltement superposés.

Si on les examine avec un prisme de Nicol, chacun des deux groupes disparaît alternativement, en laissant l'autre visible pendant un quart de révolution de l'analyseur ; ce qui prouve que ces bandes sont dues à des faisceaux polarisés en sens contraires on à angle droit. Il est facile de s'assurer que les bandes plos fines appartiennent au rayon extraordinaire» les bandes plus larges au rayon (M-dinaire.

Une plaque de quartz perpendiculaire à l'axe donne, avec llmile de sassafras, des bandes distinctes qui sont composées encore de deux groupes très- voisins et presque coïncidents. Si kl plaque est inclinée comme le montre la fig. 2, l'extrême rapprochement des espaces s ombres et clairs fait naître sur divers points du spectre des lignes ou bandes très-fixes. Dans ce cas, les deux faisceaux dévient assez de l'axe pour devenir de la lumière rectilignement polarisée , et le prisme de Nicol, en rencontrant alternativement chacune de ces batfdes, de quart de cercle en quart de cercle, les rend distinctement visibles en faisant évanouir la confusion née de la superposition.

Pour expliquer le phénomène général de la formation des bandes dans les conditions que nous venons d'indiquer, il suffit de recourir simplement au principe des interférences.

Le pinceau de lumière homogène qui concourt à la formation de l'une quelconque des raies se partage en deux portions, l'une qni passe par la portion plus épaisse du prisme, et qui est plus retardée ; ''antre qui passe par la portion moins épaisse, et qui est moins retardée. Ces retards sont uniformes et proportionnels à la différence de réfraction sur toute l'étendue du spectre.

La plaque de verre, cependant, dont les indices de réfractioif pour les divers rayons du spectre diffèrent de ceux du milieu, rompt cette uniformité, et fait que l'une des parties du faisceau incident est toujours retardée dans une proportion plus forte que l'autre: et quand la différence de ce retard arrive successivement à être égale à un multiple impair ou pair de la demi-longueur d'onde, les deux portions du faisceau se détruisent ou s'accordent, donnant naissance à une bande sombre ou claire.

Mais quand on veut rendre compte de toutes les particularités des phénomènes, du nombre des bandes» de leur épaisseur, de leurs caractères particuliers» suifant que Ton adopte Tune ou l'antre des dispositions indiquées, etc.» etc.» il faut faire entrer dans le calcul les pouvoirs réfringents relatifs de la plaqne et du milieu» etc., etc. Âu rcste^ la comparaison des résultats du calcul avec les résultats de l'expérience est une confirmation éclatante de la théorie. |

M.P pwell remarque avec raison que les faits observés par lui ont une grande analogie avec les bandes d'interférence de M. de Wrede» si biea réalisées dans le charmant appareil de M. Soleil» et avec celles de M. Brewster, dont nous parlerons tout à l'heure.

M. Stokes a examiné d'une manière particulière le cas od la plaque de verre» étant placée au sein d'un vase ii faces parallèles que remplissait le fluide, on observait à travers cet ensemble, représenté fig. 5, le spectre donné par un prisme placé en avant sur le trajet du

rayon lumineux. Il a démontré que l'effet produit sera le même, si la matière du prisme est celle du vase prismatique. 11 importe de remarquer que, si Ton connaît le pouvoir réfringent du milieu fluide^ et que l'on ait observé le nombre des bandes, on pourra calculer sans peine l'indice de réfraction de la plaque, ce qui, dans certains cas, sera fort utile.

La nature de cet ouvrage ne nous permet pas de suivre AIM. Powell et Stokes dans les développements théoriques qui les ont conduits à l'explication GomplèfC de ces intéressans phénomènes; qu'il nous suffise de dire qu'ils ont fait preuve d'une grabde habileté. Ils manient à merveille les formules des Fresnel et des Airy, formules^ hilas! presque oubliées et presque incomprises en Franee. Pour-

1448 intbrfArsncbs de la lumièie.

quoi faat-jl que nous ayons ftUdemait^abdiqQé une supériorité qui était poor nous st glorieuse !

En désignant par i^, i^, les indices de réfraction de la plaque et da milieu pour un rayon quelconque r, dont > est la. longueur d*ondu« lation,par t'^, t'^, V, les nombres correspondants poor un second rayon r'/par d Tépaisseor de la plaque, on trouve que le nombre n des bandes [comprises entre ces deux rayons^ est donné par l'équation très^simple*:

C'est la seule formule que nous puissions transcrire dans ces pages. Si la quantité entre parenthèse est native, ce sera la première disposition, fig. 1, qui donnera des bandes; ce sera la seconde, fig. kj si le coefficient][de d est positif.

M. Powell prend soin aussi de rappeler comment, à Taide d'un rhombe de spath et d'un prisme de Nicol, on reconnaîtra dans les deux systèmes de bandes données par des plaques doublement réfringentes celles qui appartiennent au rayon extraordinaire, l

C'est la première fois que, dans cette longue excursion dans le champ de l'optique, nous avons rencontré le nom de M. Stokes. Ce nom est déjà célèbre en Angleterre, et il se rattache à de nobles effets tentés pour expliquer le di£Bcile problème de l'aberration. C'est M. Stokes aussi qui avait été chargé par l'Association briunnîque de faire cette année, à la réunion de Birmingham, le rapport supplémentaire siir les progrès récents de Toptique. Nous attendions ce rapport avec impatience, mais rien ne nous indique qu'il ait été présenté, et nous avons dû continuer à voler de nos propres ailes.

Sur une nouvelle polarisation de la lumière et sur l'expUcation qu'en a donnée M. Air y dam le système de la théorie des ondula" tions, par sir David Brewsteb.

« Malgré la faculté puissante dont j<niit la théorie des ondes pour expUquer les phénomènes, et ses succès partiels pour les jurédire, il ne m'a jamais été possible, dit sir D. Brewster, de la considérer comme la représentation de cet ensenibie intéressant de faits qui

INTERrélŒNGlS DE LA LUMIERE. 1449

coDstitoe Toptique physique. Qoaad une théorie qui affiche de haates prétentions, qui est d'aillenrs remarquable par la faculté de se plier à toutes les exigences, s'est montrée, après épreuve, incapable d'expliquer une clas;se tout entière de phénomènes bien obseryés et parfaitement tranchés, ceux qui ont découvert ou étudié ces phénomènes peuvent être excusés de lui refuser leur assentiment et de ne pas abandonner d'anciennes vues qui, quoique moins populaires, ont été cependant sanctionnées par des autorités telles que celles de Newton et de Laplace. J'ai eu le bonheur de mettre sous les yeux du public phsieurs des faits auxquels je viens de faire allusion ; mais comme ce n'est pas mon intention, dans cette notice, de discuter les avantages généraux de la théorie des ondulations, je ferai mention seulement de deux classes de faits que cette théorie est dans l'impuissance d'expliquer.

» Le premier de ces faits,'qui a été communiqué à la Société royale il y a envhron quinze ans, embrasse les phénomènes des franges transversales qui croisent les franges produites par les surfaces cannelées et produisent, tant dans la lumière ordinaire que dans la lumière homogène, une série d'apparences également magnifiques et singulières. Dans ces phénomènes on est témoin de ce fait extraordinaire qa'ane plaque de métal poli est incapable, sous divers angles d'incidence, de réfléchir un seul rayon de lumière homogène, tandis que, sous des angles d'incidence intermédiaires, elle réfléchit librement cette lumière. La théorie ondulatoire n'a jamais tenté d'expliquer ces faits, et j'ai la conviction qu'ils dépassent ses forces : voilà pourquoi, sans doute, ces phénomènes n'ont attiré aucune attention et ont partagé le sort de toutes ces notions intraitables qui ne veulent passe plier à la théorie dominante du jour.

» Les phénomènes du second groupe, que la théorie des ondes est également incapable d'expliquer, se présentent d'eux-mêmes quand on regarde un spectre solaire parfait, ou un spectre diffringent, à travers le bord d'une plaque mince de verre, de quartz ou de mica. Si l'on couvre la moitié de la pupille de l'œil avec une semblable plaque et qu'on regarde le spectre de manière que les rayons qui passent par le bord de la plaque puissent interférer avec ceux qui la traversent, alors, si la plaque est du même côté que l'e^Kice^iolet, lé spectre est

1450 INTEBFéRENCES DE LÀ LUMIÈRE.

siiionnë de nombreuse» bandes noires et presque éqnidistantes, parallèles aux lignes fixes de Fraonhofer, et qui, généralement parlant, augmentent avec Tépaisseur de la plaque. Mais si cette plaque est du même côté que Tespace rouge, alors on ne voit pins de bandes, quoique toutes les autres conditions de leur production soient les mêmes. Lorsque la plaque transparente est très-mince, les franges qui se produisent sont celles des plaques minces, soit qu'on couvre la moitié ou la totalité de la pupille ; mais cela n'a rien de commua avec le phénomène qu'on examine actuellement. Ce singulier phénomène de l'apparition des franges seulement dans une position de la plaque m'avait paru indiquer une nouvelle polarité dans les éléments Simples de la lumière, et, en conséquence, je l'avais communiqué à l'Association britannique en 1836, à Liverpool. En 1837, j'ai également soumis à la même association de nouvelles observations qui ont même donné lieu à une discussion. Ces phénomènes, tout curieux qu'ils étaient et quelque pressants qu'ils fussent pour les partisans de la théorie ondulatoire, sont restés inexpliqués pendant plus de trois années. Enfin ils ont attiré l'attention de M. Airy en octobre 1839, époque à laquelle cet habile géomètre répéta mes expériences; et, plus tard, en 18ZiO, il en fit le sujet d'un beau mémoire intitulé : Explication théorique d'une nouvelle polarité appct^ rente de la lumière.

