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façon continue la longueur d'onde de la lumière employée, ce qui n'est possible qu'en prenant une source de lumière blanche, et en y prélevant une série de radiations par l'un des montages spectroscopiques que nous décrirons dans la première partie de ce chapitre. L'éclat de la source pour les radiations ainsi isolées n'est qu'une fraction assez faible de son éclat total; comme la précision des mesures varie en raison inverse de la racine carrée de l'éclat, il est indispensable d^ opérer avec une source à grand éclat. Le mieux est d'employer le soleil, dont on forme une image à l'aide d'un héliostat et d'une lentille sur la pupille d'entrée de l'appareil spectropolarimétrique; on obtient encore d'excellents résultats en prenant comme source le cratère de l'arc électrique entre charbons en courant continu; enfin,, pour des mesures moins précises, on pourra employer la lampe à arc à électrodes de tungstène, ou, à la rigueur, se contenter d'une lampe à filament métallique un peu poussée.

69. Emploi d'un spectre cannelé. — Les mesures de dispersion rotatoire ont longtemps été faites uniquement par la méthode du spectre cannelé, imaginée par Fizeau et Foucault [146], employée pour la première fois par Broch [147], puis perfectionnée par Wiedemann [148], Arndtsen [149], Stefan [150], von Lang [151], Lippich [152], etc.. Lorsqu'une substance active est placée entre deux prismes polariseurs, il y a toujours de la lumière transmise, quelle que soit l'orientation des prismes, parce que l'extinction ne peut pas être réalisée simultanément pour toutes les radiations; mais cette lumière est colorée (§§9, i8i), et si l'analyseur fait un angle a avec la position d'extinction à vide, elle ne contient aucune des radiations pour lesquelles la rotation de la substance est a ou a + /ïtc, k étant un nombre entier quelconque. Si on l'analyse par un spectroscope, on obtient un spectre dans lequel les . radiations correspondantes sont complètement éteintes, c'est-à-dire un spectre qui contient des cannelures noires; lorsqu'on tourne l'analyseur, les cannelures se déplacent, allant du rouge vers. le violet, pour une substance à dispersion normale, lorsqu'on augmente a (en valeur absolue) : il suffit d'amener une cannelure sur une longueur d'onde déter: minée pour lire, sur le cercle de l'analyseur, la rotation correspondant à cette radiation. On connaît toujours à l'avance, par les mesures jpolarimétriques usuelles, la rotation pour une radiation monochronxatique ; il, n'y , a donc aucune incertitude sur le nombre. entier k pour cette radiation, et on sait d'ailleurs que ce nombre augmente de i unité lorsqu'on passe d'une cannelure à la suivante.

Pour que les cannelures noires paraissent aussi fines que possible, il faut admettre dans le spectroscope le plus dé lumière possible. Soient T et T' les deux diaphragmes qui définissent le faisceau polarimétrique (fig, i33)j T' étant l'image de la source S; à l'aide de la lentille L', on forme ^

une image de T sur la fente F du spcctroscope, et une image de T' sur l'objectif du collimateur, la lentille L' étant choisie de façon que cette dernière image ait un diamètre égal à l'ouverture utile de l'objectif: si toutes les lentilles sont achromatiques, on recueille ainsi, avec une fente étroite, le flux lumineux maximum que puisse admettre le spectroscope. On règle ensuite l'ouverture de la fente de façon que les cannelures noires soient aussi nettes que possible : pour une fente trop étroite, elles paraissent larges, parce que les parties du spectre qui les séparent ne sont pas assez éclairées; lorsque l'on ouvre la fente j'usqu'à admettre tout le faisceau polarimétrique, il peut arriver, si la dispersion rotatoire est forte et la disper* sion du spectroscope faible, qu'elles ne soient plus complètement obscures, par suite de l'insuffisance de pureté du spectre.

