Le phénomiène des couleurs, auquel ce paragraphe

est consacré, s'obtient d’une manière aussi simple que facile. Devant. une fenêtre ouverte.) d’où. l’on découvre le. ciel.en plein, ôn place une surface d’une étendue considérable, comme une table d’acajou poli, ou, ce qui vaut encore mieux, ane pile de dix ou douze panneaux de verre couchés hotizontalement. S'étant procuré une. lame de mica d’un trentième de pouce environ d’épaissenr (ce que l'on trouve, facilement dans le commerce) , on l’interpose entre l’œil et la table: (où la pile) de manière à recevoir. .et à transmettre la lumièreréfléchie par cette dernière, sous l'angle qu'on jugera approcher le plus de celui de polarisation. Dans cet état de. choses on n’aperçoit rien de particulier, quelle que soit l'inclinaison.de Ja lame.de mica; mais, si l’on arme œil d'ane lame de tourmaline dont l’axe se trouve vertical, les, apparences sont bien différentes. Si l’on ôte la lame de mica, la tourmaline éteint le faisceau réfléchi, .et la surface de Ja table. (où dela pile) paraît obscure et mate, du moins en un point vers lequel nous supposerons l'œil constamment dirigé; mais, aussitôt que l’on remet la lâme de mica, la surface paraît repréndre.son pouvoir réfléchissant, Si l'on incline le mica sons diverstangles, et qu’on le. fasse tourner dans son propre!plan,.on le verra bientôt briller des plus magnifiques couleurs, dont les nnances varient au. moindre changement de!position de la lame, passant avec rapidité du rouge le plus chargé aux teintes les plas riches de vert, .de-bleu et.de ponrpre.

Si l'on: tient la lame de.mica perpendiculaire au rayon: réfléchi, et qu'on la fasse tourner dans sonipropre plan, ôn trouvera deux positions dans lesquelles toute‘lumière et.toute couleur s’évanouiront : de sorte que.le-rayon réfléchi s’étéindra comme s’il n’ÿ-avait point.de mica. Or,:si l’on grave sur la lame avec une pointe d’acier deux droites-quimarquent:les intersections de son plan avec les plans(Yerticaax. qui passent par l'œil dans les deux positions, on reconnaîtra que ces ‘droites font entre..elles un augle parfaitement droit.

Nommons pour un moment A etB les deux droites en ques-

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tion: le planperpendiculaire à la lame et contenant la droite A:sera dit la section A, 'et le plan mené de la même’ mauière par”la droite B sera la section B.

886. — Si l'on continue à faire tourner le mica, on observeraiqu’à chaque écart de 45° de l’une ou de l’autre de ces positions ( c’est-a- dire chaque fois que les sections A etB feront des anglés de 45° avec le plan de réflexion où de polarisation du‘rayon incident), la lumière transmise atteindra son maximum et il se produira dés couleurs, pourvu que la lame n'excède pas an trentième dé pouce d'épaisseur. Si elle surpasse cette limite, elle‘restera incolore; si elle tombe audessous , ses couleurs n’en seront que plus vives et se suivront dans’ le même ordre que cellés deslam'es minces. Plus l'épaisseur dimintéra , plus’ les couleurs approcheront de là tache centrale (qui éstnoire);-et par conséquent plusieur ordre s’é- Jèvera® L’analogié avec les’anneaux colorés est complète à cet égard, malgré l'énorme différence entre l'épaisseur nécessaire'à la production de ces derhiérs et celle de la lame de mica. Il résulté"de mesures obtenues par une méthôde que nous décrirons plus loin ; qu’une lame de mica exposée perpendiculairement'au rayon réfléchi (art. 885 ) ‘offre la même couleur qu'une couche d’air 408 foïs plus mince.

887. — Si le mica; toujours exposé perpendiculairement au rayon , vient à tourner dans son-propre plan , sa‘teinte ne changetpas , mais elle-diminué d’intensité quand l’une des sections A ou B:s’approche du plan de polarisation de la lumière incidente. Cependant cette invariabilité cesse avec l’exposition perpendiculaire: Les couleurs varient alors d’une manière si étrange, qu'il paraît impossible de les assujettir à des lois régulières. Dans deux situations de la lame, seulement, les phénomènes sont assez faciles à saisir ? c’est lorsque les sections A et Bsont toutes deux à 45° du plan de-polarisation , et que la lame de mica est iuclinée en avant ou en

arrière en restant perpendiculaire au plan de l’une de ces sections. Pour remplir cette condition, l’on tient d’abord la lame perpendiculaire au rayon polarisé ; puis on la fait tourner dans son propre plan jusqu’à ce. que les lignes A et B soient toutes deux à 45° du plan vertical : alors ; si l’on faitttourner la lame autour d’une ces lignes ( A, par exemple }, comme axe, c’est-à-dire perpendiculairement à la section B, l’on observera que , si la teinte est blanche, elle restera telle dans toutes les inclinaisons ; mais que , si elle est colorée, elle descend*a daus l’ordre des couleurs, devenant de plus en plus pâle, jusqu'à ce qu’enfin elle passe au blanc après un nombre variable d’alternations. Une fois devenue blanche, la teinte ne change plus , quel que soit l’angle sous lequel on incline le mica.