» Avant la publication de ce mémoire, M. Âiry en avait fait connaître les principaux résultats à la réunion de l'Association britannique, à Glasgow, en 1839. A cette occasion, j'avais fait quelques observations sur ces résultats et j'avais spécialement inâsté sur ce fait que, tandis que l'explication de M. Airy portait uniquement sur les bandes pâles qu'on voit lorsque le spectre est hors du foyer, j'avais aperçu les bandes parfaitement distinctes, extrêmement vives et d'un noir intense en plaçant le spectre au foyer. L'explication donnée dans ce mémoire n'avait donc rien de commun avec les bandes que j'avais découvertes et décrites: en conséquence, M. Airy fut conduit à reprendre ses recherches, et il en a puMié le résultat dans un supplément à son premier mémoire, qui a paru dans les Tramactions philosophiques pour 18ft0. Yoioi l'énoncé qu'il donne lui-même des résultats qu'il a obtenus :

INTERFÉBENGES DE LA LUMlÈBfi. 1451

« Dans la seconde section des Tramaeiùms pkUasofhiqws do 1840^ dit M. Airy, la Société royale a publié un mémoire de moi, expliquant diaprés la théorie ondulatoire de la lumière la nouvelle pdarité apparente découverte par sir David Brewster. Cette explication était basée sur la supposition que le spectre est observé en dehors du foyer, supposition qui correspondait avec les circonstances de mes propres observations et de Celles de quelques autres personnesi» Depuis la publication de ce mémoire» sir David Brewster m'a assuré que le phénomène s'observait d'une manière bien plus distincte quand le spectre était placé si exactement au foyer, qu'on pouvait apercevoir un grand nombre des lignes fixes de Fraunhofer. Cette observation semblait être en contradiction avec celles de M. Talbot, citées par moi à la page 226 de mon mémoire, ainsi qu'avec les miennes propres. Dans le but d'écarter l'obsenrité qui semblait en-* core voiler ce sujet, j'ai étendu les investigations théoriques à ce cas, qui avait été omis dans mon premier mémoire^ à savoir, lorsque le spectre est vu au foyer, et je suis arrivé à un résultat qui parait complètement concilier les foits en apparence les plus contradictoires. »

» Maintenant, reprend M. Brewster, dans les investigations que renferme ce mémoire, et que M. Airy considère comme satisfaisantes, il y a deux points qui méritent une attention spéciale : le premier de ces points est la supposition nécessaire pour l'explication que, même quand un simple point 'quelconque du spectre est observé exactement au foyer, il forme une image différente sur la ré* tine, l'étendue de h différence étant excessivement moindre que l'intervalle entre les bandes. Cette supposition ne me paraît pas admissible ou soutenable un seul instant ; le second point a rapport à l'expression s/h que M. Airy obtient pour les intervalles entre les bandes, et d'où il résulterait que cet intervalle serait en raison inverse do rayon de la pupille ou de la surface de l'objectif. Mais les intervalles n*ont pas de semblables variations» et M. Airy ne dit pas qu'une semblable variation ait jamais été observée dans aucune de ses expériences. J'ai fait l'expérience à plusieurs reprises et avec le pins grand soin, et je puis aflBrmer en toute c<wfiance que les franges ne varient pas avec lo diamètre de la pupille ou les ouvertures de Tobjectif ; leur intervalle reste le même» soit qu'on regarde à tra;

i45i INTERFERENCES DE LA LUMIERE.

vers un iroo d'épingle, oaa?ec la papille dans toute sa dilatation, et il est également inYariabie quand Touvertare de Tobjectif varie d'nn quart de pouce à quatre pouces. Il en résuite que le systèoie des bandes auquel s'applique la théorie de M. Âiry n'a pas d'exis« tence dans la nature, que les phénomènes que j'ai décrits restent encore inez^diqués dans la théorie ondulatoire et peuvent être consi* dérés comme l'indication d'une nouvelle espèce de polarité, jusqu'à^ ce qu'on les ramène sous l'empire de quelque principe général.

• Depuis la publication des deux mémoires de M. Âiry, dit en terminant M. Brewster, j'ai consacré beauconpMe temps à l'examen et hr la mesure des bandes dont il s'agit, et j'ai été conduit à l'observa-* tion d'un grand nombre de phénomènes nouveaux et compliqués. Je suis toutefois aussi ignorant que par le passé sur la cause de la singulière propriété à laquelle se rapporte cette note, quoique j'aie réussi à ramener les phénomènes à ta véritable liasse d'interférences à laquelle ils appartiennent. »

A la suite de cette communication, M. Challls déclare qu'il a examiné ce sujet aussitôt après les expériences de M. firewster, qu'il les avait répétées et vérifiées dans la plupart des points.Il a trouvé toutefois que, Torsqu'on faisait varier l'inclinaison de la lame de verre retardatrice sur le rayon de lumière, les lignes variaient considérablement.

M. Brewster répond qu'il a étudié les phénomènes sons toutes les inclinaisons de la lame de verre retardatrice, qu'il a fait parcourir à celle-ci tous les angles, tant en direction verticale qu'horizontalement, et qu'il a noté et décrit l'effet produit sur les lignes. .

M. Airy fait sentir la difficulté de ramener des phénomènes aussi complexes au contrôle des expressions mathématiques, mais, quant aux lignes qui font le sujet de la discussion, il n'existe dans son esprit aucun doute sur l'exactitude de l'explication qu'il en a donnée.

M. Powell a aussi répété les expériences de M. Brewster, et a retrouvé rigoureusement les faits qu'il a annoncés. Il a également lu avec la plus grande-attention les deux mémoires de M. Airy sur ce sujet; il exprime sa conviction que le dernier contient une explication complète des phénomènes connus à cette époque. Il est évident qu'il peut se présenter des cas où les phénomènes se compliquent et où quelques points exigeraient pour leur explication qu'on s'appuyât

INTERFéAEKCES DE LA LUMIÊRB. 1453

sor un prUietpe, tandis que d'autres ressortiraient d'un autre priacipe, quoique ces points eussent été observés simultanément ; mais il pense qu'il n'est pas juste de dire, même en supposant que les phénomènes restent inexpliqués, qu'ils ne sont pa^ de nature à être expliqués par la thémîe ondulatoire .>

Dans une nouTelle note, M. Powell présente un historique sommaire des phénomènes désignés sous le nom de nouvelle polarité de la lumière, par M. Brewster, dans les sessions de l'Association à Liverpool et Newcastle, puis il rappelle le premier mémoire communiqué par M. Airy à la Société royale, pour montrer que le fait sur lequel M. Brewster avait basé l'énoncé de ses phénomènes était le résultat delà théorie ordinaire des ondulations, sans qu'il fût nécessaire d'avoir recours à l'hypothèse d'une nouvelle polarité de la lumière. A ce mémoire M. Brewster avait répondu, à Glasgow, qu'on y supposait la nécessité que le télescope ne fût pas ajusté au foyer, taudis que les bandes étaient plus spécialement distinctes lorsque l'ajustement était le plus exact et le plus rigoureux. Cette assertion détermina la publication d'un second mémoire de la part de M. Airy, dans lequel il modifia sa première assertion, en disant que la distance des bandes dépendait d'une quantité s/h, dans laquelle h était le diamètre de la pupille de l'œlL Sir David Brewster contesta cette nouvelle assertion à Cambridge, et affirma que la distance entre les bandes ne dépendait sous aucun rapport de la dimension de la pupille. M. Powell apporta son témoignage relativement à Texactitude de cette affirmation, mais annonça que les bandes devenaient beaucoup plus distinctes à mesure que les dimensions de l'ouverture diminuaient Dans la discussion relative à ces bandes, il se présentait naturellement un ou deux points qui exigeaient un nouvel examen^ La prin* cipale objection Consistait en ceci, savoir, que, suivant la formule théorique, nue contraction de l'ouverture de l'^Bil ou du télescope devait produire un élargissement dans les intervalles entre les bandes, ce qui n'a pas été confirmé par l'expérience. — L'auteur trouve qu'avec une contraction poussée jusqu'à i\iù de pouce, quoiqu'il n'y ait pas élargissement sensible dans les intervalles, cependant les bandes deviennent infiniment plus vives et plus distinctes, tandis qu'elles ne s'étendent seulement que sur une petite portion du spectre à la fois. Avec la même plaque, l'élargissement desintcr-

4454 INTBRPéftBNCES DE LA LUMiÈRE.

valles parait ne dépendre uniquement que de raccroisscment de rétendue angulaire du spectre qui est sous-tendu par l'œil, soit que cet accroissement soit produit par une plus grande distance de l'origine, soit par un angle prismatique plus grand, soit enfin par un pouvoir dîspersif plus élevé , ou une puissance supérieure du télescope. La formule comprend le rapport de la dernière ouverture à la distance d'un point pris sur la rétine, de l'image géométrique au point lumineux, et cette formule ne dépendant pas d'une hypothèse arbitraire, mais d'un des points directs de la théorie, il semble peu rationnel de prononcer que ses conséquences sont insoutenables et tout à fait inadmissibles, lorsque la question dont il s'agit est de savoir si la théorie dans son ensemble s'applique au phénomène. A part toute théorie, lorsque sous certaines conditions des bandes se forment également, que la plaque soit appliquée à l'une ou à l'autre extrémité du spectre, le terme polarité parait extrêmement impropre pour exprimer Tefiet observé.

Sir David Brewster est vraiment un homme terrible, qui a complètement oublié le vieil et prudent adage : non sunt mnlUplicanda entia abstfue necessitate; c'est le père aux mille entités de l'école nominaliste; il faudrait toute l'imaginatiou fougueuse du fameux dessinateur et peintre anglais Martin pour représenter le rayon lumin^x, si simple cependant en lui-même, avec les mille polarités dont M. Brewster s'est plu à le revêtir. Chaque année, depuis plus de quarante ans, c'est une polarisation et une polarité nouvelles; chaque année aussi, c'est un nouveau croc-en-jambe donné à la belle théorie des ondulations, dont M. Brewster ne veut pas absolument, quoiqu'elle ait été pour lui l'occasion de ses plus glorieux triomphes, par l'éclatante confirmation qu'elle apportait à ses belles et patientes observations. La théorie stérile de l'émission n'a rien fait prévoir à l'illustre physicien écossais; elle n'a rien expliqué au fond, absolument rien : la théorie des ondulations, au contraire, maniée par M. Gauchy, a rendu raison, jusque dans leurs plus petits détails, des observations et des expériences de l'infatigable et savant physicien. Comment dès lors peut*il s'obstiner à repousser les torrents de lumière qui auraient du dissiper mille fois les ténèbres dans lesquelles il s'enveloppe comme par plaisir ? Est-ce que, comme M. Biot, son immortel émule, il se serait refusé Si contempler les phénomènes si

-INTBRFéRBNCBS DE LA LUMIERE. 1455

concloants de la réfraction conique ? est-ce que ses vieilles colères contre son ardent et si spirituel adversaire, M. Arago, dureraient encore, et que, dans son dé[Ht, il aurait différé jusqu'à ce jour de vérifier que la lumière est réellement retardée dans son passage à travers la lame de mica, ou un milieu plus dense quelconque? M. Brewster le sait mieux que nous ; toute la question est là , et les expériences si simples de MM. Lloyd et Ârago ne laissent pas même place au doute. L'une démontre invinciblement la réalité de la surface des ondes d'Huyghens et de Fresnel et la vérité de la théorie des ondulations ; l'autre renverse de fond en comble Je système de rémission: l'aveuglement volontaire de M. Brewster, s'il persistait encore» serait un véritable suicide.

