APPAREILS DB L OPTIQUE MODERNE

deux de ces cônes , dont les rayons sont deux à deux en relation d'interférence. Les conditions d'interférence varient, il est vrai (§ 217) , dans les divers couples; maïs comme le cristal est loin de l'objectif, et l'objectif petit , cette variation est faible. Bref, la teinte obtenue est la moyenne des teintes légèrement différentes apportées par ces couples de rayons; et, comme les deux cônes de chaque point ont sensiblement la même constitution, il en résulte que cette teinte est uniforme dans tout le cristal. L'éloignement du cercle de Ramsden permet d'interposer entre Foculaire et l'œil un rhomboïde de spath d'Islande R , assez épais pour séparer chaque pinceau en deux pinceaux distincts , l'un ordinaire et l'autre extraordinaire. Chaque sorte de pinceaux formant sur la surface supérieure du spath son cercle de Ramsden distinct, il suffit, pour n'admettre dans l'œil que les uns ou les autres, de varier un peu la position d'un petit trou (c'est un œilleton mobile) pratiqué dans une plaque de métal qui recouvre cette face supérieure; de telle sorte qu'on peut obtenir presque simultanément et sans déplacement sensible de l'œil les deux phénomènes complémentaires, couleurs, anneaux, lemniscates, spirales, etc.^ dont l'ensemble se retrouve toujours en polarisation chromatique. Quant aux états intermédiaires , on les obtient en tournant le corps du microscope.

Le cristal étudié repose et est fixé au besoin par de la cire molle sur une plaque de verre V, portée par un tambour intermédiaire à la pile et au microscope. Ce tambour, muni de deux mouvements et de deux limbes (omis dans la figure), permet de tourner le cristal dans son propre plan et de l'incliner plus ou moins autour d'un axe horizontal dont l'orientation peut changer.

En terminant cette étude du premier des deux appareils qui se trouvent réunis dans le microscope d'Âmici, il ne sera pas superflu de remarquer que , si cet appareil emploie , comme celui de Norremberg (dans un autre ordre, il est

vrai), deux réflexions successives, Tune essentielle et Tautre auxiliaire sur un miroir ëtamé , cette dernière a lieu sous une incidence rasante plus généreuse que Tincidence normale.

L'appareil d'Amici, dans le rôle précédent, nedilKre pas essentiellement d'un microscope composé, il va devenir propre au suivant par Tadditiou de deux pièces corrélatives que naus appellerons le collecteur et le disperseur,

§ 225. — Lumière convergente. — Le collecteur.

Adaptons sur Textrémité objective du microscope un long tube terminé par une sorte d^oculaire double, formé de deux lentilles inégales qui ont pour foyers 5 et ta millimètres, et distantes seulement de 1 millimètres (fig* 1 1 5) ; ce qui donne à leur ensemble un foyer principal extrêmement court d'environ i , 5 : si nous supposons d'innombrables rayons arrivant sur la lentille inférieure dans une foule de directions, et si nous classons ces rayons en faisceaux parallèles , ces faisceaux formeront leurs foyers dans le plan focal principal, distant de i,5 de la dernière surface du verre supérieur. Ce verre, ayant une ouverture de i3 millimètres, les coUigera tant que leur inclinaison sur le pinceau central ne dépassera pas Tangle qui a pour tangente

— ^? c'est-à-dire 78 degrés. Il y a plus : après avoir subi

l'action du collecteur, ces rayons, qui n'étaient pas destinés à Tobjectif du microscope, se trouvent assez redressés pour que les cônes engendrés , même par les faisceaux les plus obliques^ viennent rencontrer cet objectif et soient ainsi ramenés dans le champ. Si, d'ailleurs, les rayons de chaque système éprouvent un dédoublement , ce que nous avons dit (§215) prouve que les deux faisceaux issus d^un même faisceau ne formeront , après avoir subi l'action du collecteur, qu'un seul et même cône. De sorte que , si les sommets de ces cônes sont juste A la distance de io5 millimètres

APPAREILS DE L OPTIQUE MODERNE. SjS

[la longueur du tube donne ce résultat (^)], les cônes interférents ne seront pas déclassés dans Pacte de la vision à travers Je microscope, et Ton obtiendra, aux divers points du champ de la vision , dans un état d'isolement parfait , les phénomènes dus aux faisceaux parallèles qui auront traversé le cristal dans chacune des directions comprises dans un cône d'environ i3o degrés d'ouverture. Mais , pour utiliser cet énorme champ, il faut pouvoir offrir la lumière polarisée dans toutes les- directions qu'il embrasse. La pile, étroite et éloignée, donne trop peu de directions primitives pour qu'une seule lentille suffise à un tel remaniement; il faut^ avec Amici , recourir à un disperseur plus savant, formé de deux lentilles.

