XII. POLABISATION CIKCULAIEE

Lorsqu'un faisceau de lumière homogène polarisée trav^erse perpendiculairement une plaque de cristal de roche taillée dans un

sens perpendiculaire à l'axe, il reste encore polarisé après son émergence; mais son plan de polarisation est changé. Les plaques de certains cristaux le font tourner de droite à gauche, d'autres de gauche à droite par rapport au plan primitif de polarisation. Ce phénomène, observé dans le cristal de roche par MM. Seebeck et Arago (mais étudié particulièrement par le premier dans un grand nombre de substances), et par M. Biot dans les liquides et les vapeurs, a reçu le nom de polamation circulaire.

En étudiant ce phénomène avec des plaques de diverses épaisseurs tirées d'un même échantillon , et sur des plaques de divers échantillons, on a été conduit aux lois suivantes :

1" Pour toutes les plaques tirées d'un même cristal, la rotation du plan de polarisation est proportionnelle à l'épaisseur.

2° Dans une variété de quartz nommée plagièdre par Hatiy, le sens des inclinaisons des facettes détermine toujours le sens de rotation du plan de polarisation.

3° Quand un cristal tourne de gauche à droite ou de droite à gauche, la même épaisseur imprime toujours, à très-peu près, la même rotation.

4° En superposant deux plaques qui agissent en sens contraire , l'effet qu'elles produisent est à peu près égal à celui d'une seule plaque ayant une épaisseur égale à leur différence, et agissant comme la plus épaisse.

5" Les diverses couleurs du spectre éprouvent dans leur plan de polarisation des rotations d'autant plus grandes qu'elles sont plus réfrangibles.

Les lois 1 , 3 et 5 sont dues à M. Biot.

Pour donner une idée de l'importance de l'étude de la polarisation circulaire dans les recherches relatives à la constitution moléculaire des corps , nous dirons que M. Brewster a reconnu que les couches successives qui composent certains échantillons d'améthyste possèdent des propriétés contraires, et qu'elles font tourner le plan de polarisation dans un sens ou dans un autre. Dès lors , si l'on fait passer un ftiisceau de lumière polarisée au travers d'une plaque d'améthyste convenablement taillée, on a une série de franges composées et coloriées de mille manières.

Passons au mouvement du plan de polarisation dans les liquides et les gaz.

M. Biot a étudié ce phénomène dans les huiles essentielles et dans divers composés liquides et gazeux, et les résultats qu'il a obtenus sont

IGO TRAITÉ DK PHYSIQUE.

de la plus haute importance pour l'étude delà constitution moléculaire des corps, et même leur composition dans quelques cas. L'appareil dont il s'est servi à cet effet se compose d'un tube métallique terminé par deux glaces parallèles, et rempli du liquide sur lequel on veut expérimenter. Quand on altère la pureté d'un liquide par l'addition d'un autre, sans action sur lui, l'effet total est toujours égal à la somme ou à la différence des actions particulières qui seraient produites séparément par les molécules de chaque espèce ; cette loi se soutient encore quand les molécules sont soumises à des [actions chimiques, et quand même les liquides actifs passent à l'état de vapeur, comme M. Biot l'a constaté en opérant sur de longs tuyaux remplis de vapeur d'essence de térébenthine. Nous reviendrons sur les intéressantes recherches de M. Biot; pour l'instant, nous nous bornerons à dire que les essences de térébenthine et de laurier, la gomme arabique, etc., font tourner le plan de polarisation de droite à gauche; tandis que l'essence de citron, le sirop de sucre , la solution alcoolique , le camphre , la dextrine et l'acide tartriq^ue le font tourner de gauche à droite.

C'est encore Fresuel qui, dans le système des ondulations, a donné la théorie de la polarisation circulaire ; mais , craignant de donner trop d'étendue à cette introduction historique, nous regrettons de ne pouvoir faire connaître les vues théoriques sur lesquelles il s'est appuyé.

Couleurs des corps irrégulièrement agrégés.

