PROCÉDÉS PROPRES A OBSERVER ET A MESURER LES PROPRIÉTÉS

BIRÉFRINGENTES DES CRISTAUX.

L'observation de la biréfringence des cristaux joue actuellement un rôle considérable dans leur étude. On trouve là en effet des propriétés très caractéristiques, faciles à observer, même sur des fragments très petits et dépourvus de forme extérieure géométrique. C'est en outre le moyen le plus approprié à Tétude des groupements intérieurs, si curieux et si intéressants, que la forme de la surface dissimule le plus souvent à l'observateur.

L'étude d'une substance cristallisée n'est donc plus considérée comme complète lorsqu'on en a déterminé les propriétés cristallographiques: on juge encore nécessaire d'en observer les propriétés optiques. Cellesci se résument en général, comme on' le sait, dans un certain ellipsoïde^ variable avec chaque couleur. 11 faut donc déterminer cet ellipsoïde pour une ou plusieurs longueurs d'onde. C'est cette détermination importante dont nous allons nous occuper dans ce chapitn*.

Moyens d'obtenir des Inmes cristallines à faees pamlléles. — l^

plupart des observations se font sur des lames à faces parallèles. Os lames doivent avoir une épaisseur constante, une orientation cristallographique bien déterminée, et il est nécessaire qu'elles portent une ou plusieurs lignes dont l'orientation cristallographique soit également connue. Enfin elles doiveift être assez minces pour montrer dans la lumière blanche des couleurs de polarisation dont l'uniformité est un garant de l'homogénéité du cristal et de l'uniformité d'épaisseur. L'emploi des lames épaisses est fertile en erreui*s, car il dissimule en f((»néral l'effet produit par les groupements cristallins, sur lesquels

CIIAP. Xll. ~ PROCÉDÉS D'OBSERVATION. 577

nous reviendrons avec délai 1 dans une autre partie de cet ouvrage, mais dont nous pouvons signaler dès à présent la très grande fréquence.

On peut, lorsque cela esl possible, se servir de lamee de clivage. Le plus souvent, on est oblige de tailler artificiellement la lame dans une direction connue. Le cas le plus simple est celui où le plan de la lame doit être parallèle à une face du cristal. On commence par coller le cristal sur une lame de verre en rappliquant par cette face cristalline. La substance dont on se sert pour effectuer le collage est assez fréquemment le baume du Canada. Cette résine liquide a la propriété de durcir par le refroidissement lorsqu'elle a élé chauffée. 11 suffit de mettre une goutte de baume sur la lame de verre puis de la chauffer à une douce chaleur, en ayant soin de ne pas pousser la température Irop loin, ce qui aurait le double inconvénient de décomposer la résine, qui dégagerait alors des bulles de gaz restant en partie emprisonnées dans le liquide, et de rendre le baume trop sec et trop cassant lorsqu'ir serait refroidi. Le liquide étant encore chaud, on y plonge le cristal, et on laisse refroidir.

Il vaut mieux en général se servir du baume qui a été déjà rendu solide par l'application de la chaleur. On peut le préparer soi-même, ou se le procurer, chez les opticiens, sous forme d*une boule adhérant à Textrémité d*une baguette de verre. Il suffit alors de chauffer en môme temps la lame de verre et le baume; lorsque la lame est assez chaude, en la frottant avec le baume on y dépose une couche liquide d*une épaisseur suffisante.

Le baume du Canada a l'avantage d*étre parfaitement transparent, mais il a l'inconvénient d*ètre cassant, ce qui peut entraîner la perte du cristal pendant l'opération de la taille. On préfère donc le plus souvent réserver le baume pour le collage définitif de la lame taillée et fixer le cristal, pour procéder à la taille, par une matière un peu moins transparente, mais plus élastique, et résistant mieux aux secousses que le cristal doit subir pendant le travail. On se sert à cet effet d'un mastic obtenu en faisant fondre ensemble du baume et de la cire. Les proportions du mélange peuvent d'ailleurs varie/ beaucoup ; en augmentant la proportion de cire on diminue la transparence, mais on abaisse le point de fusion et on augmente l'élasticité.

Le cristal étant ainsi fixé par la face à laquelle la lame doit être parallèle, on Tuse sur un disque de fonte ou de cuivre sur lequel on dépose de la poudre d'émeri humectée d'eau. On peut user en promenant le cristal sur le disque immobile; il est préférable de se servir

d*un tour d'opticien au moyen duquel on donne un mouvement de rxtion au disque» la main et le cristal restant immobiles. L'habileté de V *.^rataur consiste à user le cristal bien également de manière à prodiiir une face artificielle exactement parallèle à la face naturelle sur laque H le cristal repose. Pour guider le travail, on peut fixer de part et d'-ur du cristal des fragments de verre à faces parallèles et d*égale épaî*^s^jr. Ces fragments s'usent en même temps que le cristal ; ils donnent Bîy surface de frottement plus large et qu'il est plus aisé de maintenir dacune position identique pendant l'opération.

Lorsque la face artificielle a été poussée assez loin dans rintériear du cristal, on la polit en employant successivement des émeris de ph^ en plus fins. On termine le polissage en substituant au disque en larfos un petit disque sur lequel on a collé du veloui's; on humecte ce jehvr? en y répandant soit du rouge d'Angleterre, soit une poudre d*oi}dd'ètain que les opticiens nomment la potée d'étain.

