MÉTHODES UTILISANT LA RÉFRACTION DANS LES LAMES

306. Méthode dn dnc dn Chanlnes.^ Nous avons déjà exposé le principe de cette méthode à propos de la mesure de l'épaisseur des

1 Duc DE Chaulnes, Mém. acad. R. science. Paris 1770 et 1776.

368 Mesure des indices de réfraction

lames à faces parallèles (a. 187, p. 201); nous rappellerons seulement que pour la mettre en pratique, on se sert d'un microscope ordinaire possédant une bonne vis micrométrique. On met au point successivement la face supérieure et inférieure de la lame, en utilisant pour cela les poussières qui y sont toujours adhérentes. Si c' représente l'épaisseur apparente donnée par le déplacement de la vis micrométrique et e l'épaisseur réelle, celle-ci, avec un objectif sec, est

donnée par l'expression:

e == en,

n étant l'indice de réfraction qui peut être calculé si on a eu soin de mesurer préalablement e par un sphéromètre, un compas d'épaisseur, ou un autre instrument de précision quelconque. L'exactitude du procédé dépend du grossissement de l'objectif, qui doit toujours être à court foyer et aussi puissant que possible; on ne peut dépasser une certaine épaisseur pour la plaque, car la mise au point sur les deux faces de celle-ci n'est plus possible dans ce cas, par suite du court foyer de l'objectif.

On peut, au lieu de poussières, faire sur les deux faces.de la lame des petits dépôts d'argent métallique réduit, et mettre au point sur ceux-ci ce qui est plus exact.

Divers auteurs ^ ont cherché à modifier cette méthode, dans le but d'éviter la mesure de e qui est toujours une opération déhcate. Bertin^ place un micromètre sur la lamelle dont on veut connaître l'indice et mesure alors le grossissement, le tube porte-oculaire qui doit pour cela être gradué, ayant été préablement complètement tiré.

Soit g^ la valeur obtenue, il met alors le micromètre sous la lamelle sans changer la mise au point. Pour obtenir l'image nette de celui-ci il faudra changer la position de 1 -oculaire, l'on aura un nouveau grossissement g^, que Ton mesure. On enlève enfin la lame et met au point le micromètre seul; soit g^ le grossissement observé dans ces conditions. On peut alors démontrer, en se basant sur les formules des lentilles, que l'indice n est donné par la relation:

Il =^ — • •

La méthode du duc de Chaulnes est en principe applicable aux cristaux biréfringents, la question a été étudiée par Sorby^ et Stokes^, on trouvera le développement du procédé dans l'ouvrage de M. Th.Liebisch.*

t E.BECQUERELet A. Calsours, Compt.rend. acad.scienc. Paris 11.1840, 869—871.

2 A. Bertin, Ann. d. chim. et phys. 26. 1849. 288-295.

3 SoRBY, Proced. Royal soc. 26. 1878, 384—385.

4 Stokes, Proced. Royal soc. 1878, 384—401.

î> Th. Liebisch, Physikalische Krystallographie. Leipzig 1891, 361 — 367.

Emploi dei prismes Ooniomëtre de Babinet

g 3. EMPLOI DES PRISMES.

307. fionioiBètre de Babinet. Toutes les méthodes basées sur la

réfraction dans les prismes, utilisent le même instrument appelé gonio-

mètre de BAsmET ou spectromètre. Il existe de nombreux types de

ces appareils; nous décrirons l'un des modèles de la Société genevoise

POUR LA CONSTRUCTION DES INSTHUMENTS DE PHYSIQUE, qUC nOUS employODS

' depuis plusieurs années.

Il se compose d'un plateau gradué p [fig. 420), pouvant tourner autour d'un axe d'une grande longueur pour assurer sa stabilité; cet axe s'engage dans un statif en forme de trépied, monté sur trois via calantes. La rotation du cercle est mesurée par les deux vemiers v

et v, la lecture se fait à l'aide de loupes, et la graduation donne les 5" d'are. Sur le plateau on peut adapter des accessoires divers, tels que le support pour cristaux qui est indiqué sur la figure; l'échange de ces pièces se fait après avoir enlevé les trois vis a.