Et puis, que prouve en réalité la difficulté» ou même, si l'on veut, Timpossibilité de rendre compte numériquement, dans la théorie des ondalations, des phénomènes complexes mis sans cesse en avant par sir David Brevirster 7 Un exemple fera mieux ressortir les vices de son argumentation. Quoi de plus simple, dans le système même de l'émission, si Ingrat et si stérile, que la théorie des caustiques? et cependant il ne tient qu'à M. Brewster d'imaginer un nombre indéfinide surfaces réfléchissantes telles, que les calculs qui doivent mettre en évidence la forme et les particularités de la courbe ou de la surface-enveloppe de tons les rayons réfléchis ne puissent jamais être achevés, de telle sorte que cette courbe ou cette surface resteront réellement inconnues, quoique, dans l'expérience, elles apparaissent nettement visibles. Faut-il en conclure que la théorie des caustiques est fausse? Evidemment non ! Et voilà cependant comment AI. Brewster raisonne contre la théorie des ondulations I Encore a-t-il soin, aussi souvent qu'il peut, de mettre en jeu dans ses objections les mystères de l'œil humain!

Expériences nouvelles d'interférences, par M. Pluckeb.

Parmi les expériences sur la lumière, aussi remarquables par ienr élégance que satisfaisantes pour l'ei^rit, en ce sens qu'elles se ramènent aux principes les plus simples de l'optique , nous avons surtout remarqué l'expérience d'interférence conçue par M. Plûcker, et que nous allons décrire et expliquer.

i456 INTERFÉREIfCES DE Lk LUMIERE.

En outre d'un instrument de poiarkation» celte expérience eiige les appareils suivants :

1« Une plaqoe plan-concaye de cristal de roche, dont la sorface courbe soit une portion de sphère, et dont la surface plane soit parallèle à Taxe optique; son épaisseur doit être telle qu^eile produise des couleurs dans Tappareil de polarisation, quand son axe correspond à l'azimut de /i5* : on verra naître, dans ce cas, des cercles colorés concentriques, dont le centre est au-dessus de la partie la plus mince» c'est-à-dire au-dessus du milieu de la plaque ;

2*> Une plaque, à (aces planes parallèles, de cristal de roche, taillée parallèlement à l'axe optique, dont l'épaisseur soit comprise entre l'épaisseur la plus grande et l'épaisseur la plus petite de la plaque précédente. Dans la lumière polarisée, elle présente également le phénomène des couleurs ;

3* Une plaque de mica d'une épaisseur telle qu'un rayon de réfrangîbilité moyenne, qui la traverse dans la direction de la ligne médiane des axes optiques, et dont la direction de vibrations est perpendiculaire aux axes optiques, devance d'un quart de longueur d'onde un second rayon, qui suit la même direction, mais dont les vibrations se font dans le plan des axes optiques.

On pose sur la table de l'appareil de polarisation, d'abord la plaque plan-concave , puis, sur cette première plaque, la lame-plaque à faces parallèles, de manière que l'axe de la première soit soos l'azimut -4- 65* , l'axe de la seconde , sous l'azimut — 45^. En croisant les miroirs, on aperçoit d'abord un anneau noir correspondant aux endroits où les deux plaques sont de la même épaisseur. Ensuite il se présente d'autres anneaux colorés, concentriques au premier anneau noir, dont les couleurs, en passant continuellement d'une nuance à l'autre, s'étendent en dehors et en dedans de l'anneau noir. Si maintenant l'on pose sur les deux plaques de cristal de roche la plaque mince de mica, de manière que sa première section principale, celle qui contient les axes optiques, soit ~ parallèle à la direction des vibrations de la lumière réfléchie par le miroir inférieur, le phénomène décrit ne sera point modifié ; mais si l'on tourne le miroir analyseur dé droite à gauche, autour de l'axe de l'instrument, comme on le ferait de l'aiguille d'une horloge, les anneaux semblent se dilater, et marcher de dehors en dedans.

tandis qn'ao centre de la figure, il s'en développe d'antresqui 8ui?ent iea premiers. Après une rotation de 180* , la figure primiti?e reparut de nouveau. Quand on tourne l'analyseur de gauche à droite, les anneaux se resserrent, deviennent toujours plus petits, et disparaissent à la fin au centre de la figure.

Si l'on place la lame te mica de manière que le plan de ses aies optiques coïncide avec le {>lan d'incidence du miroir polarisant; la direction dé la rotation devra avoir lieu en sens contraire, si l'on veut observer dans le même ordre les.phénomènes de dilatation ou de «oncentration des anneaux. Dans la lumière monocbromatique Je phénomène est moins brillant, mais plus facile à suivre. En regardant la figwe à travers un verre coloré , on voit alternativement des anneaux clairs et sombres, qui, suivant qu'on tourne le miroir analirsenr» se âilatem et disparaissent au bord, 'Oa se réiricùsent et se perdent an centre de la figure*

Dans l'explication que nous allons donner de cette expérience, nous supposerons que la lumière incidente est homogène ; il est évident •que le phénomène, tel qu^il se présente dans remploi de la lumière Mandie, se déduira facilement de ce ots particulier.

1458 UlTBRirÉAËNQËS DE LA LUMIBaE.

GoBceYim» q»e II (% 1) soit la direetmt des vlbralioiMdf hi iu-^ mière polarisée par le premier miroir, II, II, la ilirectioa cks vibrelions de la lumière polarisée par le second miroir ; que EB soit parallèle h la section principale de la première plaque, 00 parallèle à la section principale de la seconde plaqae de cristal de roche. La ^ne MM» perpendiculaire à II, esl comprise dans suèdes sections principales de la plaque de mica. Si Gn est )*amplitudeen un point quelconque du rayon incideni polarisé par le premier miroir , 0» et €» seront les amplitudes des rayons ordmaii^et exlraordinaAPo, dftn» lesquels le rayon incident est divisé pav le premier cristal de roche ; et en admettant que Fangle IGO soit égal à 1/4 tt, on aura

Cp ==: Ce = CaX^V^r = a /t- Le» avances q»e le»4ettx rayon» gagnent en sortant delà plaque Mit D D

çn s^pp^lant p Tépdsseur de ^i plaque ^u point en qu^ljipjçi, ^ ç;( v les longueurs d'on^ç^es de^ rayons, Qr^i\aire çt extrsioj^dipaûre, ^ X l^ longueur d'onde de la couleur coi^respondante dans Tair. Après que les rayons auront traversé la seconde plaque, l'avance de Go sera

il V

celle de Ce

en supposant que D' soit l'épaisseur de la seconde plaque. La lame de n^ca, dans laquelle les rayons vont maintenant pénétrer, divise de nouveau ces oscillations, savoir : Go en Go^ et Co'; Ce en Ce^ et Ce\ Les amplitudes des oscillations correspondantes seront évidemment les mêmes, savoir, 1/2 a. Maisiquant aux phases des quatre rayons, qui sortent de la lame de mica, elles seront différentes. Désignons par B l'épaisseur de cette lame, par ^t' la longueur d'onde du rayon qui se propage dans la direction de la ligne médiane, et dont les vibrations sont parallèles à II, enfin par v' la longueur d'onde du rayon, dont la direction de vibration est perpendiculaire à II, les valeurs des avances des rayons Go', Ce\ Goj et Ce^, seront respectivement :

INTVIHPfiRENCËS DE LA tl^MlÂRE. 1459

Les composantes de cçs mêmes ondulations dans la direction II, II, en posant ICII =-- », seront respectivement :

l/2aco8oe, 1/2acosa, l/2asînocy — l/2a8ina. d'est de ces oemposantes que dépend l'intensité dn rayon qui entre I dans l'œil, et d'après ce qui vient d'être exposé, cette intensité y sera j donnée par l'équation

I y = i/2 a { cos a [sin (A— mD— nD— wiSH-sin (4— oD-hhD'— iil'«)3 ! + sin a [sin (A — mD— iiD'— n*a) — sin (A— nD— mD— n'a)] }

en faisant

. 2ir . . , 27r 2ir

2n ^ in .

fi v'

Ainsi qua^eus l'avons remarqué, l'épaisseur de la lame de mica doit être, telle que 1$ différence de marche n'a— m'î soit égaW i ± !/2 TT. Supposons de plus ^e sa position sûi^ teUe qipe u'^ soit plus petit que m'^, et désignons A — m'B par A', l'équation précédente se védnir ainsi à Tezpression plus simple

y— i/aa }sifi (A'--«D— »D'— «c) + M {A'--»I>— mD'-f •) J

«j^il e9 résvltet. « étaat un nombre entier, v»<i t9iM» 1^ poiaU pour lesquels on aura

' 2 « -f- [tn-^n) (D— D') = (2 n— 1) tt

torrespondront à des intensités nulles ou seront obscurs : ce qui a lien, comme il est facile de le voir, pour les points des cercles dont le centre commun se «trouve au-dessus du centre dioptrique de la lentille de cristal de roche.