D'un autre côté , si c’est autour de B que l’on fait tourner la lame , la teinte monte dans l’ordre des couleurs; et, si le mica est inchné d'environ 35° 3!, à droite ou à pr du rayon incident, elle atteint son maximum , qui correspond à la tache noire au centre dans les anneaux colorés de Newton. Dans cette position de la lame, le rayon réfléchi est enlièrement étéint par la tourmaline, comme si les sections À et B .étaient verticales. Mais, si l'angle d'incidence devient plus graud'; les couleurs réparäissent et descendent de nouveau ; en passaïit par tous les ordres jusqu’au blanc, Nous n’avons pas égard ici à une légère interversion qui a lieu dans les ordres les plus-élévés, les téintés du mica ne suivant pas toujours rigoureusement l’ordré des couleurs prodnités parles lames minces : nous aarons bientôt occasion d’en parler.

888. — Ainsi les deux sections A et B, quoique offrant les mêmes phénomènes dans le caÿ d’exposition perpendiculaire de la lamé de mica, produisent des-effets bien différents dans le cas d'exposition oblique. Si l’incidenceza lieu dans le plan de:la:section B; la teinte descend jusqu’à l’infini dans l’ordre des couleurs , des deux côtés de Ja perpendiculaire ;!tandis

Ne

que, si l'incidence a lieu dans la section À , la teinte s'élève dans ce même ordre.en s’approchant de Ja tache noire qu’elle atteint lorsque l'incidence est de 35° 3!, de l’un ou de l’autre côté de la perpendiculaire ; pour redescendre jusqu’à l'infini , c’est-à-dire pour se rapprocher du blanc‘composé des ordres

inférieurs.

889.— La section À est donc caractérisée par deux droites remarquäbles qu’elle contient, inclinées sous des angles égaux sur la surface de Ja lame, et jouissant de la propriété qu’un rayon polarisé qui tombe dans leurs directions n’éprouve aucun changement, quant à sa polarisation, par l'influence de la lamé. Pour nous en assurer, il ne s’agit que de fixer le mica à l'extrémité d’un tube, en sorte que l’axe du tube fasse ayec Ja perpendiculaire un angle de 35° 5! (ou de 54° 57! avec la lame dans le plan de la section À. Dirigeant alors ce même axe vers le centre de la tache à la surface du corps réfléchissant, cette tache restera obscure pendant toute la révolution du:tube autour de son axe ; ce qui serait impossible si le mica faisait varier le plan de polarisation. :

Nous en conclurons la propriété suivante :

.« Quel que soit le plan de polarisation d’un faisceau Jumi- « neux qui tombe suivant une des droites précitées, ce plan «reste le même après la transmission.

:«. Quoique dans l’expérience précédente on ait fait tour- « ner le plan d'incidence sans toucher à celui de polarisation, « il est visible qu’en faisant le contraire on serait parvenu au

er

« même résultat. »

890. — La propriété énoncée ci-dessus appartient erclusivement aux deux lignes que nous venons de signaler. Si l’on fixe la lame à l'extrémité du tube, sous tout autre angle au dans an plan incliné d’une manière quelconque par rapport à l'axe du tube, ‘on trouvera, à la vérité, en faisant tourner

l'instrument, deux positions dans lesquelles le rayon transmis disparaîtra, mais cette extinction ne sera jamais totale, on presque totale, dans aucune autre position de la:lame.

891. — L'indice de réfraction du mica étant 1.5, un angle d'incidence de 55° 3 correspond à un angle de réfraction

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de 22° 51! : ainsi la direction de chacune des déux lignes dans l’intérieur du mica, correspondantes à ces lignes extérieures,

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est inclinée , par rapport à la perpendiculaire, sous un angle de 22° =, et l'angle compris est de 45°. Ces lignes intérieures

sont de véritables axes du cristal qui ont une relation déterminée avec ses molécules. Le docteur Brewster les a nommées axestde non-polarisation : le mot est un peu long. Fresnel et d’autres se sont servis de la dénomination d’axes optiques , qui nous semble préférable ; mais, comme elle a été employée précédemment pour désigner les axes suivant lesquels la double réfraction n’a pas lieu , le lecteur est averti que ces derniers axes et ceux de non-polarisation sont toujours identiques. ;