Lorsque la lumière employée est la lumière solaire, les mesures de longueur d'onde sont immédiates, les raies noires de Fraunhofcr pouvant servir de repères. Lorsqu'on emploie une source artificielle, il faut placer dans le plan R V où se forme" le spectre un réticule dont on règle à l'avance la position en éclairant la fente F, à l'aide par exemple d'un petit prisme à réflexion totale, par une source auxiliaire de lumière monochromatique de longueur d'onde connue.

La méthode du spectre cannelé ne peut pas être employée pour l'étude des faibles rotations, car l'unique bande noire que l'on peut alors observer dans le spectre en occupe une partie trop étendue pour qu'il soit possible de faire un pointé précis. Môme lorsque la rotation est grande, les pointés des cannelures ne sont jamais très précis; ils sont encore moins bons que les pointés de franges dont nous avons parlé au paragraphes/, parce que la frange à pointer n'est plus symétrique : les deux côtés de la cannelure correspondent à des radiations difïé-

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rentes, et deux points du spectre situés de part et d'autre à égale distance du minimum ne produisent pas en général la. même impression lumineusç sur l'œil. Il ne semble guère possible de réduire les erreurs de pointé aur dessous de 1/200 de V intervalle de deux cannelures, c'est-à-dire d'évaluer les rotations à moins de i" près; si d'ailleurs la rotation est assez forte et vaut par exemple plusieurs fois .180°, cette . précision peut correspondre à une erreur relative acceptable :dans ce cas, l'emploi du spectre cannelé, avec un petit spectroscope à graduation en longueurs d'onde, permet de réaliser un appareil d'utilisation commode [153].

Signalons qu'il' est possible de remplacer le pointé (le franges que comporte la méthode du spectre cannelé par l'observation d'une disparition de franges en un point donné du spectre [154].

70. Emploi d'un double speetre cannelé. — On augmente la précision par L'emploi de méthodes, analogues aux méthodes de pénombre, dans lesquelles on forme deux spectres cannelés juxtaposés. La plus ancienne est celle de Wiedemann [155] et Fleischl [156] ; elle revient en principe à placer sur le diaphragme T, dont l'image se forme sur la fente F, un biquartz de Soleil ( § 45),. de sorte que le haut et le bas de la fente donnent deux spec1:res juxtaposés, dans lesquels les cannelures noires ont, en général, des positions différentes. Il n'y a que la radiation de longueur d'onde Xo pour laquelle les deux moitiés du biquartz donnent des rotations de dz 90° qui puisse être éteinte simultanément dans les deux spectres: les déplacements des cannelures produits dans .les deux spectres par la rotation de l'analyseur s'effectuent de telle façon que deux cannelures noires viennent, à un moment donné, se croiser sur cette longueur d'onde; on a là un aspect facile à repérer, et l'angle dont il faut tourner l'analyseur pour le reproduire après introduction de la substance active mesuré sa rotation pour la longueur d'onde \o. Pour pouvoir. amener Xo à avoir une valeur quelconque, Wiedemann constitue le biquartz comme ,un compensateur, de Soleil ( § 56), ce qui permet de faire varier son épaisseur. •-

On préfère unanimement aujourd'hui adopter comme appareil de pénombre le prisfne de L^ppich ( § 43) : son arête étant placée dans le plan du diaphragme T, perpendiculairement à. la fente F, et la mise au point étant réalisée correctement pour toutes les radiations par l'emploi de lentilles toutes achromatiques, on obtient deux spectres, séparés par une' ligne .de .séparation évanescente, qui, à vide, ont même éclairement ^en tous leurs points pour uiie certaine position de l'analyseur qui constitue le zéro de l'appareil. XJne fois la substance active mise en place et l'analyseur tourné d'un angle .a, on. observe deux spectres cannelés dont les cannelures sont, décalées d'une petite : quantité; correspondant à l'angle de . pénombre 2ç (fig. 134) ; on repère, dans ces petits intervalles, les longueurs d'onde Xi, Xg-..,

pour lesquelles les deux spectres ont même éclairement : elles correspondent à des rotations a + kK, a 4* (^ -h l)^^—, et est il évident que l'erreur qu'on peut commettre n'est qu'une petite fraction de l'angle 2<p.