La distance entre deux cercles qui se suivent diminue de l'intérieur ^ l'extérieur. En allant dans la direction du rayon de la circonférence d'imc«r€k^ce]|leducer€te]9pl»ft4P4)|»roché,rintensit6de k hmièr* 4iag(oe9Ui d'abord continuellement; elle atteioc qa maximum et di*-

oiinue ensuite. Ces relations restent les mêmes pour chaqae valeur donnée de a. Mais si a varie, c'est-à-dire si on tourne l'analysear, les rayons des cercles prennent toujours d'autres valeurs. Quand noDS les aurons calculés pour certaines valeurs particulières de a, on verra mieux de quelle manière les phénomènes se modifieront, quand a augmentera ou diminuera d*une manière continue. Désignons m—n par 8 , l'obscurité régnera pour a - 0 aux points où

pour (x=: ijU n dans les endroits où

n— D'— — 7 '^ —^''4^\l 5 TT 9 ,r e e 2 i 2 t 2 i

pour a =s 1/2 ir dans les endroits où

e se

pour a == 3/& TT dans les endroits où

, Stt Itt Str 7ir 11 ir

Pour <i=zir tout se passe comme dans le cas de a = 0. Gonce* vons que la plus grande valeur négative de D — D\ qui répond au

milieu de la première plaque, se trouve entre et — 2^ , et que les

distances au centre des points, pour lesquels la différence D -^D' este,-, etc., soient oa, ob, oc, etc. (fig. 2), alors pour a = o,

cf

id) (0)

«££= 1/4 v^ etc.; les rayons des anneaux obscurs correspondant seront 09, ob, oc, ..., oa\ Ob', oç' .... Donc, quand, à mesure que «

DigitLzed

INTEUFÉRENGES DK LA LUMlÉUE. {4G1

augmente, les anneaux se contractenr, ils se dilatent au contraire, quand II, II, tourne dans la direction opposée. En substituant Tune à Taulre les sections principales de la lame de mica, on aurait ni — m S = — 1/2 TT ; dès lors les diamètres des anneaux et les Taleurs de « augmenteraient et diminueraient en même temps.

Sur le phénomène des interférences entre deux rayons de Uumère dans le cas de grandes différences de marche^ par M3J. H. FlZEAf] et L Foucault.

Interférences produites par P appareil des miroirs,

■ Considérons le système des deux miroirs de Frcsnel, disposé de^ Tant le foyer radieux d'une lentille cylindrique éclairée par le soleil, de manière à donner à une certaine distance, dans l'espace, des franges symétriques d'une certaine largeur ; recevons ces franges sur un écran percé d'une fente très-fine, et faisons correspondre la fente au milieu même de là frange centrale ; recevons maintenant la lumière qui traversera la fente dans un système réfringent destiné à dilater cette lumière en un spectre très- pur, que l'observateur regardera dans l'espacé, au moyen d'une loupe, la frange .centrale, pour laquelle la différence de marche des deux rayons réfléchis est nulle, fournissant alors là lumière, ce spectre sera le spectre ordinaire avec les lignes fixes. Maintenant, si, tout restant en cet état, on fait avancer l'un des miroirs parallèlement h lui-même (le plus éloigné de la source lumineuse convient le mieux), on déplacera la frange centrale qui sera remplacée par une autre frange d'un ordre d'autant plus élevé que le mouvement du miroir aura été plus grand ; l'observateur verra le spectre se couvrir des bandes obscures et brillantes de Frannhofer, et l'on pourra les resserrer de plus en plus en faisant continuer le mouvement du miroir.

9 On remarquera que les lignes fixes étant simultanément dans le spectre» il est possible de compter le nombre des bandes semblables qui se trouvent entre deux quelconques d'entre elles» à chaque moment de l'expérience. Nous verrons tout à l'heure que ce nombre permet de calculer la différence de marche correspondante.

• Dans ces conditions , l'observation nous a donné les résultais, suivants :

146^ INÎERFBRBNGBfl DE LA LUMIERE.

» Le nombre des bandes peut devenir consid^able sans qu'eDes^ cessent d*étre observables dans tonte retendue du spectre. Lorsque Fon en compte 66 entre les raies E et F, le phénomène est encore très-beau et très-net ; le specire entier en contient alors près de 500. Lorsque leur nombre s'accroU beaucoup an defii, elles commencent à ne pins être aperçues vers rextrémité rouge, puis dans Torangé, pais dans le jaune» en reculant vers Telitrémité la plus réfraugible» o& Ton peut les aperoevdr longtemps encore ; le nombre le plus élevé que nous ayons obtenu entre E et F est 141 : nous les avons vues plus resserrées encore; mais sans pouvoir en apprécier le nombre, à cause de la faible intensité de la lumière qui, dans cette disposition, concourt à la formation du spectre. La disparition progressive des bandes, en commençant par la partie la moins réfrangible du spectre, lorsque la différence de marche devient de plus en plus grande, est un phénomène qui s'observe constamment, quel que soii le moyen ennployé pour produire l'interférence. Si l'on remarque toutefois fia'il ne commence à se manifester que lorsque les bandes sont devenues d'une finesse extrême, et si Ton se rappelle qu'en vertu de la dispersion décroissante du violet au rouge, la lumière est de moins en moins pure en se rapprochant de l'extrémité rouge, on est conduit à attribuer ce fait à l'imparfaite séparation des rayons simples^ qui doit toujours devenir sensible à une certaine limite.

» Nous avons dit que la différence de marche pouvait être déduite du nombre de bandes comprises entre deux lignes fixes dont on connaît les longueurs d^ondulation X et X\ *

9 En effet, en vertu de l'égal retard de l'un des faisceaux sui Fautre pour toutes les couleurs, on a

n et n' étant les nombres d'ondulations X et X' qui mesurent ce retard. Mais on a observé que dans le spectre il existait m intervalles terminés par des bandes semblables, en allant de la raie qui a X pour longueur d'ondulation à celle qui a X'. Or, si l'on suppose V plus grand que X, on en conclura le nombre n' =n — m. Substituant, cette valeur de n' dans l'équation précédente, on trouve

JNTËRFÉRBNGB8 !)£ LA LUMièRE. 146tS

» Pour les raies P el E on a le rapport ~ = 12,32 ; ainsi pour

les ideâx valenh» m «s <M( et m = 1^1 trouTés précédemment , on à fis= 8i8k et pour li seconde obfrerfiltiotl, n s 1737. Ces nombres eorrespdifdeBt à la raie F* c'est^à'^dire an milieu du bien ; poor te vi(rfel correspondant à ia raie 6» on trouve les hombres encore pltt§ élevés: ^ = 917, n ««4960.

» au lieu d'augmenter la difllrence de olàrohe en faiiMni avfcntef Ton des miroirs parallèlement à lui-même, nous avons placé, SUitttni la méthode de M. Arago, une lame mince sut le tlujét de l'un des Msceauit et nous avouD vu de même liotré speetk'e 6e bôtlvrir de bande» d*auiént plus nombreuses que la lame était plus épaisse ; ee« pendant, n'ayftnt pas eu ft tiôtte disposition une série de lamés zi&n parfoitemetlt travaillées pour cet iisage. lîous ii'àVbns pas été siossi tbin par ce mn^eii iqtte ^ir le pt>écédëht.

» PUÉl» une pelite lame d'eflviroii 0 ■** 5 d'épaisseur, nous âvohjj Ih^Ovê pouf lé hdfflbrë de bâddes, toujours entre C et F, lé hotnbre 48.

• Pour en dkdîre là différenéé de marche, il faut changer la formule t[di a été trouvée, jpoor le cas dés ifiii^iris këUls, eri celte autre :

mk'

ntr=

,(r'-ir

r et r' étant les indices de réfraction des rayons X' et \ pour la sub* stance dont la lame est formée ; cette quantité n, qui se déduit en core facilement de Tépalsseur de la lame, a été trouvée pour la raie F. «=512.

Interférences produites par réflexion sur des lames minces.,

» Si Foii fait tomber perpendiculairement sur Une lentille cylindrique à ùovlH foyer nn faisceau de lumière solairci il se produit der^ rière la lentilte, et ft la distance focale principale, une sorte d*image linéaire du stdeil i mais si Ton place derrière la lentille, parallèlement à s(m plan, et K la moitié de sa dlstam^è focale, une hme mince transparente, chacune des surfaces de cette lame réfléchit vers la lentille une portion du faisceau convergent. La lumière pfavenanl de cos

ft4&4 IfltEBFÉBBNGES DE CA LUlTlËRr.

dent réfleiionfi va convei^er vers l'întériear de la lentille, la traveisr en formant deux foyens linéaires situés Tun devant Tautre, et trèa* voisins si la lame est très mince» puis continue sa route en sens contraire du faisceau incideni, comme si elle émanait de ces foyem mêmes. Si donc un observateur pouvait se placer dans ce faisceau de lumière solaire qui tombe sur la lentille, il apercevrait à rintérieor même de cette lentille on foyer linéaire rayonnant qui résulterait de la superposition des deux images très-voisines, situées l'une devant Tautre.

» En inclinant un peu le faisceau incident, Tobservation dévienf possible : on peut donc aussi former un spectre avec la lumière émise par ce foyer rayonnant ; et comme ce foyer est constitué par deux faisceaux réfléchis aux deux surfaces d'une lame mince, le spectre devra se couvrir de bandes d'interférences dont le nombre dépendra de l'épaisseur et de la nature de la lame réfléchissante* Mous avont observé, à l'aide de cette disposition, les interférences produites par la réflexion aux deux surfaces d'une petite glace dont l'épaisseur était 6— 537.

» Les bandes, d'une ténuité extrême, mais très-distinctes, entre les raies F et G, n'ont pu être comptées, à cause de leur finesse même; mais on peut calculer le nombre d'on<folations qui constitne la différence de marche» au moyen de l'épaisseur de la lame, qui a

été mesurée très-exactement : la formule est, dans ce cas, n = — .

» On trouve alors, pour la raie F, n=: 3&0r6, et pour la raie G». us 3859.

Interférences produites au moyen dé la double réfraction.

» Si Ton place sur le trajet d'un faisceau de lumière solaire, d'abord un prisme de Nicol, puis une lame d'un corps bi-réfiringent dans une position convenable, puis un second prisme de Nicol dont le plan polarisant soit parallèle ou perpendiculaire à celui du premier, puis enfin une fente derrière laquelle, et à la distance convenable, sera disposé Tappareil réfringent destiné à former le spectre, on observera dans le spectre le résultat de l'interférence du rayoa ordinaire avec le rayon extraordinaire.

