GÉNÉRAUTÉS SUR LES CONSTANTES OPTIQUES DES CRISTAUX
On peut distinguer dans un cristal au point de vue optique :
!• La réfringence moyenne, mesurée par la moyenne des trois indices principaux. Nous donnerons à cette moyenne le nom d'indice médian^ pour la distinguer de Tindice moyen qui est un des trois indices principaux;
2^ La biréfringence, mesurée par les différences des indices principaux ;
3* La dispersion, mesurée par Técart qui existe entre les valeurs des indices principaux pour les diverses radiations.
Nous nous proposerons de passer successivement en revue les faits principaux, concernant ces trois propriétés différentes, que l'observation nous a fait connaître.
I. — RÉFRINGENCE DES SUBSTANCES ISOTROPES ET RÉFRINGENCE MOYENNE DES SUBSTANCES CRISTALLISÉES.
«randevni des lodUees de réffnictlon. — L'indice de réfraction
des substances isotropes ou Tindice médian des substances cristallisées ne dépasse 2 qne pour un petit nombre de corps solides, parmi lesquels nous citerons :
Cinabre UgS 2.979 Li
Proustite Ag^AsS» 2.9401 D
Cuprite Cu«0 2.849 Li
Rutile TiO« 2.759 D
Greenockite CdS 2.688 Ind. ordinaire.
ànatase TiO< 2.524 D
Crocoîse PbGr(H 2.421 D Ind. moyen.
Diamant G 2.414 p
CHiP. XUI. — CONSTANTES OPTIQUES. 475
Blende ZnS 2.369 D
Wulfénile PbMoO* 2.353 p
Calomel Hg«Cl« 2.28 p
Bromyrile AgBr 2.253 0
lodyrite Agi 2.182 D
Phosgenite PbCO^-i-Pba* 2.123 Orangé
Sénarmontite Sb«0« 2.087 D
Soufre S 2.079 D
On Yoit que ces corps sont des composés de mercure, de plomb, d*argent; des oxydes, comme ceux d*antimoine, de titane, de cuiTre; des sulfures comme ceux de cadmium et de zinc; enfin quelques corps simples très exceptionnels par toutes leurs propriétés, le diamant et le soufre.
Aucun des nombreux silicates que nous offre le régne minéral n*a un indice médian atteignant 2.
Le nombre des liquides dont l'indice atteint 2 est encore bien plus restreint que celui des solides. L'indice de l'eau à 15^ est 1,331 D. (Dale et Gladst.)
Quant aux gaz, leur indice est toujours extrêmement faible. L'indice de l'air, à la pression de 760"*» et à la température de 0^, est 1,0001328 (Hascart).
PoMToIr réffriBipeiit. Énergie réAracilTe •péelllqMe. ^ Loi de
«ladstone. — L'indice d'un corps varie en même temps que sa densité. Dans la théorie de l'émission, on expliquait le fait de la façon suivante. L'indice étant supposé proportionnel à la vitesse de la lumière, la quantité n* — 1 était proportionnelle à l'accroissement de force vive dû' au passage du vide dans le corps. Cet accroissement était attribué à l'attraction des molécules matérielles du corps, attraction qui devait être ellemême proportionnelle à la quantité de matière contenue dans l'unité de volume. On en concluait que n* — 1 est proportionnel à la densité
fit {
d du corps. Pour un corps donné, la quantité — ^ — , à laquelle on avait
donné le nom de pouvoir réfringent^ devait ainsi être constante.
Des expériences de Biot et Ârago (1806), puis des expériences
n* — 1 plus précises de Dulong, montrèrent qu'en effet, pour les gaz, — g —
est presque rigoureusement constant, quelle que soit d'ailleurs la cause,
variation de la température, ou variation du volume, qui fasse changer <i.
Mais rindice n est si faible daus les gaz que si — t — est constant, il
en est de même de T .
Au temps de Biot et de Dulong, les connaissances sur les variations de n et de d, dans les corps solides ou liquides, étaient trop imparfaites
pour qu'on pût songer à s'assurer si la constance de — j — s'applique
aussi aux liquides ou aux solides. M. Schrauf entreprit, bien plus tard, d'assez nombreux travaux pour montrer qu'il en est réellement ainsi. HH. Gladstone et Dale * proposèrent les premiers de substituer à la
constance de ~ , celle de la quantité "T ;et des recherches mula a
tipliées, dues à divers observateurs, ont montré que si Ton ne peut
regarder — -j— comme constant pour les liquides, sur lesquels ont
porté le plus grand nombre des observations, cette quantité approche
au moins d'être constante, et cela notablement plus que ne le fait le
pouvoir réfringent — ^ — .
La quantité ~ a reçu le nom d^énergie réfracUve spécifique,
SIsnlBcatlon physique de la loi de Gladstone. — La loi de
Gladstone a été d'abord formulée comme simple loi empirique, mais on peut lui donner une signification physique très intéressante, et montrer qu'elle revient à admettre que Téther lumineux enveloppant les molécules matérielles jouit des mêmes propriétés que Téther lumineux du vide, et que les modifications apportées par la traversée d'un corps matériel dans la vitesse de propagation d'un rayon lumineux [sont dues uniquement â l'influence que les atomes constituant la molécule exercent sur le rayon pendant le temps qu'il met â traverser cette molécule. En d'autres termes, la loi de .Gladstone énonce qu'un corps matériel est formé de molécules réfringentes plongées dans un milieu non réfringent.
Soit en effet, sur le chemin de la propagation luinineuse, m la longueur occupée par les molécules, (i — m) la longueur occupée par Féther libre. Si 1 et v sont les temps employés par la lumière à ti*averser . 1. i>Ai7. Trant. 1883.
CUAP. Xlir. - CONSTANTES OPTIQUES. 477
respectivement l'unité de longueur de l'éther et celle de la molécule, le temps employé parla lumière à traverser Tunité de longueur du corps, c'est-à-dire l'indice n de ce corps, est donné par l'équation
n = mv-|-(l — m), d'où l'on tire
La longueur m varie avec chacune des lignes parallèles qu'on peut mener à travers le corps, et la moyenne de toutes ces valeurs est évidemment proportionnelle au volume que la molécule occupe dans l'unité de volume du corps ; ce volume est lui-même proportionnel à son f oids, lequel n'est autre que celui de l'unité de volume du corps. La moyenne des valeurs de m est donc proportionnelle à la densité d^ et l'on a
Le coefficient k est constant; si l'on admet que v est constant, c'està-dire que la molécule a toujours les mêmes propriétés réfringentes, on
ti ' I conclura de cette égalité que — .— est constant, ce qui est l'énoncé
même de la loi de Gladstone.
On suppose, dans cette démonstration, que les propriétés réfringentes de la molécule restent les mêmes, malgré la variation de la densité. Une modification moléculaire, du genre de celles, par exemple, qui font varier la chaleur spécifique des gaz avec la température, peut évidemment changer le pouvoir réfringent de la molécule et troubler l'exactitude de la loi de Gladstone.
Loi de liandoit. — M. Landolt * a pensé qu'au lieu d'admettre la
fi \
constance du quotient — j— , il serait préférable d'admettre celle de
..^ A étant le terme indépendant de A dans la formule de Cauchy : d
M. WiillnerS et plus récemment M. B. G. Daraien', ont cherché à