§ 226. — Le disperseur.

Organisé comme le collecteur, ce disperseur n'en diffère que par la grandeur de ses verres et la possibilité d'en varier la distance à l'aide d'un tirage [fig» 1 16)* Il se substitue à la lame de verre V, et c'est sur sa surface supérieure plane qu'on pose les cristaux. On descend le microscope jusqu'à ce qu'il ne reste entre le collecteur et le disperseur que la place exigée par l'épaisseur du cristal et par les mouvements d'inclinaison qu'on veut lui donner.

Par le disperseur, les systèmes de rayons parallèles trèspeu obliques offerts par la pile deviennent autant de faisceaux coniques à angles très-ouverts. Mais ces faisceaux coniques peuvent être considérés comme formant une infinité de faisceaux parallèles, dont l'écart angulaire dépasse de beaucoup celui des faisceaux primitifs, et ils doivent être considérés comme tels, puisque , grâce au collecteur, le microscope est accommodé pour faire concourir sur le plan focal virtuel de la vision distincte des faisceaux parallèles. ^ ^

(* ) On ne conjugue le collecteur qu'avec le plus faihlo des deux grossissements du microscope.

Ainsi, ce que l'œil voit, ce ne sont plus les points du ciel desquels sont partis originairement les rayons, mais bien les points lumineux constitués par ces derniers faisceaux parallèles, après Taction du collecteur et du microscope; lesquels faisceaux, ou ne l'oubliera pas, se sont divises dans le cristal en deux demi-faisceaux doues d'un retard variable avec la direction seulement.

Quand le cristal est très-mince^ pour amener sur lui les sommets des cônes, il faut éloigner les deux veiTes du disperseur. Le champ définitif qui résulte du concours du disperseur et du collecteur (ce serait celui de Tune ou de Vautre de ces deux pièces, si elles étaient rigoureusement égales et rapprochées jusqu'au contact) varie un peu avec le tirage 'du disperseur, et surtout avec la dislance de ces deux pièces. Quand il est le plus vaste, il surpasse notablement Tangle extérieur des axes du borax , ne diflère pas de celui de Tanhydrite, et n'est guère inférieur à celui des axes du sel'de la Rochelle, ou de la topaze, c'est-à-dire à i23 degrés.

La détermination de ces angles extérieurs est facile à improviser par projection; mais elle s'obtient plus exactement par un appareil spécial dû à M. Soleil. Cet appareil offrant une nouvelle application des principes précédents, nous allons le décrire ici.

Nous rappelons que la direction des axes est signalée par certaines particularités des courbes d'interférence; l'axe d'un uniaxe aboutissant au centre d'un système de cercles concentriques, et les deux axes d'un biaxe aux deux foyers de courbes que nous reconnaîtrons plus tard être des lemniscates. Nous admettrons que les deux surfaces parallèles qui terminent le cristal sont perpendiculaires au plan des deux axes et,* autant que possible, à leur bissectrice.

§ 227. ~ Appareil de M. Soleil pour mesurer l'angle des axes optiques chez les biaxes (fig, 117 et 118).

Dans cet appareil , le cristal C, ronlié à une pince P, se

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trouve entre deux lentilles distantes de la somme de leurs foyers principaux, et au foyer principal de chacune. La première L, véritable liisperseitr, reçoit les rayons du ciel après qu ils ont subi Taclion d*un miroir polarisateur M très'-rappœcké, et les transforme en pinceaux couiques qui viennent ^oi/iter dans le cristal lui-^mème. La deuxième L', véritable collecteur, reçoit ces rayons et les fait concourir, soit à r infini , soit à son foyer principal postérieur, suivant qu'on les considère avec l'association conique que vient de leur donner le disperaeur, ou que l'on voit dans ces cônes une série de systèmes parallèles diversement dirigés. Comme les rayons parallèles sont ceux qui subissent le même retard et dont les effets s'ajoutent (§210), il est clair que le dernier point de vue doit prévaloir. On a donc, au foyer principal du collecteur, le dessin des lignes isochromatiques. Elles y rencontrent un micromètre N, sur lequel nous reviendrons. Pour les bien voir, l'œil est armé d'une loupe O, qui a les mêmes fonctions que le microscope composé de l'appareil d'Amici. Enfin , l'appareil se ter^ mine, du côté de Fœil, par une tourmaline placée précisément la on les pinceaux rabattus sur Taxe s'entrecoupent, ou , eo d'autres termes, à Toeilleton de la lunette formée par Tensemble des deux verres L' et O. Pour projeter les phénomènes sur un tableau, il suffit de reculer un peu Toculaire O.