INTËRFÉRBNeBS DB LA LUMIERE. i465

» Ea plaçant enire les deux prismes polarisants des lames de gypse d'épaisseurs croissantes, nous avons tu. comme dans les circonstance» précédentes, un nombre croissant de bandes se former dans le spectre; pour une épaisseur de gypse de 15 millimètres, le phénomène est très-beau : le défaut seul de transparence des cristaux dont nous disposions ne nous a pas permis d'augmenter Tépaisseur. .Un morceau de quartz à faces parallèles à l'axe dont l'épaisseur était de 54"*,. 6 a produit un spectre sillonné d^environ six cents bandes noires ; entre E et F, nous en avons compté quatre-vingt-neuf..

» One lame de spath, aussi parallèle à l'axe et d'une épaisseur de 4** 79, en donne environ mille pour l'étendue du spectre, car entre £ et F nous en avons compté cent cinquante-cinq.

» Les différences de marche pour ces expériences sont évidemment moindres que celles que nous avons déjà obtenues ; on les calcule d'une manière très-approchée par la formule

r' et r étant les indices de réfraction ordinaire et extraordinaire : en calculant pour la raie F, on a, avec le quartz, n= 1082, et avec le spath, n = 1692.

» Nous avons observé encore les phénomènes produits par plusieurs lames diversement épaisses de cristal de roche perpendiculaires à l'axe, et nous avons vu la même série d'apparences se manifester dans le spectre:

» Nous allons montrer maintenant comment on peut déduire de ce mode d'observation des données précises sur la dispersion dé double réfraction, en appelant ainsi la variation que subit la diffé* rence de marche des rayons ordinaire et extraordinaire pour les diverses couleurs.

» En effet, on a dans tous les^cas le nombre n d'ondulations X, qui mesure cette différence de marche par la formule

e étant l'épaisseur, r' et r les indices de réfraction ordinaire et extraordinaire pour la couleur l. Or, si l'on parvient à connaître n pa|

1466 INTERPéREMGES DE LA LUMIÈRE.

l'obderTatiôh directe pour leb diverses cooleors, on eh dMuil-a pour thatitiine d'elles la Valeur de r' — r.

* Pour montrer que Ton peut trouver le nombre n directement, supposons que tes priâmes polarisants étant croisés h angle droit, une lame cristallisée soit convenablement placée dans l'intervalle qilt les sépare.

» Supposons de plus que, pour observer le spectre, bd fasse usage d'un oculaire à fils croisés qui permette de considérer ud point dé termine de l'espace, et fixons ^intersection de ces fils sur le milieu â*une bande noire : le nombre n correspondant à ce point sera ua nombre entier. Si Ton pouvait alors faire décroître l*éj)aisseiir de la lame par degrés insensibles jusqu'à la rendre nulle, on verrait le point considéré passer par des états périodiques d'éclat et d'obscurité* ttiais il est clair que, pour cha(}Ue retour à l'obscurité première, il y aurait une interférence de moins dans la différence dé marche, de sorte que l'on aurait pour ces périodes successives n, n — i, n — 2, et enfin n — n pour une épaisseur nulle : le nombre de ces périodes ferait connaître le nombre cherché. Or, l'on est parvenu à construire des systèmes de deux prismes glissant l'un sur l'autre, qui permettent précisément d'obtenir des épaisseurs continûment variables dans les cristaux, et l'on peut même, par certains artifices dé compensation, faire décroître Tépaisseur jusqu'à la rendre nulle. Il est donc possible d'arriver à la détermination directe du nombre d'ondulations qui mesure la différence de marche pour une Couleur donnée. Ayant obtenu ce nombre n pour une couleur, on trouve aisément le nombre n' correspondant à une autre couleur \'r en comptant sur le spectre même le nombre entier ou fractionnaire d%tervalles séparés par des bandes noires que l'on rencontre en allant du premier point au second. Soit m ce nombre ; si \' est plus^ grand que X, on aura

n' =S3 n «-^ tn.

» On pourra donc aussi, pour un cristal donné, calculer la quantité (r' — r) pour les divers points du spectre dont on connaît la longueur d'ondulation. Cette étude offrira un intérêt pàirticaiier /lans le t^% de la double réfraction ciroolaire da cristal de foelie;

byGoOgl^

iMTËRFÉRBNGES DE LA LUMICRE. 1467

ear, selon la remarque de Fresnel, il résdtterait de U loi trouvée par M. Biot, pour la rotation des plans de polarisation des diverses coupleurs produites par cette double réfractioû, que la quantité {t' — r) devrait varier suivant une loi simple, et en raison inverse de la ton*gueur d'ondulation de chaque couleur.

» Dans la seconde partie de ce travail, nous considérerons les effet» produits sur fa lumière polarisée par les cristaux biréfringents , non plus précisément sous le point de vue des interférences, mais sous le rapport des modifications imprimées par eux i la polarisation primitive, et Ton Verra avec quelle facilité on peut étudier dans le spectre les phénomènes s) complexes de la polarisation chromatique dans les plaques épaisses. »

Cette seconde partie n*a pas encore paru, et nous n'en connaissons que ce que nous avons extrait, dans notre setrond volume, d'un mémoire de M. Biot. Le rapport Suivant de M. feabinet tomplètersi ftotre analyse' et fera suffisamment cohnàitre les recherches de MM. Fizeau et Poucauh.

Rapport d9 M. Baèinet sur deux Mémoires de 1VL\!. RZÊAtI tt FOB* dAtJLt, rtlàiifs à toSservation des iiiterférenûes dans ie tas des grandes dtffétences de marche entre les rayoni (nterférents , et à plusieurs ùpptieations de ces procédés d^observation.

« Un travail très^étendu sur les interférences, daUsIeeasdes trèfr^randes différences de marches entre les deux rayons interférèoté, a été soumis à TAcadémie par MM. Fizeau et Foucault. Au Oioyea de rimportant appareil qu'ils ont imaginé* deux rayons qui diffôrent de sept à huit mille fois l'intervalle fondamental l d'une interférence donnent des franges observables et mesurables» tandis que dans les observations antérieures à leur travail on ne pouvait observer qu'un très-petit nombre de franges. Des conséquences inattendues, relatives à la persistance des vibrations moléculaires qui engendrent la lumière, aux équivalents pptiques ou rapports de réfraction , aux constantes qui règlent la double réfraction uniaxe ou biaxe, à la polarisation circulaire ou elliptique, à la polarisation chromatique et à la dispersion dans tous les cas de réfraction simple, double, circulaire, ont été déjà le fruit des travaux de MM. Foucault et Fizeau, et

i468 INTERFÉRENCES DE LA. LUMIERE.

de remploi de Tappareil de recherches qu'ils ont inventé. Cet appareilr que Ton peut sans crainte classer dans le rang honorable des plus utiles instruments explorateurs des sciences d'observation , peut être défini un analyseur chromatique de la lumière soumise à son action, qui sépare, avec une précision sans limite, les couleurs dont se compose la lumière qui lui arrive, de manière à soumettre , pour ainsi dire individuellement, les rayons de diverses réfrangibilités et de diverses longueurs d'interférences à l'examen de l'observateur.

» Pour en donner une idée, concevons une ouverture très-étroite où.arrive la lumière à analyser , les rayons divergents de cette lumière sont rendus parallèles par une lentille dont cette ouverture étroite occupe le foyer principal antérieur , comme dans le collimateur ordinaire ; puis, ainsi préparée, cette lumière traverse successivement un , deux ou trois prismes très-réfringents , qui séparent les couleurs d'une quantité jusqu'ici impossible à atteindre. Quelquefois même MM. Fizeau et Foucault ont employé jusqu'à cinq prismes. Enfin, après avoir traversé les prismes, ces rayons sont reçus sur une antre lentille convergente qui concentre chaque espèce de rayons en .un point unique. La série de ces points ou bandes constitue un spectre excessivement étendu, dans lequel, si l'on emploie la lumière solaire, les raies obscures , observées d'abord par Woliaston, et ensuite si admirablement étudiées et mesurées par Fraunhofer, présentent d'admirables points de repère pour définir la position des bandes d'interférences de toute espèce que MM. Foucault et Fizeau ont étudiées, mesurées, ou simplement reconnues, dans le grand nombre des phénomènes qu'ils ont soumis à l'expérience. Ce spectre définitif peut être observé sur un écran blanc opaque par réflexion , sur un verre dépoli, par transmission, ou enfin directement avec l'œil armé d'une loupe , comme l'a fait Fresnel dans son micromètre pour les franges de diffraction et d'interférence.

» L'intention de M. Arago , qui s'était d'abord chargé du rapport sur les mémoires de MM. Foucault et Fizeau, avait été défaire l'historique de cette partie de la science, et de comparer l'appareil et les observations décrites dans ces deux mémoires à ce qui avait été fait précédemment.

. « » Le rapporteur actuel , auquel Al. Ârago a remis le soin de faire valoir les résultats importants obtenus par les deux habiles pbysr-

INTERFÉRENCES DE LA LUMIERE. i469

cieos, ne donnera point cette étendue 2i Texamen de ces mémoires» et se bornera à une sorte de procès-verbal des recherches qae la GommissioD propose à Tapprobation de l'Académie, à la soitede v^ifications expérimentales réitérées.

» Ainsi nous renvoyons aux mémoires eux-mêmes :

» l*" Ponr la nécessité de tontes les dispositions prises dans l'éU* ' biissement de l'appareil analyseur, instrument fondamental de ces recherches;

• 2<» Ponr la production des franges par des miroirs offrant une différence de marche d'un nombre indéâni d'intervalles d'interférence;

« 3* Pour la production des franges entre deux rayons, dont l'un devance l'autre d'une quantité égale à trois millièmes (trois millimètres), donnée par une épaisseur de verre d'un millimètre , traversée deux fois ;

» A" Pour la production des franges dans les différences des marches dues à la double réfraction dans des lames parallèles à Tax^ de près de cinq millimètres pour le spath d'Islande , et de plus de cinquante millimètres pour le cristal de roche ;

» 5* Pour l'étude de tous les phénomènes de la polarisation chromatique et l'exploration de l'état où se trouvent les rayons des diverses couleurs, quant à la différence de marche; pour la polarisation rectiligne^ circulaire ou elliptique, et ponr la détermination des constantes de tous les éléments optiques que contiennent les phénomènes si variés de la polarisation découverte par M. Arago ;

" 6* Pour les conséquences théoriques que MM. Flzeau et Foucanlt ont déduites de leurs travaux relativement à la séparation, pour ainsi dire indéfinie , des divers rayons colorés , à la persistance des vibrations qui donnent la lumière et au nombre minimum que l'observation assigne à ces vibrations successives isochrones, résultat dont rimportance avait été indiquée par Fresnel i qui n'avait point alors de moyens de résoudre la question» et enfin à la complexité des mouvements lumineux que peut comprendre en un même point un rayon de lumière non homogène.