+ 892: — Ayant déterminé la section principale au moyen des propriétés dont-elle jouit, et reconnu la position des axes optiques , inelimons la lame, par rapport au rayon polarisé, de manière que celui-ci passe par l’un des axes optiques , la section principale faisant un angle de 45° avec le plan de polarisation. Cela disposé , supposons qu’on applique l'œil contre le mica, en regardant toujours au travers de la lame de tourmaline, dont l’axe est vertical : alors il se manifestera un brillant phénomène; le point noir dans la direction de l’axe da mica paraîtra entouré d’ane série de larges anneaux vivement colorés, d’une forme elliptique ou du moins ovale, partagés en deux portions inégales par une bande noife légèrement courbée (fig. 176); cette bande passe par le centre des anneaux, qui est en même temps le pôle de l’axe en question. Les anneaux sont plus larges du côté de sa convexité,

Il. 6.

qui est tournée vers l’autré axe. Si ce dernier est amené däns une position semblable, on observe le même phénomèrie. Si la lame de mica est très épaisse, ces deux Systèmes d’anneaax paraissent entièrement détachés et indépendants l’un de l’autré, et les anneaux se rapprochent et se rétrécissent; mais, si la lame est mince (Æ ou Æ de pouce d'épaisseur ) ; tous les anneaux s’élargissent, principalémént entre les pôles) sééonfondent, perdent entièrement leur figure elliptique, et se dilatent suivant une perpendiculaire à la droite qui joint les pôlés, de manière à former un large espace céloré au-delà duquel les anneaux ne se montrent plus autour de chaque pôle séparément, maïs en prenant la forme de courbes rentrantes qui embrassent les deux pôles. C’est ce que nous allons dévez lopper davantage: L

895. — On peut, en conservant la même inclinaison par rapport au rayon visuel, faire tournér là lame de mica autour de cette droité comme axe : alors on verra la-bande noire, qui passe par le pôle , changer de place, et tourner autoür de ce pôle comme centre avec une vitesse angulaire double, de manièré à couvrir successivement tous les points de l’espace occupé par les anneaux. Lorsque la lamé a décrit un angle de 45°, et que sa section principale se trouve ainsi dans le plan de polarisation du rayon incident, la bande prend la direction de ce plan, et se prolonge visiblément jusqu'à ce qu’elle aille rejoindre la bande de l’autre pôle (fg. 177). Au point du milieu, entre les deux pôles, elle est croïsée perpéndiculairement par une autre bande noire qui se trouve dans la section B.

894. — Si l’on n’a pas de tourmaline à sa disposition , on peut observer les mêmes phénomènes (un peu moins commodément, à la vérité, à moins que la lame de mica né soit très grande) en la remplaçant par un réflecteur tel que celui de la fig. 170, où par une pile de lames de verre interposée obliquement entre l’œil et le mica. Les couleurs sont alors d'une

vivacité surprenante, les rayons rouges et violets n'étant pas plus absorbés que les autres; au lieu que les tourmalines exercent généralement un pouvoir absorbant très énergique sur ces deux espèces de rayons, et affaiblissent beaucoup le contraste des couleurs. En revanche, cette absorption rendant la lumière transmise plus homogène , les anneaux en sont plus nombreux et mieux terminés ; ce qui rend l’emploi de la lumière‘homogène extrêmement avantageux.

895. — Nous avons choisi le mica parce qu’il est facile de s’en procurer de grands morceaux et dedéterminer ses axes sans avoir recours à des divisions artificielles. Ce cristal convient admirablement quand on veut voir d’abord les phénomènes en gros ayant de les étudier. Cependant, lorsqu'on l’emploie comme nous l'avons fait jusqu'ici, la grandeur de l'intervalle entre ses axes et la largeur des anneaux qu’il produit le rendent peu propre à donnerune idée nette des changements compliqués que subissent les anneaux lorsque les circonstances viennent à varier. C’est, pourquoi nous allons indiquer un moyen beaucoup plus commode d’examiner Îles systèmes d’anneaux croisés , produits par un éristal quelconque. Ce moyen a l'avantage de rendre les phénomènes si évidents qu’il suffit pour.aiñsi dire d’un simple coup-d’œil pour «n prendre uue entière connaissance,

896. — Il est évident que, si l'on applique l'œil contre nue lame de mica ou de toute autre matière, chaque point de l’espace que lon apercevra sera rendu visible au moyen d’un rayon lumineux qui aura traversé la lame dansæne direction différente par rapport aux axes de ses molécules. : on pourra donc regarder l’œil comme le centre d’une surface sphérique d’où émanent tous les rayons, modifiés par la polarisation primitive et par l'influence de forces particalières développées par le milieu avec une énergie dépendante de la direction dw rayon et de l’épaisseur de la lame dans cette direction.