VARIATIONS POUR UNE AUGMKNTATION

DB 1* DB TEMPÂHATURK

10*.ci

I0\rfp

lO'.rfnr

lO'.//7

Aragonite (*) . . .

Suif. stront.(«). .

Suif. bar. (•). . .

iO.3

Suif, plomb. (*). .

Gypse(')

SelSeign. pot.(«).

(>) Rudberg.

p) Arzruni.

P) Dufet.

(») Entre 20» et 100-.

(«) Entre lOO* et 200*.

(') Entre 16» et 45».

(«) Mûttricb.

On voit que, pour toutes les substances inscrites dans ces tableaux, la biréfringence diminue avec la lempèrature. La calcite, pour laquelle nous avons signalé plus haut ranomalie que présente )*indice médian qui croit avec la température, rentre dans la règle générale en ce qui regarde la biréfringence.

A en juger par les observations de H. Arzruni, sur les sulfates de strontiane, de baryte et de plomb, la variation serait pour ces corps un peu irréguliére avec la température. Mais il faut remarquer que les observations, faites par la méthode du prisme, ne semblent pas suscep-

libles de donner une précision assez grande pour que les différences observées ne puissent être mises sur le compte des erreurs d*observation. Si la difiérence entre les indices extrêmes paraît décroître d*une manière générale avec la température, il en est autrement des différences entre i*indice moyen et les indices extrêmes. C'est ainsi que, pour les sulfates de strontiane, de baryte et de plomb, vi = n^ — n^, décroit

avec la température, tandis que v = n^ — n^ croît. La même chose a lieu

•pour le sel de Seignelte potassique, tandis que pour le gypse, c*est vi qui croît et v gui décroît.

Comme tg^V est égal* à — ou — suivant que le cristal est positif ou

négatif, on voit que lès variations inégales de ri et de v, sous Tinfluencc de l*augmentation de température doivent amener des variations dans l'écartement angulaire des axes optiques.

A rinspection du tableau, on voit que, la température augmentant, l'écartement angulaire des axes doit diminuer pour Taragonite et le gypse; augmenter pour les sulfates de strontiane, de baryte et de plomb, ainsi que pour le sel de Seignette potassique. C'est en efiet ce que constate l'observation directe.

VarlatloBs dans l'éeartement angulaire des axes d« ff7pse. —

Les variations de l'écartcment angulaire des axes optiques du gypse avec la température méritent d'être étudiées avec quelque détail. Le gypse est positif et l'on a sensiblement :

Or V diminuant avec la température, V devient nul pour une certaine longueur d'onde X lorque le v correspondant à ce X est nul. Les nombres de M. Dufet montrent que ce résultat doit être obtenu pour une température T donnée par l'équation

soit T=90** environ pour la raie D.

L'observation confirme cette déduction et l'expérience, très curieuse, est très facile à faire. Il suffit de serrer entre deux plaques métalliques, percées de deux trous en regard, une lame de gypse noi*malc à la bissectrice aiguë et de la poser sur le porte-objet du microscope à lumière convergente. La lame métallique inférieure se prolonge de

manière qu'on puisse en chaufier l*extrémitè par une lampe à espritde^vin ou un bec de gaz. La lame de gypse s'échauffe et Ton voit les axes, qui délaient d'abord écartés de bl^ à bS^, se rapprocher de plus on plus jusqu'à se réunir. Cette réunion ne se produit cependant pas on même temps pour toutes les couleurs; Tuniaxie se produit d'abord pour le rouge, puis pour le bleu.

Lorsque la température dépasse celle qui produit Tuniaxie pour une couleur, le jaune par exemple, n^ — n^ est nul pour celte couleur. Si

Ton élève encore davantage la température, n^ — n^ devient nul, c'està-dire que la direction de Taxe moyen de Tellipsoîde inverse devient celle de Taxe minimum, et la direction de Taxe minimum devient celle de Taxe moyen. Le plan des axes qui, à la température ordinaire, coïncide avec jf^ se place donc perpendiculairement et, dans cotte nouvelle position, Tangle des axes s'accroît régulièrement. L'expérience ne peut d'ailleurs être poussée très loin, car le gypse se décompose, en se déshydratant, à la température de 110® environ.