> Ainsi l'appareil de MM. Fizeau et Foucault doit être considéré comme une invention expérimentale de premier ordre pour l'étude des phénomènes optiques, simples ou complexes. Les résultats ob-

DigitJzed

1470 iNTnrànEoiaEs de la-lumibse*

teouf par aaa moyen soat déjà très^impQrUiitB ; il miiift promet» Mitre les maios de ses aateors et des autres physiciens, des déterminatkmt et des déoooyertes de la plus haote importance» comme, p^r exemple, la mesure exacte des constantes de b double réfraction biaxe pour les diverses oeiileors, et la vérification de la loi dite du carré des ' accès, dans hs phénomènes de rotation dn qnaru, et bien d'autres applications, deai|«elles MM. Foucault et Fizeau ont déjà fait le plan et essayé avec succès les premières dispositions.

9IA Commiasioft propose donc à T Académie de donner son approbatHNi aqx dfux mémoires de »1M* Fiseai} et FoncanU* et d*ea ordonner rimpression dans les mémoires des savants étrangers. »

Sm leê bandes pmrailèks jaunes ei noires du wica, par M. ^. ttAifUNGiR.

« En regardani; sur une feuille mince ^ plane de mica, que Ton tient trèspprès d^ Vœil. l'image réfléchie 4^ la flamme d*uue lampe 4'akobolsaii$, b couleur jaune bQQ^ène de la flamme apfiarattra di,visée par un grand nombre de raies ou stries traosvei^sales noires^de v^ff^ largeuir, et séparées entre telles parades stries ou raies jaunes. €es baodes jaunes sont perpendicKlaires au plan de la Inmière màr 4entc. Plus la fenille de ^lica eit mince, plus les bandes sont larges; dax^ d^a (eoiUes plus épaisses elles sont 4'uj>39 finesse extrêm^ç, et aont sffK mêmie temps très-régulières^ M'^yani; p«^ eu roccasion de Caire des observa,tiQns plus exacteSi, de prendre des mesures, etc;. , je cegrette de ne pas pouvoir ajiQutcr un plus grand intérêt à la descriptÂ9A d^ ^ phénomène trèa-Qurieux, et que Ton ^eut f^cil^ment ohaarver«

» Ve^piiioaiUQn en est trèç-simple. Ces bandes transversates^aher- «ativfoent jaones et noires, représoii^teni les anneaux de Çfevtan» 4*ma Offdre trèsrélevé. On sait que les sept premien^ ann<$a«4^Kai co^ \m^, et si1>riUdn(a dans la Imnière bla^nçbe^ paraisseat alternativement jaimasiet noirs* et sont suivie de plusieurs autres séries de ba^ndes paiiallèles, jaunes et noires, quand on les éclaire avec la lumi^e janne hoh eMgtae de la lampe à «Jioohoï salé. Or,, l<is bandes parajièles de la feuille 49 mj^ rept'ésentent c^^ anjonajux extérieurs* Plus Tangle sous leqiK^l on observe la feuille de mica est oblique, plus est grande la dis-

INTERFÉRENCES DE hk LUMIBRS. 1471

tance quQ la (un^e piiroourt dm» ma imôrieup, aTMt.d^ètre féy flécbie i la $i9ccMi«t^' wrfdce. Les maxima et les minima dHntensîié correspoii4ei)t ^^j^ bander jaugea el noires, ie phéBomèoe devieal pjk^ brillât , (e^ baodes p^ralièlea jaun^ et nwes sont très^k»08«es« si roB i^Fandit l«icbAiQpde la yJ3H» en faisant réfléchir sur la feailte à» nûca la looMèfe ^'one fenille de papier Maoo, éclairée par k flaoïAoe jan^e lioinaftèae d^ la \%mi^ ^ aioQbol salé.

« l>e9 féaiUc^ très^-^miiuies paraisseot tout à lait noires on très-brillanies, saivapt fa'eUes qbi P^[»iasear veuhie pour réfléchir seoie^ meDt les inrainaa ou les maxima. Cette eireonstance donne aux feuilles de nùca erdinairea^ irrégulièrement brisées oa froissées, un aspect fOûiré singulier.

• m. Tattiot a ebserré sur des feuiHes de verre d'une très-petite épaissoBT un phénomène analf^|ue4i cehii que nous venons de décrire. Herscbel en fait mention dans son Traité de la lumière, n^ M9. Mi. Brewster ajoute que le phénomène s\)bservo encore mieux sur des Iniilies de nie». Mais les bandes jaunes et noires de Talbot sont d*wie autre natfN?e que les nôtres, quoique produites toutes lesdemr par k» interiérenees de la Iwiéère. Cette différence se manifeste déjà dans Tobservation : tandis que les bandes de la feuille de mica se dessinent plos nenenaent, h mesiK'e que l'on rapproche la feuille de Wàij ke bandes de la feuille de verre, au contraii^, deviennent toujows plus laibles et disparaissent vers la fin tout à fait.

« dan» l^nage resserrée de la flamme d^iicohol salé, les bandes, atternailvemdnt jaunes et noires, Ibrment des lignes courbes, droites et paraft^esTune à Pautre. M.voBEtlingsfaausen a feit sur le nature de taur feraae partiouMère Febservatton suivante : « Les points dMnct^ » denoe qui, sur la feuijfe de mica, répondent aux même» diflérence» i^ devMrchede» rayons, se trouvent à nne dist»iC6 invariable de » l'œil, sur un cercle dont le centre est donné par la perpencHe»*

• biffe ^ittsée de^ Toeil sur la feuille de nuça. Ce que l'on observe,

• c'est b li{^ d^tersectioadK cône, dont le sonunet est dans l'oeil, > et qui a pour base le cercle ci-dessus, avec la surface sur laquelle » l'œÙ reporte le phénomène. Cette courbe, on le voit, est une hy- A p^bole ^ conrhure inseaaîWe^ » Pour faire cette expérience, on avî^t pla^ la f^Utede oûca harûsentalBnftent, et l'angle d'incidence, compté à partir del'œil, était beaucoup plus grand que Uh\ Sur le

1472 mTERFlÉRENCfiiS DE lA LCMlÈRfi.

flûca donCf les baodes d'interférence concentriqoes forment de véii*taUes cercles, mais on ne voit cbacnn d'eni qoe dans nne seole direction ; cette direction est perpendicalaire à l*nn des cercles et se troave en même temps sur la surface du cène mentionné : l'œil fixé dans cette direction Toit réellement la projection sur le plan perpendiculaire à l'axe de vision. La projection sur Taxe de yisioq, ainsi que la projection sur le plan yertical transversal à cet axe^ sur lequel se réfléchit l'image de la flamme d'alcohol salé, forme une hyperbole, si l'angle d'incidence, compté à partir de l'œil, est plus grand que &5''; une parabole, s'il est de AS""; enfin, une ellipse, s'il est plus petit que hy^ L'hyperbole s'approche d'une ligne droite à mesure que la di« rection dans laquelle l'œil observe la feuille de mica est plus oblique. £n plaçant derrière la tête la surface de papier éclairée par la lampe et réfléchie par la feuille de mica, Ion peut aisément observer la courbure des bandes à leurs extrémités.

9 Si l'on fait tomber directementun rayon de lumière solaire à traiiers l'ouverture d'un volet, sur une mince feuille de mica, on obtient un système réfléchi de bandes d'interférence colorées, perpendicn* laires aux plans d'incidence. La ligne moyenne transversale est blanche,

» Dans la lumière réfléchie les bandes parallèles noires s'observent Crès-nettement. Pour cela, on place la feuille de mica devant un fond noir , le contraste de la lumière claire réfléchie avec le fond noir est très-frappant. Sous l'angle de polarisation, toute la lumière appartenant à la bande claire est polarisée dans le plan d'inddenoe, et peut être éteinte au moyen d'un prisme de Nicol, dont la grande diagonale est placée transversalement; si l'on place obliquement la feuille de mica entre l'ceil et la flamme homogène, on voit encore di- «ectement les lignes parallèles, mais le phénomène est alors beaucoup moins brillant. •

M. Haidinger remarque ensuite avec raison que ses observations ont beaucoup d'analogie avec l'expérience de M. Wrede, dimt nous avons parlé tant de fois déjà.

Hâte sur les anneaux colorés dans eerîams fluides ou mUieusp diekronuUiques, observations de M. LaEVfE^ rédaction de U. HAIDINGEB.

« M. Lœwe, directeur général des monnaies de Vienne, a remarqué

iL]»!fEAUx GOLonèd. 1473

tp^n regardafit à travers une diasoIiitioD de chlorare de chrome dans r^u, renfermée dans on vase cylindriqne, an aperçoit sur le fond vert des anneaux violets. Que l'œil de Tobservateur soit situé dans la direction de Taxe du vase ou dans une autre direction quelconque, ce phénomène a toujours lieu, pourvu que le vert de la dis* solution, placé en face de l'œil, puisse servir de fond aux anneaux violets. On peut comparer la grandeur des anneaux à Thris de4'œil; Tespace intérieur rappelle la pupille, dont le diamètre est à peu près le tiers du diamètre de l'anneau.

