DOUBLE RÉFRACTION PRODUITE PAR U TREMPE

TeasIoMs latérienres et MréfHaceBee d« verre trempé. — Les

corps colloïdes, c'est-à-dire dépourvus de structure cristalline, proviennent en général de la solidiGcation d*un corps amené à l'état liquide soit par la chaleur, soit par la dissolution. La solidification se produit, dans le premier cas, par le refroidissement ; dans le second cas, par Tévaporation. Dans Tun et Tautre cas, la solidification se produit donc d'abord à la surface et marche progressivement de Textérieur à Tintérieur; elle est d'ailleurs ordinairement accompagnée d'une variation de densité.

Supposons, pour fixer les idées, qu'on ait affaire A une masse de verre fondue, exposée à un refroidissement brusque. La surface se solidifie rapidement et tend à occuper un volume moindre que celui qu*elle occupait à l'état liquide. Ce dernier effet est combattu par l'influence de la masse intérieure restée liquide et qui a gardé son volume primitif. Il pourrait résulter de là, comme il arrive pour la plupart des corps, un tressaillement de la masse superficielle solidifiée. Pour le verre et probablement aussi pour tous les corps colloïdes qui passent de l'état liquide à l'état solide en prenant l'état pâteux, la surface peut se solidifier sans se briser; mais il est évident que cette surface possède alors une structure analogue à celle qu'elle prendrait, si, en la suppo> sant d'abord régulièrement constituée, on lui faisait prendre sa forme actuelle en la dilatant par une- pression intérieure.

Les couches intérieures se solidifient successivement dans des conditions analogues, et, lorsque la solidification est complète, le corps est dans un état semblable à celui où il se trouverait s'il avait été étiré en chaque point, d'une quantité variable avec la position de ce point par rapport à la surface. Le corps se trouve ainsi dans un état anormal de tension intérieure.

Cette répartition intérieure des tensions ne peut subsister que par leur combinaison mutuelle ; l'équilibre du corps a quelque analogie avec celui d'une voûte qui ne se tient en équilibre quepar l'action mutuelle des voussoirs, et qui s'effondre lorsqu'un seul d'entre eux est

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supprimé. Aussi les corps qui présentent cet état singulier, et qu*on appelle trempée^ sont-ils susceptibles de se briser en fragments plus ou moins menus lorsqu'une seule fissure vient à être provoquée dans la masse.

La trempe sera évidenunent d'autant plus intense que le refroidissement sera plus brusque, car il y a alors une différence plus grande entre la température de Tintérieur et celle que possède la surface au moment où elle se solidifie. Aussi le verre refroidi très lentement ne présente-t-il que des phénomènes de trempe nuls ou peu sensibles. Par la ro(>roe raison, la trempe peut être détruite par un recuit convenable suivi d'un refroidissement très lent.

Nous avons d'ailleurs supposé que le corps colloïde partait de l'état liquide pour arriver à l'état solide. 11 est clair qu'il suffit qu'il parte de Tétat pâteux, s'il est susceptible de prendre cet état, ce qui est le cas du verre.

Il résulte de ce que nous venons de dire qu'un corps trempé doit présenter une double réfraction, variable en chaque point. Une lame de verre trempé placée entre deux niçois croisés présentera donc une distribution de couleurs plus ou moins complexe, mais qui sera toujours en rapport avec la configuration extérieure, puisque c'est la solidification de la surface qui est la cause du phénomène.

Nous n'entrerons pas ici dans l'étude de la double réfraction des corps trempés, étude qui sort évidemment de notre sujet, mais il est nécessaire de faire une remarque importante. Quelle que soit la forme des lignes d'égale teinte que l'on observe dans un semblable corps entre deux niçois croisés, il se produira toujours une transition graduelle dans les teintes de polarisation qui appartiennent à deux points voisins. 11 est bien évident en effet que la double réfraction ne peut varier dans le corps que d'une façon continue, puisqu'elle dépend de l'état de tension intérieure, état qui ne saurait être discontinu.

(ne autre conséquence, c'est que le corps trempé occupe un volume plus considérable qu'avant la trempe. Aussi HH. Chevandier et Wertheim ont-ils observé qu'un verre trempé de densité 2,515 prenait après le recuit une densité de 2,523.

La tr«Hipe esiFelle eompatlble avee l*éUit crlstallla? — En COm-

jMrant l'état d'un corps trempé à celui d'un corps qui aurait été étiré d'une quantité variable d'un point à l'autre, nous avons fait une comparaison inexacte par un côté important. Un corps ainsi étiré ne pourrait en effet rester en équilibre que sous l'action de forces extérieures.

et de semblables forces n*agissent pas sur le corps trempé. 11 faut donc que, dans celui-ci* les molécules prennent une certaine position d*équilibre, difTérente de celle qui caractérise le corps isotrope, plus ou moins déformé par des forces extérieures. Il est ainsi nécessaire que les molécules d*un corps capable d*étre trempé puissent prendre les unes par rapport aux autres des positions d'équilibre multiples. Celte condition est réalisée pour les corps colloïdes susceptibles de prendre Tétat pâteux, mais rien n'autorise à en faire une propriété générale de la matière.

Dans les corps cristallins en particulier» la trempe n'a jamais été observée et il est très vraisemblable qu elle y est, en général, impossible. Nous aurions à invoquer ici les mêmes raisons que celles qui nous ont fait considérer toute déformation permanente comme incompatible avec la structure réticulaire des cristaux. On a cru cependant, par une hypothèse tout à fait gratuite, pouvoir attribuer à une espèce de trempe, contractée pendant l'acte même de la cristallisation, certains phénomènes optiques anomaux, tels que l'existence de la double réfraction dans la plupart des cristaux cubiques. Nous verrons plus tard que non seulement ces phénomènes sont dus à une tout autre cause, mais encore que l'hypothèse de la trempe ne les explique en aucune façon.

BlrélHng^enee da verre loraqae toute la masse a*eet pas ca

équilibre de température. — Un phénomène qui présente quelque analogie avec celui de la trempe se manifeste dans un corps colloïde transparent en voie d'échauffement ou de refroidissement.

Supposons un corps à une température uniforme et en un point duquel on applique une source de chaleur. La chaleur se propagera dans la masse autour du point échauffé et, à chaque moment de la durée, l'état thermique du corps sera caractérisé par une certaine succession de surfaces isothermes. . L*accroissement de température en chaque point s'accompagnant d'une certaine variation de volume, l'état de tension intérieure du corps et, par conséquent, la biréfringence du milieu varieront d'un point à un autre. Si le milieu était isotrope, comme le verre, il deviendra biréfringent.

Une expérience très simple met ce phénomène en évidence. On prend une lame de verre isotrope et on la place entre deux niçois croisés. On pose ensuite au centre de la lame un petit corps porté à une température élevée. La chaleur se répand dans la lame, et tes surfaces isothermes peuvent être considérées comme des sphères décrites du corps chaud conmie centre. Dans un très petit rayon autour de chaque