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Fig. 334-

71. Speetropolarîm êtres. — Cette méthode peut encore 6tre employée même lorsque la rotation est faible et les cannelures très floues : pour mesurer la rotation pour une longueur d'onde Xj, on a alors avantagea isoler une petite région voisiile de \i, en disposant (fi.g. 135) un écran muni d'une

Fig, 135.

fente F' dans le plan R V (fig. 133) où se forme le double spectre qu'on observe- avec l'oculaire w. Chacune des deux plages ainsi délimitées a un éclairement pratiquement uniforme, et on établit leur égalité, comme dans un polarimètre ordinaire, en tournant l'analyseur. L'appareil ainsi réalisé est un speetropolarîm être, constitué par un polarimètre suivi d'un monockromateur, c'est-à-dire d'un spectroscope à deux fentes F et F' ne laissant passer que la lumière monochromatique de longueur d'onde Xi- Sous cette forme, il présenterait l'inconvénient que l'on ne pourrait pas augmenter la pureté de cette lumière en resserrant la fente !f', sous peine de ne plus voir les plages sous un angle suffisant : on préfère généralement remplacer la lentille U par un système optique qui forme sur la fente F l'image du second diaphragme T', supprimer l'oculaire w, placer l'œil, derrière la fente F' et mettre au point sur l'image de T donnée par le dernier objectif 0'. On peut alors réunir en un seul appareil le polarimètre et le monochromateur : la figure 136 représente par exemple le montage de Glan [157]. Le. faisceau polarimétrique y est défini par le diaphragme T, sur lequel se trouve la demi*lame de quartz perpendiculaire mince Q (§ 46), et un second diaphragme à l'infini, image de. la fente F placée au foyer de la lentille.

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achromatique L; le prisme de flint D fournit un spectre dans le plan focal de la lentille achromatique L', spectre dont on isole une petite partie par la fente F'. La lentille L' donne du diaphragme T et de la ligne de séparation B des images Ti et Bji, sur lesquelles on met au point à l'aide de la loupe m.

Mais ce montage, comme tous ceux d'ailleurs que nous avons étudiés jusqu'ici, présente l'inconvénient, sur le quel a en particulier insisté Brace [158], que le polarimètre est traversé par toute la lumière que le monochromateur doit ensuite éliminer, et que les diffusions qui s'y produisent peuvent rendre cette élimination difficile. Il est préférable, comme l'ont fait les premiers Lippich [159] puis Seyfïart [160], de disposer le monochromateur en avant du polarimètre, de façon à ne laisser entrer dans ce dernier que la lumière qui sera effectivement employée aux mesures : c'est le procédé qui est universellement adopté aujourd'hui.

Le montage est alors représenté par la figure 137 : Le spectroscope F L D U F' et le polarimètre F' L^ P A Lg L3 sofU disposés à la suite Vun de Vautre, de façon que la fente de sortie F' du monochromateur soit là pupille d'entrée du polarimètre. Le faisceau monoçhromatique fourni par le premier est en général défini géométriquement par la fente F' et l'image de la lentille L fournie par le prisme D et la lentille L'; le faisceau ^utilisé parle polarimètre est défini par la" fente F' et l'image du diaphragme T [à travers la •lentille LjL. Il est nécessaire, pour obtenir un éclairage correct dû polarimètre mec une utilisation optimum du spec'

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troscope, que ces deux faisceaux coïncident : la fente F' étant étroite, il suffit pour cela qu'ils aient même convergence en F'. Lorsque l'on veut associer un spectroscope et un polarimètre qui n'ont pas été construits en vue de cette association, il faut séparer la fente de sortie du moiiochromateur de la pupille d'entrée du polarimètre, et former l'image de la première sur la seconde par une lentille produisant la modification nécessaire de la convergence du faisceau.