» La vivacité du phénomène est ia même, soit que le vase qui renferme la solution se trouve immédiatement devant l'œil, soit qu'on rétoi|;ne à la (Hstance de la vue distincte. Bntre les deux faces parallèles d'un large vase qoadrangnlaire, les anneaux apparàissient aussi très-nets.

t M. Lœwe examina ensuite d'autres liquides, et d'abord ceux qui, qoancl là solution est plus étendue, apparaissent verts comme le chlorure de chrome, ou qui, en solotion plus concentrée, se montrent ronges comme le chrome alunisé, ou le manganate vert de potasse, qui passe an rouge dans son oxydation. Les anneaux de ce dernier liquide se montraient violets comme ceux du chlorure de chrome, tandis que ceux du chrome alunisé, dont la . solotion penche davantage vers le bleu» avaient la couleur du bleu d'indigo.

» A mesQre qu'on fixe plus longtemps un même point de la solution, la vivacité du phénomène diminue, et le champ de la vision se colore d'une temte uniforme. Mais l'œil a été réellement excité par l'iuK pression qu'il a reçue, car, si l'on déCourne le regard de la solution pour le porter sur uo nwar blanc, on aperçoit distinctement un anneau de couleur complémentaire^ c'est-à'-dire vert et un peu jaunâtre, après les anneaux violets dndilornre de chrême; d'un jaune éclatant, . après les anneaux bleus du chrome alunisé. La saturation de l'œU, par l'impression vive de la blancheur du mur^ excite, l'œil et le rend (dus apte à bien saisir les anneaux primitifs.

» D'autres milieux diaphanes, comme le chlorure et l'acétate de enivre, ne donnent point d'anneaux, mais une itache d'une, couleur plus saOlanite dans l'axe optique, d'où résulte, si on reporte les regvds sur le mur blanc, une tache de couleur complémentaire très- vive. Des milieux rouges et jaunes donnent les mêmes résultats.

i474 INTERFÉRBNCBft DE LA Kf^MIERE.

* Lett liquides ci^deMus inentioiiiié» appartiennent à l« classe des miiievx que M. Herscbel a désignés fions le nom de mvlieui dicbromatiques, parce quHIs ont réeHemeat deux couleurs distinctes ; et cette prepriété estsan^doatek cauise de la pkis grande vii^acité da phénomène obstervé. Daos les milieui de<oolear parftitefiseiit nniforaie, ott qui n'ofti réeltement qu'une seUfle eecdeur, et qui ne laièsetit par cdniséquent- parvenir'^ }*€Bilque la nuance eorréspoiMiante av seul rayon luinineftx qu^elles dmetteiit, la portJed la plus daiiiee seM la plus claire ; celles qui l'entourent te* seront moins, iMis elles eonser* veront la môoie ooaleur^ et ne'Scidîbtiiigaei^Bt (fÊt par m degré pkis oniboinsélevéd^ clarté ou d*obsoarfté.

m h» cas iisi très^Sôreat, sfU â'agiiiiea mUienx diebuoBMtiiqpiev doDlsotispaîdiiMistoiMrkrbeiire* IlialfiAçte.a/taBfttoutdefaif^obâdrvck' que, dans ces milieux, et principalement dans ceux qui appaiwasettl Tercs.et Kiotetsi hs deiucoidiçurs^sQpt oo n^èipe:tea9|>s4e^ oouiears cofoyilémeauires , lea oouJeujr^» aeeidapiaUeB de quelques pbysicieiis^ les couleurs physiologiques oa subjectives de Gœtbe. S» IroU regacde à travclrs uii^le ces «mHeaxdiehromatfquett, laportioisdtt'la rétîoe la plustvuisine de Taxe optique est affectée ou excitée par aoe imfwes* sioB é'ube certaine intensité. Les parlie8ieayir<»inftntes, par là mèney seront mieux, disposées à recevair l'isàpreBsion compléneotaire. Mais le milieu, de sou côté, i«ndà. ptodnife œtHemêmeimprèssiffli oon^ plémeninlre; et «'il ne b.. produit pas immédiatement» c'^qqesa seconde «ooléur est en .^ndlque soete édipsée par la vivaôilé pkis grande de la|»remiôre codeur ; les cle«t aptitudes dâ la rétine etdu miliea^en^â'apoutant^ foiit.naatre rimpk*easieinyde la.conlettc c-cMnpM't mentaire, sons formel d^anuenu embrassant»» segment circuiaite de la rétiocv antfnRret-pièsde raxedetisivn^ l^impreasiopi estiieaùcosp meins ^iwe sur les portionsplas éloignées de la* rétane;'

b«' Oh peut ènco#e eniisagerces phétUMUènes scbs le rapport des spe^ti^ donnés par tes milieux dleliromatlques. Les milieux colères, ou chromatiques ordinaires, iif'ont qtf^tfn é^\ mâiximum'deltimière. Ainsi^ iels milieux terty derleilnent plus verts à mesure qn% scttit plusépàis, eotome, pkt exemple, léë veir^ térts, les soltofraus veirres de nicfe^, et quelques solutions Vertes de cuivre, etc. — Les inilîeuli dicfarématlquesontdeuatmtàxiAiacdëns le'cblomte de^^ltrôbie, 1-uii est vert, l'autre est rouge: Si la portion de Kêeii la ^l>crs voisine de

Af«KteAUX G0L0RS8. 1479

f tté optique est affeeiée pins fortement par Tuo des maxima, l'effet ^e l'autre maximum se montre immédiatement aux parties environ* nantes, et produit l'annean obsenré ; Faction du maximum, qu'on ne i»ér(oft pas directement, diminue réguilÊrement iPintensité et de teittfe.

» It resleratt enéôre beaucoup de solutions^ obài^rver, mats il im« ftkw ^iÈB eAtoré d'étudier \éê vetres c^oréë oikiinaires. La pltipart . d'eàtfe eux M donnent que peu ob point de résultats ; on aperçoit tout aâpflus unie uietie plus foncée, prodoite par l'impression plu9 grande qui a lieu dans la direction centrale. Les verres veris donnent un^ tache jdihAtre, les verres violets contenait du manganèse ^oânent oiie xattSàe bleue. Les nuances des taches sont eietles que l'Os obtiendrait en superposant j^^éufs Verreè ou plaques.

*»'fies venfes bteus de cobalt, qoipoaàèdeQt , d'après 11^ Herschél, deux. iBaitoa de couleurs, montrent ansi) les aïneaux avec une wuèlè parfaite. M. Baldkiger a remarqué en odtret, dansleciuiattp imériéur plua- clair, un yoint obscur singulier.? On sait que penr.priH ^ife«petiemettt leê deux ttMnima decottleirra on n'a qu'à regarder mie lumière, la iamme, par exemple^ d'une bougie à travers un p^ifittie, «B iat0rposam le verre bleu entre l'osi et le spectre. A OMSure que l'épaisseur croft, on vmtdeuT flammes séparées, l'une rMgie et l'autri^e blese. Avec le dilorure de cbrtoe onr vol} aussi les deux ilsage» léparées de la flamme.

9 Po^t- ren&% les anneaux plus visibles, il Aiut regarder fixement à UavereipluflieonD plaqnea de verre bleu, posées l'ime sur l'autre, et les indiner de plos en [rfus. U faut nlaturdleaient que le foûd soit uniiorme et Jxen clair, cemme, .par' exemple,, un del Couvert et QQâges bbniBSogrisâtres;

» M. Loewe a indiqué un autre ridoy^n d'observer des anneaux très" distinct» 2«^ regarde li une certaine distance le ehamp 4iapbane ou transparent de lumière untforme , puis on le rapproche peu à peu de l'tett. Si ensaîte on l'éloigné de nouveau en le reportant à une (BMàttee de plus éu plus grande , on voit apparaître une tache plus- <tiiré, qui arrive même à la couleur Complémentaire.

* Quand on satire l'oeil gauche , en regardant fixement pendam qnelque temps une plaque de verre bleu qu'oti tient dans la main ^hiolte , puis qu'on porte subitement le regard sur un papier blanc

1476 INTERFÉRENCES DE LA LUMIEf\^.

qu^on tient dans la main gauche , on a la sensation de la couleur complémentaire brun-orangée du milieu, avec un anneau clair couleur de soufre.

» Mais il est aussi des milieux qui , n'ayant qu'un seul maximum* présentent cependaut le phénomène des anneaux. Parmi ces milieux il faut citer surtout les solutions d*oxyde de enivre dans rammoniac caustique, dont la belle couleur bleue tend , d'après Herscbel» au violet, en laissant passer à travers les plus grandes épaisseurs le rayon violet pur. Cette fois les anneaux sont plus foncés , bleus et tendant vers le violet.

» Placée à une distance plus grande de l'œil, une sur&cede même grandeur paraît plus foncée; plus rapprochée de l'oeil, elle devient plus claire , mais l'anneau se montre toujours.

» Croix de Saint-André. — En répétant les expériencea[de M. Lcl^we, M. flaidinger a fait l'observation très-curieuse d'une nonvèBe apparition 'optique. On place pendant quelque temps un verre de ccMrieur bleu-foncée entre rœil et le gris-daîr uniforme des nuages. £n l'êMgnant subitement on aperçmt dans la direction de la vision, en oatrede l'anneau complémentaire un peu plus clair, ou du moins d'une tache plus claire, suivant que l'œil a été plus ou moins impressionné par le verre bleu , deux lignes qui se dessinent sur la tache ou sur l'anneau en forme de croix de Saint- André. Elles s'étendent d'abord sur t<»t le champ de la vision^ mais peu à peu leur vivacité diminue, et«Uesse perdent dans le fond «uàforme de la lumière des nuages. Cette croix de Saint-André apparaît encore lorsqu'après avoir couvert pendant quelque temps les yeux avec la maln^ on les ouvre ensuite rapidement. Si l'ou incline la tête de 45*, la oroix se montré comme formée d'un trait de lumière horizontal et d'un trait vertical,' et ee Eût prouve que les lignes qui f<Hrment ki croix sont fixes dans l'œil et ne ressemblent pas, par conséquent, attx houppes de la lumière polarisée, dont la position dépend dû plan de polarisation. »

M. Haidinger cherche ensuite à expliquer cette singulière apparition par la btructore du cristallin de l'œil humain, formé, comme l'ont démontré MM. Warneck, Hannover et Weld, de divers sysièmes de fibres se coupant suivant trois systèmes de lignes « l'une horizontale., les deux autres unies et verticales. C'est probablement h Texistence de ces deux lignes d'intersection que serait due la for-

ANABADX COLORÉS. 1477

maâon de la croix de Saint-André» qnoique Ton n'explique pas encore assez parfahement de cette manière ]*angie presque droit que les deux branches de la croix forment entre elles.

