‹ Traité de la lumière, t.2Chapitre 8 sur 170 · LAN · texte numérisé non relu

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les semences les plus précieuses, mais elles tombent en vain sur une terre'inculte.. Elles ne germent que là où le sol est préparé à les recevoir, et ne fructifient que lorsque des mains habiles ont favorisé leur développement.

823.— Pour rendre sensible, par l'expérience, la nouvelle propriété acquise par le rayon réfléchi, on pose devant une fenêtre ouverte, sur une table recouverte d’un drap noir, un‘ grand'plateau de verre ; puis on se place obliquement, de manière à voir, par réflexion, sur le plateau , la lumière du ciel ou mieux, des nuages, s'ils ne sont pas trop sombres. Il faut que la lumière soit réfléchie par la surface entière du plateau , qui paraît ainsi d'nn éclat uniforme. Ayant fermé un œil, on applique devant l’autre une lame de tourmaline taillée comme nous l’avons dit, de manière à cé que son axe soit: vertical. Alors on observera que la surface du verre cesse d’être également éclairée partout, maïs qu’elle se coûvre d’ane espèce de nuage obscur, comme une grande tache dont le centre est entièrement noir. |

Si on ne l’apercevait pas d’abord , il suffirait, pour le voir, d'élever ou d’abaisser. l’œil. L’inclinaison, par rapport an plateau , de la droite menée de l'œil au centre de la tache, est d'environ 55°. Maintenant , l'œil restant toujours dans la même position , si l’on fait tournér avec lenteur, dans son propre plan, la lame de tourmaline, la tache devient de moins en moins obscure; et lorsque l’axe de la tourmaline est enfin parallèle au plateau (c’est-à-dire horizontale), elle disparaît complétement, et reparaît ensuite pour disparaître de nouveau, si l’on continue le mouvement de rotation. Pour faire cette expérience avec facilité, ii convient que la tourmaline soit munie d’une garniture circulaire.

824. — H résulte de cette expérience qu’en se réfléchissant à la surface da verre, sous une inclinaison de 35° ou une

incidence de 57°, le rayon a été privé du pouvoir de pénétrér uné tourmaline dont l’axe se trouve dans le plan d'incidence. Par là il a donc'acquis le même caractère, et, jusqu'à un certain point, subi la même modification que s’il avaitété transmis au travers d’une lame de tourmaline dont Paxe fût perpendicalaire au plan de réflexion. |

D'ailleurs il”a acquis tous les caractères propres à‘la Inmière polarisée. Par éxemple, il n’est plus susceptible de réflexion à la surface d’un verre ou de tout autre corps transparent, sous certains angles ét dans certaines positions du plan d'incidence.

825.— Pour le démontrer par l'expérience, on prend une plaque de verre polie d’un côté, et dont l’autre surface est en duite de poix fondue ou de vernis ñoir, afin d'éviter touté réflexion intérieure. On monte la plaque sur ün piéd construit de manière qu’on peut à volonté changer l’inclinaison de la surface polie par rapport à l'horizon, et faire varier son azimuth en la faisant tourner sur un axe vertical. L'appareil représenté fig. 171 remplit parfaitement le but proposé. Il'se compose d’un support cylindrique A. glissant dans un tube vertical B, fiké par une base (ronde F comme le dessous d’un chandelier, et portant un bras C, que l’on’peut inclinér à volonté au moyen d’une charnière un peu dure D. Ge bras tient le verre noirci E, dont le plan'est parallèle à l’axe dela charnière D. On pose’le tout sur une table ,:de manière que les rayons réfléchis par une assez grande plaque:de verre G;, sous’ un angle d'incidence d’envifon 57°, viennent tomber sur le verre E, qui doit être incliné de telle sorte que sa sur face polié fassé, avec l'horizon, un angle d'environ 73°. (Vay. art. 842) L'instrument ainsi disposé, lobservatèur applique son œil près du verre E, de manière à y voir par réflexion le verreG , et fait tourner lentement lé pied F dans un plau horizontal , en ne perdant pas de vue l’image de G. I remarquéra alors qu'au moment où le pied se trouvera dans une

certaine position ,, l’éclairement de l'image éprouvera une diminution rapide ; qu’à la fin l'image même disparaîtra totalement, et paraîtra couverte d'une large tache obscure comme un. nuage, pourvu que la plaque G soit d’une grandeur suffisante. Sile bras CP est convenablement inéliné, il est facile de trouver une; position telle que le centre de la tache disparaisse entièrement: il suffit pour cela de reporter le pied un peu en avant ou en arrière, Sinon, il faut commencer par rendre ja, tache aussi obscure que possible par le mouvement horizontal; puis, tenant d’une main le pied, changer un peu , d’uue manière ou d'autre, linclinaison du réflecteur E. L’on obtiendra ainsi une obscurité complète.