Déiails sur la pince. — L*axe de la pince porte concentriquement un limbe normal qui tourne du même angle qu'elle. Cet angle est mesuré par le nombre de divisions du limbe qui passent devant un double vemier imiûobile* Pour pouvoir racheter un défaut de perpendicularité des faces du cristal sur le plan des axes, le genou qui porte la pince peut tourner autour d'un axe qui est parallèle au limbe, et dont le prolongement passe par le centre des mâchoires circulaires de la pince.

Détails sur le micromètre {fig* up)* — Des trois fils^

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que porte le micromètre, deux sont perpendiculaires au troisième et parallèles entre eux. Us sont commandés par deux vis d'espèce contraire établies sur une même tige. Il en résulte qu'on peut les écarter sans détruire leur parallélisme et sans changer la position de la ligne qui bissecte leur distance.

Pour opérer, on confie le cristal à la pince et on la tourne de manière à voir des courbes colorées. En se repérant sur la ligne que décrit un point de ces courbes, on rend aisément vertical le fil unique. On tourne alors, et le cristal dans la pince, et au besoin le genou , jusqu'à ce que le plan des axes passe par ce fil. Il suffit alors d'amener tour à tour chacun des deux foyers des lemniscates sur l'un des fils horizontaux et de lire le nombre de degrés parcourus par la pince. On a ainsi Vangle extérieur ou apparent des axes; on en déduit Vangle réel intérieur en recourant à la loi des sinus, et l'appliquant avec celui des trois indices principaux du biaxe, qui est intermédiaire aux deux autres, ainsi qu'on le justifiera dans le chapitre consacré à la théorie de la double réfraction biaxe.

Les deux fils horizontaux se prêtent à diverses déterminations instructives. Ainsi Ton peut les rendre tangents à un annean d'un certain ordre obtenu avec le rouge du spectre, et constater, quand on reçoit le violet, quel est le rang de l'anneau qui vient se terminer aux mêmes limites. On peut amener tour à tour les deux fils au milieu de l'épaisseur des anneaux successifs (on suppose ici que le cristal en expérience est un uniaxe) et saisir la loi qui régit leurs diamètres croissants, etc.

Dans cet appareil, les deux lentilles L, U ont 36 millimètres de foyer et 44 millimètres d'ouverture. Le champ de l'instrument est donc le double de l'angle qui a pour tan-

gente ^» c'est-à-dire environ 63 degrés. Ce champ est inférieur à relui du microscope polarisant, mais cela import<'

APPAREILS DE L'OPTIQUE ilODERNE. 377

peu, [luisque, par la rotation de la pînce, on peat étendre le champ jusqu'aux incidences rasantes.

§ 228. — Universalité de Tappareil Soleil.

Il est curieux que Tappareil de M. Soleil se prête, avec le même succès, à Tobservation et â la projection des phénomènes ai interférence locale^ mais alors c'est extérieurement aux lentilles L, L', et non plus au milieu de leur intervalle, que la pièce génératrice du phénomène (verre ti'empé, lame mince de gypse,... ) doit être placée. Sa place peut être indifféremment, soit le foyer antérieur abc dîi disperseur L (fig* 1 18 bis)^ soit le foyer postérieur N du collecteur L'.

Pour le concevoir, groupons les rayons parallèles émanés des divers points du soleil en cônes d'un demi-degré d'ouverture qui aient leurs sommets aux divers points du plan abc^ tous les rayons d'ixn de ces cônes a, & ou c, après avoir éprouvé sensiblement la même modification, à savoir celle caractéristique du point attaqué , iront , sans dislocation , se résumer de l'autre côté du collecteur en un point a\ b ou c' situé dans le plan focal postérieur de ce collecteur; de sorte qu'on aura dans ce plan focal une image réelle de l'objet ornée des modifications chromatiques particulières à chaque point; si toutefois on fait intervenir un polariscope, que Ton peut indifféremment mettre, soit au point de croisement P, soit à Tceilleton de l'oculaire. Le lecteur comprendra sans peine comment la position a'b'c' ne convient pas moins bien à l'objet, mais alors le polariscope ne peut plus se mettre en P. Ayant deux places pour l'objet, on peut mettre simultanément en jeu deux lames cristallisées , et obtenir la teinte résultante de leurs deux teintes. Toutefois on remarquera que l'un des deux dessins subit un renversement. Comme la portion des plaques reproduite a une étendue égale à celle des lentilles, il convient que, dans un

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appareil Soleil destiné a cette deuxième étude, ce& deux verres aient une grande amplitude.