Observations amr les variations de l'écartemont angulaire des

axes optiqnea. — La variation de l'écartement angulaire des axes, qui est une conséquence de celle des axes de l'ellipsoïde optique avec la température, est au reste un phénomène relativement facile à étudier en ayant recours à une disposition du microscope à lumière convergente décrite dans le chapitre précédent. M. Des Gloizeaux, qui a imaginé cette disposition, s'en est servi pour effectuer de nombreuses observations ^

Parmi les substances étudiées par lui, la plupart ont montré une variation faible ou inappréciable de l'écartement angulaire des axes. 11 ne faudrait pas en conclure que, pour ces substances, la biréfringence ne varie pas d'une manière sensible avec la température, car, pour que la grandeur de V reste sans changement, il suffit que les

variations de zi et de v laissent à peu près constant le rapport — . Tel

est, par exemple, le cas de la boracite, dont l'écartement angulaire reste presque invariable, tandis que la biréfringence diminue d'une manière très sensible à mesure que la température s'élève.

D'autres substances, au contraire, subissent, sous l'influence de l'accroissement de la température, une variation forte ou notable de

1. Voir surtout : Mémoireê préêenté» à V Académie des sciencet, t. IlYIII, p. 51 2«

Técartement angulaire des axes optiques. Je citerai seulement les suivantes :

C»la™»"6 I 76032' 1210

Sulfate de strontiane , | ^^^^^, ^^^^

( 16022' 120 Carbonate de plomb 22® 2' 96o

l I2405O' 160 Sel de Seignette potassique ... | 1400 20' 72®

SrUolO' 990

Tous ces nombres se rapportent aux rayons rouges. Ceux qui expriment la température ne sont qu'approchés et sont probablement tous trop forts pour les températures élevées.

Variations dans l'orientation des axes de Tellipaolde optique. —

Dans les cristaux rhombiqucs, la position des axes de rcllipsoîde optique «st fixée par la symétrie ; elle est donc invariable avec la température. Hais il n*en est plus de même dans les cristaux clinorhombiques pour les deux axes situés dans le plan de symétrie, et dans les cristaux anorthiques pour les trois axes. Dans le gypse, par exemple, le pla^ des axes coïncide avec le plan de symétrie g^ à la température ordinaire; le symbole optique est A*6c= — 57<*28' à la température

de 19** (Angstrôm). La dispersion est inclinée, c'est-à-dire que les courbes isochromatiques sont symétriques par rapport au plan des axes. Les phénomènes ne sont pas les mômes autour des deux axes optiques. Autour de Tun d'entre eux, les anneaux sont plus larges et l'hyperbole offre à l'extérieur une bordure violette ; autour de l'autre axe, les anneaux sont plus rétrécis et l'hyperbole est bordée à l'extérieur par du rouge un peu vineux. Lorsqu'on élève la température, les deux axes se rapprochent l'un de l'autre, mais Taxe à larges anneaux se meut à peu prés deux fois plus vite que l'autre, de sorte que la bissectrici marche du côté de l'axe optique à petits anneaux. M. Des Gloizeaux estime que de 20^ à 95^ la bissectrice s*est ainsi déplacée de 5^ 28' environ.

Le môme phénomène se manifeste pour Tazotate double de lanthane et d'ammoniaque qui cristallise dans le système clinorhombique avec

CHAP. XIlî. — CONSTANTES OPTIQUES. 507

pfc> = H5<*, le symbole optique étant p^a= — 57^. A la température

ordinaire, les axes sont très rapprochés, 2E=8® à 10^ environ. La chaleur de la main suffit pour rapprocher les axes optiques et réunir les axes violets, moins écartés que les rouges. Dans ce mouvement, Tun des axes se déplace environ quatre fois plus vile que Tautre.

La quercite est encore dans le même cas; on a pour cette substance pfc* = lilo3', et pbc= — 51^ Lun des axes, distingué par les couleurs vives de l'hyperbole, se rapproche du centre à peu près deux fois et demie plus vile que Tautre, de sorte qu'entre \9^ et 121^ la bissectrice se déplace de 1^26'.