Après ce travail qui donne une face plane et polie apnt Vorienlathv voulue, on chauffe la lame de verre pour faire fondre la résiae, • n retourne le cristal et on le colle en le faisant reposer sur la face aifificielle, puis on l'use de nouveau en faisant disparaître la face na^Jrelle qui a servi à l'orientation. On peut ainsi se procurer une Ime aussi mince qu'on le veut et découpée dans une région quelconque d* la masse cristalline, soit au centre, soit prés du bord.

Lorsque le cristal doit être taillé parallèlement à un plan qui ne se rencontre pas dans la surface cristalline, l'opération est beaucoup ptu' délicate. 11 faut alors fixer le cristal sur le support de verre, en Fassujettissant par des fragments de verre, de manière que la face artificielle à créer soit parallèle au plan du support. On y arrive par d^ tâtonnements, et au besoin on s'assure de l'exactitude de rorientation en mesurant au goniomètre l'angle que fait le plan du support ayec deux faciès cristallines. Pour rendre ces tâtonnements plus aisés, il e^1 bon de se servir d'un mastic qui reste assez longtemps plastique, c^ qu'on obtient en augmentant la quantité de cire mélangée de baume.

Quand on a ainsi fabriqué une face artificielle, on peut s'assurer, pjr des mesures goniométriques, qu'elle a bien la direction voulue, et aa besoin on la corrige en appuyant plus ou moins sur un des côt^s du support pendant l'usure. La face artificielle étant obtenue et forientationen étant vérifiée, on achève comme avec une face naturelle.

Lorsqu'on a affaire à de gros cristaux ou que l'on veut ménager h matière, on commence à préparer les faccâ de la lame en sciant terris*

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tal soit avec une scie mince si le cristal est tendre, soit avec un fil de fer tendu sur une sorte d'archet et que Ton arrose avec un liquide contenant de Témeri en suspension. Si le cristal est assez volumineux, on le colle sur un support iixe horizontal de manière que le plan du trait de scie soit vertical; on dirige le fil qui sert de scie par deux rainuree placées en regard Tune de Tautre et convenablement orientées par rap« port au cristal.

Pour des cristaux plus petits, on réussit bien en fixant le cristal entre les deux parties d*un bouchon coupé suivant un plan diamétral. On oriente le cristal de manière qu*il fasse saillie à un bout et que le plan du trait de scie soit ^parallèle à celui qui tei*mine les deux moitiés du bouchon et qui sert à diriger l'instrument.

H. Emile Bertrand, auquel on doit un grand nombre de recherches très intéressantes sur des substances cristallines presque microscopiques, se sert, pour les tailler, du procédé suivant.

11 dépose sur une lame de verre une goutte d*un mastic. formé en fondant du baume et de la cire. Pendant que ce mastic est encore pâteux, il y fait adhérer le petit cristal à observer, qui est saisi par une pince délicate. On oriente le cristal suivant la direction qui parait convenable et on ne Tabandonne qu'au moment où le mastic s'est entièrement solidifié. Gela fait, et pour consolider le cristal, on dépose tout autour, ait moyen d'une pointe chaude, de la poix qui fond à une température bien inférieure à celle de la fusion du mastic. Le cristal étant complètement noyé dans la poix, on attend que celle-ci soit bien refroidie; elle prend alors une dureté assez grande pour pouvoir être usée à la meule. On use ensuite à la fois la poix et le cristal de manière à tailler dans celui-ci une face artificielle de direction convenable. Lorsqu'on juge que Tusure est poussée assez loin, il faut retourner le cristal pour tailler une seconde face. A cet effet, on prend une seconde lame de verre sur laquelle on dépose une goutte de baume du Canada, et qu'on applique sur la face déjà taillée. On laisse refroidir, et on décolle la première lame de verre en la chaufTant avec précaution; comme le cristal y adhère par l'intermédiaire d'une substance plus fusible que ne l'est le baume, on arrive assez aisément à faire cette opération sans décoller la seconde lame.

M. Bertrand est parvenu ainsi à observer les propriétés optiques sur des cristaux presque c^illaires taillés perpendiculairement à leur longueur. Mais pour accomplir ces tours de force, il faut acquérir préalablement l'habileté que possède ce savant minéralogiste.

Lorsque la lame a été travaillée, il convient, surtout si elle est mince, de la fixer sur une lame de verre. La lame étant décollée et séparée du support qui a servi au polissage, on la nettoie en la lavant avec un pinceau humecté de benzine, puis on la fixe sur une lame de verre bien propre au moyen d*une goutte de baume. Si la face supérieure de la lame cristalline n'est pas très bien polie, on y supplée en la recouvrant d*une de ces lames de verre très minces dont on se sert dans les observations microscopiques et qui sont connues sous le nom de couvre-objets. On fait adhérer cette lame au moyen du baume.

Si le cristal est soluble dans l'eau, on se 8ert,pendant le travail^dliuile ou de benzine. Si, en même temps, ce qui arrive pour presque tous les cristaux artificiels, la substance est très tendre, on peut préparer la face à tailler avec un canif ou une petite scie plate; on use sur une lame de verre dépoli, avec de Témeri très un ou sans émeri. Le polissage est généralement difGcile à obtenir ; si le rouge d'Angleterre ou la potée d'étain ne conviennent pas, on se sert de papier ou de velours.

Beaucoup de substances, notamment la plupart des hydrates, s'altèrent sous rinfluence de la chaleur nécessaire pour fondre les mastics ordinaires. Pour les fixer on peut recourir, si cela est possible, à une dissolution de gomme ; on peut encore se servir de plâtre ou d'une dissolution de baume dans le chloroforme qui durcit par Tévaporation. Si aucun de ces moyens ne réussit, il faut tenir le cristal à la main ou le fixer dans un bouchon de liège.