A. Bertin, toc cit

Aussi, dans l'un et l'autre cas, la lumière, qui s'était bien dédoublée en traversant le premier spath, est restée simple en traversant le deuxième. Le passage à travers le premier spath lui a fait perdre la faculté de se dédoubler en traversant le deuxième spath biréfringent.

III. Expérience des niçois croisés. — On peut simplifier l'expérience d'Huygens, de manière à la rendre plus facile à interpréter. Pour cela, au lieu de se servir de rhomboèdres naturels de spath, on prend deux cristaux de spath, taillés artificiellement et modifiés de manière à n'être plus biréfringents. C'est ce qu'on appelle des prismes de Nicol, ou tout simplement des niçois, du nom de l'inventeur1. En réalité, le cristal ne perd pas sa propriété biréfringente; mais le rayon réfracté extraordinairement émerge seul, tandis que le rayon

ordinaire subit une réflexion intérieure. Les faces traversées par la lumière sont d'ailleurs deux faces naturelles du spath (fig. 645) ; ce sont donc deux rhombes, où il est facile de distinguer les deux petites diagonales qui définissent les sections principales du cristal.

Si l'on met un premier nicol sur le trajet de la lumière, on n'obtient donc qu'un seul rayon réfracté, et si l'on fait tourner le nicol autour du rayon incident, la lumière passe toujours avec facilité, elle n'a perdu ni son intensité, ni sa couleur : tout se passe comme si elle avait traversé une simple lame de verre. Mais recevons ce rayon émergent sur un deuxième nicol, semblable au premier. Si nous le tournons d'abord de manière que les sections principales soient parallèles, nous ne voyons rien de particulier, la lumière traverse le deuxième cristal comme le premier; mais si nous croisons les sections principales (fig. 6-46), il n'y a plus de rayon émergent, la lumière est éteinte : le deuxième nicol, qui tout à l'heure était transparent comme du verre, semble être devenu opaque comme du plomb.

Fig. 645.

1. Pour construire un nicol, on prend un rhomboèdre de spath d'Islande de 20 à 30 millimères de hauteur environ, sur 8 à 9 de largeur, et on le coupe en deux suivant un plan perpendiculaire au plan des grandes diagonales des bases et passant par les sommets obtus les plus rapprochés l'un de l'autre, puis on recolle les deux moitiés avec la même orientation avec du baume de Canada. Le parallélépipède ainsi construit constitue le prisme de Nicol (fig. 643).

Fig. 643.

Fig. 644.

L'indice de réfraction du baume de Canada étant plus petit que l'indice ordinaire duSspaih d'Islande, mais plus grand que son indice extraordinaire, il en résulte que lorsqu'un faisceau lumineux SC (fig. 644) pénètre dans le prisme, le rayon ordinaire éprouve sur la surface ab la réflexion totale, et prend la direction CV/0, tandis que le rayon extraordinaire Ce passe seul.

IV. Interprétation de ces expériences. — Interprétons l'expérience d'Huygens, ou celle des niçois croisés. La lumière naturelle, c'est-à-dire celle qui nous vient directement du soleil, traverse tous les niçois, quelle qu'en soit l'orientation ; mais la lumière qui a traversé un premier nicol ne peut plus en traverser un deuxième quand leurs sections principales sont croisées : cette lumière n'est donc plus de la lumière naturelle; son passage à travers le premier nicol lui a donné des propriétés nouvelles, entre autres celle de ne pou-

Fig. 646.

voir plus traverser le deuxième nicol. On exprime ce fait en disant que cette lumière est polarisée^ et ce phénomène nouveau constitue la polarisation de la lumière. On peut donc définir la polarisation, au point de vue expérimental, de la manière suivante : Un rayon polarisé est un rayon qui a traversé un premier nicol : il est entièrement éteint par un deuxième nicol, orienté à angle droit avec le premier.

587. Cause de la polarisation : Vibrations transversales de l'éther. — Pour découvrir la cause de la polarisation, il suffit d'analyser avec soin l'une des expériences précédentes. Si la rotation du premier nicol autour du rayon incident ne produit aucun effet quelle que soit l'orientation de la section principale du cristal, c'est que le rayon incident ou rayon naturel est identique à lui-même sur toute sa périphérie. Mais il n'en est plus de même du rayon polarisé, puisqu'il passe dans un deuxième nicol, orienté parallèlement au premier, et qu'il est éteint par un deuxième nicol orienté perpendiculairement au premier. Tout n'est donc pas égal sur le contour de ce rayon polarisé, le côté horizontal est tout à fait différent du côté vertical1.

Il faut conclure de là que la vibration lumineuse ne peut pas être longitudinale, c'est-à-dire dirigée suivant le rayon lui-même, car alors ce rayon serait identique à lui-même sur tout son contour. Cette vibration ne peut pas non plus être oblique au rayon lumineux, car, si elle était oblique, elle pourrait nécessairement se décomposer en deux vibrations composantes (d'après la règle du parallélogramme des vitesses); l'une, transversale, resterait donc perpendiculaire au rayon, et l'autre longitudinale. Or cette dernière ne pourrait jamais être éteinte par un nicol, puisqu'elle serait identique à elle-même sur tout son contour. Par suite, la vibration lumineuse, ne pouvant être ni parallèle au rayon ni oblique, doit lui être perpendiculaire : donc les vibrations lumineuses sont des vibrations transversales, tout comme les vibrations des ondes aqueuses que nous avons étudiées précédemment en acoustique (584).

On est donc forcé d'admettre, comme une conséquence rigoureuse de l'expérience, que la lumière est le résultat des vibrations transversales de l'éther. Dans la lumière naturelle, les vibrations transversales s'effectuent dans toutes les directions à la fois autour du rayon ; dans la lumière qui a traversé un nicol ou un cristal biréfringent, les vibrations transversales ont été orientées dans une seule et même direction : c'est pourquoi l'on dit que le rayon est polarisé.

Or, supposons qu'un rayon polarisé perce le plan du tableau au point C, et