CHAPITRE IV
Des rapports entre le pouvoir réfringent des corps et leur densité.
Newton est le premier qui ait signalé une certaine relation entre les pouvoirs réfringents des corps diaphanes et leurs propriétés chimiques, relation qui jusqu'à présent n'est soumise à aucune loi bien déterminée. Newton ayant établi une table des indices de réfraction d'un certain nombre de substances , observa que le diamant se trouvait placé à côté des huiles essentielles; il en tira la conséquence que ce corps renfermait un principe combustible; il eu fut de même à regard de l'eau. Cette connexion entre les pouvoirs réfringents et les propriétés chimiques des corps n'attira l'attention des physiciens que lorsqu'on eut reconnu que le diamant était formé de carbone pur et que l'eau renfermait un principe combustible. II resta alors prouvé que l'on devait déterminer avec la plus grande précision l'indice de réfraction des corps, afin de pouvoir la comparer, soit avec leur densité, soit avec toute autre propriété physique ou chimique, dans l'espoir d'enchaîner ces propriétés par des rapports simples.
La détermination des indices de réfraction des corps a été le but d'un grand nombre d'expériences; d'abord de Newton, puis de A\''oIlaston, de MM. Brewster, Biot, Arago, Dulong, Young, etc. Différentes méthodes ont été employées pour déterminer les indicesde réfraction; nous les avons exposées dans l'introduction.
MM, Arago et Petit, dans un travail publié en 1816, ont fait connaître le résultat d'une série d'expériences sur les puissances réfractives et dispersives des liquides.
Ces résultats démontrèrent que le pouvoir réfringent d'un même
liquide n'est pas proportionnel à sa densité, mais diminue un peu avec
cette densité; c'est pour ce motif qu'ils opérèrent sur des liquides et
des gaz. Ils firent voir aussi que le pouvoir dispersif diminuait avec
w'— 1 la densité, et que le pouvoir réfringent — - — , w étant l'indice de
réfraction et d la densité, est non-seulement variable pour une même classe de rayons, mais encore que la loi suivant laquelle ce changement s'effectue , est différente pour les rayons différemment colorés.
M. Dulong, daus la détermination qu'il a faite des indices de réfraction des gaz, a vérifié cette loi, déjà mise en évidence par MM. Biot et Arago,que, pour un même fluide, la puissance réfractive est proportionnelle aux variations de densité, loi qui lui a servi à déterminer les indices de réfraction. 11 a fait voir en outre que dans les combinaisongazeuses, la puissance réfractive n'est pas la somme des puissances réfractives des gaz composants, et il en a conclu que l'air n'est pas une combinaison d'azote et d'oxygène, mais un mélange de ces deux gaz, puisque la puissance réfractive de l'air est la somme des puissances réfractives de ses deux principes.
Brewster a indiqué un procédé qui est très-commode pour avoir les indices moyens de réfraction des liquides.
Ce procédé consiste à placer tangentiellement à la lentille d'un microscope une lame de verre plane, et d'interposer entre cette lame et la lentille une goutte du liquide dont on veut mesurer l'indice de réfraction; il se forme au bout de l'objectif une lentille plan concave de liquide qui fait changer la position dans laquelle il faut placer un corps pour que son image se forme toujours au même point. Si l'on désigne par n.,n les indices de réfraction de deux liquides, en passant de l'air dans ces corps, et par D, d, d' les distances auxquelles il faut placer un objet quelconque pour qu'il soit vu dans le microscope, lorsqu'il y a successivement de l'air, et chacun des deux liquides entre la lame plane et l'objectif, distances comptées à partir de l'objectif, on a cette formule
—, = ou -; Z= =- .
Cette méthode ne permet d'obtenir que l'indice de réfraction d'un liquide par rapport à un autre.
MM. Edmond Becquerel et A. Cahours ont fait usage de ce procédé en cherchant au lieu des distances Z>, d,d\ les nombres P,îJ, p' de division d'un micromètre placé sur le porte-objet, et qui sont compris entre deux raies fixes d'un micromètre au foyer de l'oculaire. Ces nombres étant proportionnels aux précédents, on a encore :