Les corps irrégulièrement agrégés présentent également des couleurs; nous citerons pour exemple des lames de verre chauffées lentement jusqu'au rouge, et refroidies brusquement. Dans cet état, elles se comportent comme les corps cristallisés , c'est-à-dire , que les faisceaux qui les traversent sont colorés des nuances les plus vives. Cet effet est dû à la trempe, et par suite à l'état forcé dans lequel se trouvent les molécules; car si on enlève de la lame un fragment quelconque, cas où l'on dérange l'arrangement moléculaire, ou change en même temps les couleurs. Fresnel a trouvé la cause du phénomène en démontrant que les couleurs produites par la lumière polarisée dans le verre trempé , dépendent de l'inégaie élasticité de l'éther dans différents sens , d'où résulte inégalité de vitesse, d'interférence, comme dans les lames cristallisées. Les lames de verre , pendant qu'elles vibrent, donnent également des traces de coloration, comme M. Biot l'a reconnu; MM. Seebeck etBre^vster ont observé que des lames de verre pressées dans un étau présentaient des effets analogues , et qu'il

en était de même pour des gelées animales serrées entre deu?v lames de verre. Des différences de température , entre diverses parties des lames , suffisent pour donner les mêmes apparences. Les cristaux , dans des circonstances semblables , se comportent pareillement. Pour terminer ce que nous avons à dire sur la lumière, il ne nous reste plus qu'à parler de l'absorption de la lumière polarisée.

Absorption de la lumière polarisée.

La tourmaline offre ce phénomène à un degré remarquable; cette substance jouit de la double réfraction, comme on le reconnaît en faisant tourner un prisme de tourmaline, dont l'arête est parallèle à l'axe, et dont l'angle réfringent est très-petit; de plus, elle jouit de la propriété d'absorber les faisceaux polarisés dans la section principale, taudis quelle conserve celle de transmettre les faisceaux polarisés perpendiculaires à cette section. Il existe des tourmalines limpides ou légèrement bleuâtres , qui ne peuvent absorber le rayon ordinaire que lorsqu'elles ont une grande épaisseur; tandis que les tourmalines brunes, en lames très-minces, produisent cet effet. Le carbonate de baryte donn? deux images à peu près d'égale intensité , tandis que dans d'autres directions, il absorbe presque complètement le faisceau qui le traverse. M. Brewster a fait, sur les cristaux de nitre, une observation intéressante qui l'a conduit à étudier le jeu des couleurs dans les substances douées du dichroisme, c'est-à-dire, qui laissent voir deux couleurs différentes, selon qu'on les regarde dans un sens ou dans un autre , et a reconnu que ces couleurs dépendent de la position des axes optiques. M. Babinet a mis à profit les phénomènes d'absorption ou d'extinction de certains rayons du spectre, lorsque la lumière vient à traverser certaines substances minérales pour en tirer des caractères distinctifs de ces substances, entre autres, les prismes de rubis , de grenat, de zircon , de béril , de topaze, qui offrent des différences sensibles dans les spectres que l'on produit par le mode d'expérimentation qu'il indique. Il emploie également l'absorption avec polarisation, pour distinguer les corps, et observe à cet égard que toutes les substances qui offrent la réfraction attractive, exercent le maximum d'absorption sur le rayon extraordinaire , et qu'au contraire , toutes celles qui présentent la double refraction répulsive , exercent ce maximum sur les rayons ordinaires ; cette observation lui a permis de distinguer deux groupes de corps et diverses substances qui ont d'ailleurs beaucoup d'analogie entre elles. Il a également étudie le dichroisme, et a montré que la lu- 1. II

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mière transmise à travers un corps doué de cette propriété, se compose de deux parties, l'une, qui n'est pas polarisée, et qui passe dans tous les sens; l'autre, polarisée, et qui passe en plus ou moins grande quantité, suivant qu'elle s'éloigne ou s'approche davantage des axes de réfraction. Les teintes observées sont dues au mélange de ces deux lumières. M. Babinet démontre aussi les effets que produisent sur la lumière les structures d'accroissement par lames parallèles, les structures fibreuses , etc. Dans le premier cas , la lumière , en passant par la tranche, produit des bandes colorées analogues à celles des réseaux ; dans le second , il en résulte une couronne. Ces phénomènes peuvent aider à découvrir dans les corps une structure à lames parallèles ou fibreuses , dans des parties où il était impossible de la soupçonner. Enfin , M. Babinet a montré que les effets d'astéries se rattachent à des effets de réseau résultant de la structure intérieure des corps régulièrement cristallisés. Nous croyons avoir rapporté dans ce précis les faits principaux dont se compose aujourd'hui l'optique , et auxquels nous pourrons avoir recours dans la suite.