826. — Une autre, méthode de produire le même, phénomène mérite quelquefois’ la préférence sur celle.qui précède, suivant les expériences qu’on se propose de faire. On prend deux tubes de carton ou de métal ouverts aux.deux bouts et ajustés l’un dans l’autre, de manière à tourner à frottement ferme. À chaque bout de ce tube composé on fixe, avec de la cire ou daus un encadrement ,,une lame de verre noircie par derrière, comme daus l’article précédent, de manière à ce qu'elle, forme un angle de 35° avec, l'axe du tube (fig. 172). Ayant placé. le tube.qui porte l’une des lames. A. de telle façon que la, lumière d’un luminaire quelconque réfléchie par À passe pär l'axe du tube ,-ou le fisera dans cette position.,.et le rayon. sera:réfléchi de nouveau en B,, d’où on pourra le faire tomber soit,sur l'œil, soit sur un écran. Maintenant on fera tourner, dans le premier tube, celui qui porte B. Par là , ce réflecteur tournera autour du rayon comme autour d’uu axe, en conservant toujours là même inclinaison relative. Le rayon deux fois: réfléchi suivra le mouvement angulaire du réflecteur, et décrira la surface d’un cône. On observera ainsi que la lumière varie d’intensité , et qu’à deux époques de la révolation du tube B,, elle disparaîtra entièrement, Or ,,s1 lon note la position des réflecteurs à chacune de ces époques, on

trouvera que {es plans.de première etide seconde réflexion se cou- ‘ :

pént à angles droits.

827.— Les expérieuces ont été répétées avec toutes sortes de. milieux-réfléchissauts,, et l’on a déterminé spar.des mesures exactes, les angles sous lesquels doit tomber-le raÿonprimitif pour que le polarisatiün puisse avoir lieu. On en a concla les lois suivantes, dont l'énoncé nous paraît exiger une définition préalable. À »

828.:— Définition. Le plan de poldrisation est celui dans lequel le rayon a dû seréfléchir pour être polarisé. Ce plan, qui contient la route du rayon déià réfléchi une fois, jouit de Ja propriété que le rayon n’est pas susceptible-d’être réfléchi par

la surface d’un milieu diaphane et sous l’angle-de polarisation

propre à:ce milieu, dans un-plan perpendiculaire à celui-dont il s’agit: C'est encore un plan tel ;‘ qu'aucune lumière n’est transmise par.une lame de tourmaline perpendiculaire aux rayonsincidents s’il contient l'axe de ce cristal:

829.— Le plan de polarisation doit être regardé commietun des çôtés du rayon polarisé. Ainsi, dans tout le reste de sa route ; ce rayon conserve certaines relations avec l’espace'environnapt. Ces relations, sont cénsées inhérentes au rayon., tant que les:circonstänces restent-les mêmes; et doivent être considérées conime indépendantes dela manière dont elles

ont'été produites, |

850, — Les lois de la polarisation par réflexion sont les suivantes :

Premuère loi. Tontes les sarfaces réfléchissantes polarisent la lumière qui:tombe sur-elles sous des angles.convenables. Seulement, les substances métalliques et les milieux très réfringents semblent ne posséder cette propriété que d’une manière imparfaite , le rayon réfléchi ne disparaïssant pas-entié-

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rement dans des circonstances où un rayon polarisé :s'étein : drait tout-à-fait. Nous parlerons plus tard de ce cas. d'exception.

851.— Deuxième loi. Les angles d'incidence sous lesquels la lumière ést polarisée varient. avec les milieux. On peut toujours les assigner au moyen -de la règle suivante ;remarquable par son élégance et sa simplicité :

La tangente de l’angle de polarisation d’un milieu: quelconque est égale à l’indice de réfraction de ce milieu.

Cette loi est. due au docteur, Brewster, qui y est parvénu en comparant entre elles un très grand nombre -de substances de toute espèce. à

Ainsi, les indices de réfraction de l’eau ; du crowu-glass.et du diamant ayant pour valeurs respectives 1.356, 1.535 et 2.487, les angles de ‘polarisation -de ces milieux sont de 53e 111 56° 55! et 68° 6. Néanmoins , à l'égard du diamant et de toutes les substances -douées d’ane très grande puissance réfractive , il faut entendre par angle.de polarisation celui sons lequel le rayon réfléchi approche le plus de la polarisation complète.

852. — Il suit de la loi précédente qu’an-milieu ne doit point polariser tous les rayons colorés sous la même incidence; et que; par conséquent, l’évanouissément du faisceau réfléchi ne saurait être fotal::à moins que la lamière iñeidente ne soit homogène. Ceciexplique jusqu’à un certain point la‘polarisation incomplète de la lumière blanche réfléchie sous un angle quelconque parles milieux très réfringents, qui, en général, sont aussi très dispersifs. Il est aisé de s'assurer du fait dont il s’agitau moyen d’uneexpériencebien sunple, que nous avons souvent répétée. On reçoit un rayon.solaire sur un verré:plan dépoliet noirct d’un côté, sous une incidence (9) presque-égale à l'angle de polarisation (a) ; puis on le fait passer dans-une chambre obscure, où il tombe sur un verre semblable au pré”

cédent, Onttient ce.verre à la main de manière à ce qu'il réfléchisse le rayon dans:un plan perpendiculaire à celui-de la première réflexion, et'sous un angle (9'} à peu ‘près égal à l'angle de polarisation (a') da second verre. On trouve facilement une position telle.que le rayon réfléchi (que l’on doit recevoir sur écran blan) soit éxtrêmement faible ; mais aucune valeur donnée aux angles 0 et 9! ne peut déterminer sa disparition totale. Lorsqu’il est presque entièrement éteint, la lumière réfléchie est d’un pourpre indécis ,le jaune, c’est-à-dire la couleur la plus lumineuse , ayant disparu tout-à-fait. Dans eette position , si 8 reste constant, et.que l’on.fasse varier nn peu 6! (angle d'incidence. sur le.second verre) des deux, côtés de plan de polarisation. le rayon réfléchi preÿdra une belle couleur bleu-verdâtre dans le premier cas , et rouge-de-prune ou rouge-améthyste dans le second. Voici le tableau des, changements de teinte que nous avons observés et les variations d'incidence qui leur correspondent :

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