ITariationa permanentes sons l*inflnence de la chaleur, dans réeartemenC angulaire des axes optiques. — Expériencïes «de

M. Des Cioiseaux sur Torthose. — Mais les observations les plus curieuses faites par M. Des Gloizeaux sont celles qui ont montré, pour certaines substances, non seulement que Técartement angulaire peut varier beaucoup avec la température, mais encore que ces variations peuvent devenir permanentes si Ton porte la température suffisamment haut.

Le feldspath orthose est au nombre de ces substances. Ce minéraU qui joue un rôle si important dans la nature, est un silicate d*alumine et de potasse (6SiOS A1*0', K*0) dans lequel un peu de soude peut remplacer la potasse. Il cristallise dans le système clinorhombique avec m/m = M80 48',;?//i*= 1160 7'. L'orientation des axes de l'ellipsoïde, non plus que leur grandeur, n'y est pas constante; il est d'ailleurs à remarquer que les substances qui éprouvent des variations permanentes sous l'influence de la .chaleur, sont toutes, sous ce rapport, dans le même cas que Torthose.

On peut distinguer dans l'orthose deux variétés principales qui diffèrent surtout par leurs propriétés optiques.

L'une, qui est la plus répandue, porte le nom d'adulaire ; elle a pour symbole optique

pca=— 4^6', •

avec de légères variations de cet angle. L'écartement angulaire des axes est généralement compris entre 69^ et 70^, mais il peut descendre dans certains échantillons jusqu'à 45^.

Quand la température s'élève, les axes optiques de l'adulaire se rapprochent. Pour certaines plaques ce rapprochement n'est que temporaire, et, après refroidissement, elles montrent le même écartement

angulaire qu*avant la calcination. Pour d*autres plaques, au contraire, l*écarteinent angulaire» après le refroidissemenl, est devenu un peu moindre qu'avant la calcination.

C'est ce que montrent les exemples suivants :

AVA5T CALa:<ATIOR APRÈS CALCIKATlO.'f

ÀdulaireduSainl-Golhard. . . 108» i02»25' Un quart d'heure au

rou^e vif (fusion de l'argent).

id. 111<*25' 90^27' Une demi-hpurc sur le

■ chalumeau à gai.

Adulaire de Ceylan (pierre de ) .aMniK* MMnnTà, ,t . ^,u

^ ^^ > 121^15' 117^31 Un quart d'heure sur

lune) ) le chalumeau à gaz.

Mais les changements permanents les plus considérables se produisent pour les cristaux d*orlliose vitreux que Ton trouve accompagnant les roches volcaniques de TEifel.

A la température ordinaire, ces cristaux, qui contiennent d'ailleurs une quantité assez notable de soude, ont un symbole optique qui est tantôt celui de l'adulaire pca =—4^6' (avec un écartement beaucoup

moindre des axes optiques), tantôt le symbole,

avec un écartement des axes très faible; le plan des axes est dans ce dernier cas parallèle à ^S tandis qu'il lui est perpendiculaire dans l'adulaire. Un même échantillon peut présentelr des plages ayant le symbole de Tadulaire, d'autres le symbole nouveau. Pour une môme plage, les rayons bleus peuvent avoir le symbole de l'adulaire, tandis que le nouveau s'applique aux rayons rouges, Tuniaxie se produisant pour des rayons intermédiaires.

Sous Faction de la chaleur, Técartemcnt angulaire croit dans les plages et pour les couleurs qui ont le symbole nouveau ; il décroit dans les plages et pour les couleurs qui ont le symbole de l'adulaire. Comme dans ce dernier cas l'écartement angulaire est toujours petit, il arrive un moment où les axes sont réunis; si Ton continue alors à augmenter la température, les axes se séparent de nouveau, mais en s'ouvrant dans un plan parallèle à g^; le symbole devient alors pha^ partir de ce moment les axes optiques vont régulièrement en s'écartant.

CHAP. Xffl. — CONSTANTES OPTIQUES. 509

Pour une plaque qui, à 18^,7» monlrait les axes rouges ouverts dans un plan perpendiculaire à j*, avec un écartemeut dans Tair 2E = i6<*,

et les axes bleus ouverts dans un plan parallèle à g* avec 2E =12^ à

13^, M. Des Gloizeaux a observé les variations suivantes de 2E] sous Tinfluence des changements de la température :