Sur la série des couleurs dam les anneaux de Newton , par Ernest Brdcke.

• On uille, au moyen d'un couteau bien tranchant, une lame de gypse cristallisé de manière . à ce que le plan incliné de la taille forme avec la lame od angle dièdre de dix degrés environ, et on la noie ensuite dans une couche de baume de Canada, après l'avoir mise entre deux lames de verre. Le bord tranchant, vu à travers deux prismes de Nicol, avec un grossissement de vingt fois, présente un système de bandes analogue aux anneaux de Nevrton , et qui donne les anHieaux correspondants à ceux de la lumière réfléchie quand les prismes sont croisés, et les anneaux de la lumière transmise quand les prismes sont parallèles l'un à l'autre.

» Pour mettre mieux en évidence les couleurs propres de ces divers anneaux et les mieux comparer aux couleurs du spectre, on représente sur une feuille de papier un spectre complet allant de l'extrémité rouge jusqu'à l'extrémité gris-lavande , de manière que les couleurs se trouvent l'une à côté de l'autre dans le sens horizontal. Ensuite on partage le spectre entier dans le sens vertical, en sections chires et sombres, de manière que les divisions correspondantes \ chaque couleur soient proportionnelles aux longueurs d'onde. SI Ton commence ces divisions par une demi-phase sombre , à partir d^mie droite menée horizontalement à travers le spectre , les sections transversales du spectre qui sont parallèles à cette ligne horizontale donnent, en se succédant, la série des coulenrs du système d'anneaux de Newton , en ce sens que les couleurs dont la coupe transversale se trouve dans une phase claire forment la couleur de la lumière réfléchie, et que les couleurs dont la coupe transversale se trouve dans une phase sombre forment la^couleur de la lumière transmise. Le contraire a lieu si les divisions commencent par une deml-|Aase claire.

n Après s*être procuré de cette manière une vue générale sur la composition des couleurs, il reste à examiner les nuances intermé^

1478 1NTERFÉBENGE8 STE XJL LUKIERE.

4iair«9. Pour y parreiMr. je ipe apIs lervi d0 lauM^. àa gyfise taiBée^ d6 la manière ci-de»8us io4iqoée. Ayaot exajiUné uo grand nombre de ces lames au moyen du microscope polarisant m sous diver» grossissements , je suis arrivé à reconnaître {dus parfaitement la série des couleurs des anneaux , et à m'assurer que plusieurs détermina*^ tfons antérieures sont réellement inexactes. J'ai soumis ainsi là série des couleurs des anneaux de Newton , série qui offre tant d'intérêts* sous le rapport de la Chromatique » à de nopTeiles, çxpâriepces plus concluantes.

■ Considérons d'abord les conlenrsdu système d>no^af|x de Nenlon dans la lumière réfléchie , en méoie ten^ps que les teintes complémentaires, c'est-à-dire les couleurs des .anne^aux dans la lanière transmise.

» D'après Newton, le premier anneau près du centre noir est bkq. Cependant il dit iuir-même ( Opr. IS, Fart. I , Qbs. Vf):» Coloris^ » cœrulei adeà pusillum erat quod aspectu percipêretur^ ta non in 9 circuHs^ quos prismata exhibuerunt , discerner e omninà non po- » tuerim ; neque verà in eo violacei quidquam distincte c^mere^ » potui. 9

» £n effet, cette couleur n'est pas bleue, mais gris-lavande. JLes rayons gris-lavande , comme les plus réfrangibleç t apparaissent les^ premiers, et les autres se mêlent à eux dans des pjroportik)ns tellesque, par l'empiétement des rayons bleus et violets sur les rayons moins réfrangibles^ leur teinte particulière se conserve et ne seni|)ljS, s'approcher de plus en plus du blanc que par sa clarté croissante.

» Le complément d^e ce gris-lavande,, c'est, comme, je l'ai récemmant montré, un beau brvn pur, qni devient plus saturé et plus tonç^ à^ mesure que la clarté du gris-lavande augmente. Newton appelle cette couleur : « Rubeus fktvescens, » probablement parce que son verre coloré ne lui permettait pas d^ la distioggier mi^ux. .

9 La seconde couleur, en partant du centre , d*^rè3 Newtpn» est blancjbe ; mais ce blanc n'est pas pur, Si Ifi gris-lavande est arrivé à pn certain degré de clarté , il devient un peu vei't , le ivert.aj^nt atteintalorslemaximom de son intensité» tandis^qaQ.)^ rouge, k caqse de sa plus grande longueur d'onde, est encore en retard ; puis iji p9^ au jaune-paille très-pâle. Cette phase est la p)u3 .claire du premier système d'anpeaux, et son complément est on briinr]:o;i^;je4tre fpiffç^^

ANNEiAUX COI,pBB&. . 1479

qui procède Qpe antrç |,eJ.Qte qae I'oa pourrait désigner cornue un mélange dn violet le plus fonçé^veç un peu de gris,

» Le véritable noir n'este nulle part. JLejaune-pâle mentionné se transforme bientôt en un jaune-briinâtre* qui deviept successivement «rangé-foncé et roiige-foncé ;. c*?st avec cette dernière leintç que finit, d'après la division de Newtcn , le prenoier système d'annpaux. Le3 couleurs complémentaires des couleurs qui viennent d*être nommées sont les suivantes: violet-foncé non pur, bleu-j;risâtre» bleugrislifre plps pâfe> et enÇo vert trèç-pâle non pur<. .. .

» hp second système d'ianpe^ux de Nevii^ çof^m^çe^ ffàv Y^^riUon des rayoa^ violet3 e^ ^is-lavafides d^s Ic^r ^^foade j^Vfse claire. On voit se développer successivement des t^ipte;^; pourpre, indiRo, b]|eii-C(iel». vert^çlajr, jaune.. Efitre, c^ dejax dçppières, l'inteni^ité de lumière est la plu§ grande. Ce j^ui^e diffère essentiellement du jaune dans le premier système ; il tient du jaune pun^du j»peç;tre Qt précède wn orangé clfiir suivi d'jwa ro^ge ?f}oyen, ij-èsçlftir. Lps coiileurji dp la lumière îransmised^pesy^tèmâ spfù : vjertjaunâtr« çlair^ jauRerclairj, iaunjedy, orfl^é, vonf^» B!^¥f^^J^^^> violet ; ensuite, à mesure que la clarté augmente, bleu et verjt,. .■>.■

» Le troisième système d'anneaux commence comme le second par le pourpr^^; puis y^ient le viple^, l'inf^gP^ le JJep^j ç^ iqiptçsi ;ie sont pas pures; enfin , vert de. mer et ij^ri^ ce dernier vert est le plus brillant de tous les systèmes d'anneaux précédents. Ce vert se transi^rme suocessHrement cm^ vcrc^jamnââre pftie, jattne-«pâle,'.rôàg^^air tt roiif;e. Les ooiilenrs coniplémemainés et ce syi^tème s^nt les' sui^- VAites: ifert^jaanftlreciafir^ ^^ertnon-pur^ it>uge-cbBir.«duiplément ém vert de Qier, ronge, pourpre ^ iilelJi-*grisfttre, Tâit dë> meh* et mxt briitonc. . v -.r- i ... . -r, ■■.■'. ,■-.. . .• /.-• <:

4 ji4a BiMip^ infiSFOiédiamiejiiiftrelelreié^mieifei^uattd'a&iieftu^iPia été désignée par Jfft«rt(Hî en finissant île Irolfiième système pBTic: 0i ruiner. subc€truku$^ v .et on ciiamença&txiie quatrième; ipér.: « viridts subcceruleus. » Gps expressions sont aussi fidèles que le permet la pauvreté de la Ungué relativement aux couleurs. ^Mais il bat observer que le « ruberis^ccBruleus 9 ne correspond pas au pourpre , nj le « virijdis subcœruleus v an vert de mer d.u système précédent. Les deux teintes sept pâles et effacées, comme si elles étaient couvertes d'un voile. Puis vient un vert très-vif, qui,, d'après

1480 INTEAPÉflEIfGES DE LA LUMIERE.

Newton , se transforme ensuite en gris-jannâtre et ronge. Hais ici je ne suis pas d^accord avec lui. Je trouve seulement que ce vert précède une teinte verte plus claire, suivie de vert-grisâtre, roagegrisâtre et de rougé-chair très- vif. It est très-difficile de distiogaer cette nuance intermédiaire, mais on y arrive au moyen de la coaleor complémentaire. On trouve alors que le ronge complémentaire est suivi non de pourpre, mais d^une nuance sale rouge et da vert complémentaire.

9 Le cinquième système commence par nn rouge qui tient dd fauve» suivi de vert-bleuâtre pâle, d'une nuance également fauve, et enGn de rouge-chair pâle. Les couleurs complémentaires sont : rouge-etiair pâle et gris-bleuâtre pâle.

» Le sixième système présente lestantes suivantes : d*abord rongechair, ensuite gris-rougâtre , vert-bleuâtre pâle et rouge-chair trèspâle.

9 Â partir de ce point on ne peut pins distinguer ies nuances intermédiaires. On observe seulement tes couleurs principales des septième et hnitième systèmes 9 savoir» le rouge-chair très-pâle et le vertbleuâtre. »

Suriesanneauxeobrésde NEVtrrON , par MM. F. de la Provostate et P. Desains.

On sait que la théorie des ondulations rend compte de preaqne toutes les particularités dn phénomène des anneaux colorés observés par Newton. Sur un point seulement U reste nne difficulté asm grave. En observant sous différentes incidences les diamètres des anneaux formés entre deux lentilles de verre , Newton dit avdr reconnu que les épaisseursdes hmes minces d'air qui correspondent successivement à un anneau de même ordre varient (Mportionnellement à la sécante d'un angle qui peut être défini par la relation

(.os + i)

sm titB? ■ smr.

n *>^ l'indice de réfraction du verre , et r l'angle que , dans la lame mince , le rayon lumineux fait avec la normale. La valeur numérique de sec u ne diffère pas sensiblement de sec r