§ 229. — Rôle de la lentiUe dans Tappareil Norremberg.

La lentille de Tappareil Norremberg peut à volonté agir comme collecteur ou comme disperséur, eu même jouer à la fois les deux rôles. Le premier cas se présente quand on la place au-dessus du support et le second quand on la met au-dessous. Si l'on place le cristal sur le miroir inférieur, il suffit de la disposer entre ce miroir et le polarisâteur en continuant de rendre sa distance au cristal ^ale à 9on foyer principal , pour qu elle agisse comme disperséur sûr les rayons que la glace polarisante rabat sur le miroir, et comme collecteur sur ces mêmes rayons quand ils reviennent vers le haut , après avoir traversé deux fois le cristal. Mais il faudrait en outre, pour rendre, quand il y a lieu (§220)) la vision nette, et quand ce soin est inutile (§ 215), pour profiter du grand champ créé par le disperj^eur, un système optique auxiliaire, lentille ou lunette ; car, faute de pouvoir rapprocher l'œil et faute de lui venir en aide, l'appareil de Norremberg ne donne, avec sa lentille, que les phénomène^ de lumière convergente dont Tétendue angulaire est faible.

§ 230. — DonUa réfraction et polamatio» de la cltajAur.

Pour être fidèle au plan que nous nous sommes tracé (§ 137), nous terminerons cette leçon en jetant un coup d'œil rapide sur la double réfraction et la polarisation de la chaleur.

Quand on prend les rayons calorifiques du trait solaire, leur parallélisme permet d^éloigner de la pile les pièces qui pourraient introduire des causes d'erreur par voie de rayonnement, leur énergie permet de restreindre assez les faisceaux pour que les prismes biréfringents en donnent deux images séparées. Dans ces conditions favorables, on repro-

APPMUULS OK L'OPTIQUE MOUSlUlUi. iyg

duit sans peine avec la chaleur tous les résvltats obtenus avec la lumière, et pour peu que Tappareil de Melloui soit sensible, ils ont même uuie intensité remarquable. Ainsi, en recevant tour à tour sur un miroir de verre et sous l'angle de 56 degrés les deux pinceaux îâsua d'un spath achromatifié. Tare d'impulsion , nul pour Tun, s'est élevé pour l'autre, dans des expériences dues à deux physiciens bien con*nus, a 75 degi^s. Si l'on veut reproduire ces phénomènes avec les faibles radiations calorifiques qu'envoient les corps faiblement échauffés, la nécessité de diminuer les distances et de recourir à des amplificateurs, le peu de perméabilité des prismes de Nicol , des toi^rmalines et des lentilles condensantes, pour les flux calorifiques qui abondent dans ces sources de chaleur, rendent, il est vrai, les expériences très-délicates. Mais néanmoins on est parvenu à établir qu en chaleur comme en lumière les mêmes actions possédaient indistinctement et au même degré la double faculté polarisatrice et polariscopique. Les avantages qui peuvent résulter pour l'œil de son exquise sensibilité et surtout de la séparation nette [^ j que son organisation savante établit entre les diverses parties d'un même phénomène, sont largement rachetés par les détours et les impuissances de la photométrie ^ et tandis que Toptique est obligée d'ajourner la démonstration de ses lois numériques jusqu'au moment tardif où elle peut construire ses laborieux photomètres, la chaleur ne laisse rien en retard, et trouve dans les sensations impartiales de ses thermoscopes une mesure homogène de l'intensité des divers rayons hétérogènes. Nous admettrons donc, et on le vérifiera sans peine si l'on a soin de dépolariser (§ 164) le faisceau réfléchi donné par le

(*) Les méthodes thermographie ues feraient , il est vrai, disparaître cette infériorité delà chaleuri mais ces méthodes, et notamment celle due à Rerschel, où Ton utilise Tinégale dessiccation d*un papier noirci et mouillé uni- |t)rracmont d*alcool, manquent de sensibilité.

38o CHAPITRE VUI. APPAREILS DE L OPTIQUE MODERNE.

porte-lumière, que les deux faisceaux issus d'un prisme biréfringent sont calorifiquement égaux , et que si le rayon transmis par un premier prisme est offert à un second , les deux faisceaux inégaux qui lui sont dus suivent la loi de Malus. Comme les expériences entreprises sur ce sujet par MM. de la Provostaye et Desains n'ont eu besoin d'aucun de ces ingénieux artifices qu'ils ont su découvrir quand il le fallait, nous n'y insisterons pas, et il suffira de dire qu'elles ont vérifié la loi de Malus avec une extrême précision.

POLARISATION HECTILIGNE. 38 1

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