Le cercle peut être arrêté dans une position quelconque par la vis de pression n, le mouvement lent lui est communiqué en agissant sur la vis «'. Un collimateur e est monté sur un bras latéral, sa , disposition est celle décrite (a. 117, p. 114), son objectif 0 est monté

Dopuo k F*u« L 24

Mesure des indices de réfraction

sur un tube à tirage, ce qui facilite le réglage. La fente visible en F, est également montée sur un tube qui coulisse dans e. Le collimateur peut pivoter autour d'un axe horizontal A, l'arrêt se fait par tes vis bb\ La lunette est semblable à celle examinée précédemment (a. 118, p. 114); elle permet la vision d'objets très éloignés, et se compose d'un tube T dans lequel se déplace celui qui porte son objectif 0'. L'oculaire positif est placé lui-même dans un second tube, qui s'engage dans T à son autre extrémité, et peut se mouvoir à l'intérieur de celui-ci au moyen d'une crémaillère commandée par le bouton B. Le tube dans lequel s'engage l'oculaire positif, contient un réticule monté sur un tambour. La lunette peut tourner autour d'un axe horizontal h\ une lentille, que l'on place devant l'objectif, la transforme en microscope pour voir directement les objets placés sur le plateau servant de support. Le collimateur de même que la lunette sont supportés par de fortes colonnes Kj ce qui en permettant de les exhausser ou de les abaisser à volonté, rend l'emploi de l'instrument plus général. La lunette enfin peut tourner autour du cercle gradué; pour cela elle est solidaire du disque de bronze D qui porte les verniers vv'; l'effort qu'elle exerce sur l'axe est équilibré par un contre poids Q, La disposition réalisée permet les mouvements indépendants de la lunette et du cercle; la rotation de la lunette se lit sur le vernier, qui tourne en même temps que celle-ci autour du cercle, préalablement

rendu immobile en serrant la vis n^ les petits déplacements sont obtenus par les vis m et m'. Enfin pour plus de commodité dans le travail, on peut faire tourner tout l'appareil autour d'un axe vertical; la vis R sert à le maintenir dans une position déterminée.

Lorsqu'on veut utiliser le goniomètre de Babinet pour la mesure des indices, on fixe par le moyen des trois vis a, l'accessoire que représente la figure 420. Il comporte un petit plateau, mobile autour d'un axe que l'on fait coïncider avec celui vertical de l'appareil; le bouton i qui commande une vis de serrage, permet de l'arrêter dans une position déterminée. Sur ce plateau on peut adapter l'appareil A qui supporte le prisme; celui qui est représenté sur la figure, consiste en un quadruple chariot, permettant deux translations rectangulaires, perpendiculaires sur l'axe vertical, et deux autres circulaires servant à incliner le prisme dans un sens ou dans un autre. On peut aussi à la place de cet appareil, adopter le système

llJ

Fig. 421. .

Réglage du gonjomètie

plus simple et même préférable que montre la fig. 421; il consiste en une petite platine circulaire montée sur trois vis calantes, permettant d'incliner le prisme d'une manière quelconque.

En résumé, l'appareil de Babinet réalise les principales conditions que voici:

1° Rotation de la table supportant le prisme, ce dernier pouvant ainsi tourner indépendamment du cercle gradué.

2° Rotation simultanée du prisme et du cercle gradué.

3° Rotation indépendante de la lunette autour du cercle gradué avec entraînement du vernier.

4" Dans les appareils volumineux seulement, rotation de tout l'instrument autour d'un axe vertical.

308. Réglage dn goniomètre. Pour effectuer les mesures avec exactitude, l'appareil doit répondre à certaines conditions qui sont les suivantes:

V La lunette doit être réglée sur l'infini, et donner l'image d'un objet très éloigné, en même temps que celle du réticule qui doit se trouver dans te plan focal de l'objectif.

2" La fente du collimateur doit être placée au foyer de son objectif.

3" Les axes optiques de la lunette et du collimateur doivent être perpendiculaires à l'axe de rotation du cercle gradué

4° La fente du eollmiateur doit être parallèle à 1 axe de rotation vertical.

Fig. 422.

a) Réglage de la lunette. Pour régler la lunette, on commence par mettre au point le réticule, en tirant ou enfonçant l'oculaire dans son tube jusqu'à ce que l'image des fils apparaisse bien nettement; si l'on ne peut obtenir ce résultat, cela prouve que le tambour qui porte les fils est trop éloigné de l'oculaire; il suffit alors de déplacer plus ou moins ce tambour pour le mettre dans la position convenable.

Cette première opération effectuée, il faut régler la lunette sur l'inËni; on peut pour cela employer deux moyens. Le premier consiste à diriger cette lunette contre un objet très éloigné, puis à déplacer l'oculaire pour réaliser une mise au point convenable, ce que l'on re-

des indices de léinctioB

eofuiatt lorsqu'il coexiste pas de déplacement parallactique de Tiinage et da rÉtieuley quand on fait mouvoir Toeil derant rocolaire de bas en haot, ou de gauche à droite. Le second moyoi utilise rantoccrilimation. On place pour cela sur le plateau du goniomètre, un petit mircûr plan de verre, puis au moyen de l'oculaire de Gadss (fig. 422) qui oœitient une mince lame m de verre réfléchissante inclinée de 45^ sur Taxe optique de la lunette, on éclaire les fils du réticule R placé dans Tocnlaire, en se servant pour cela d'une source de lumière latérale 8. L'image conjuguée qu'en donne l'objectif après réflexion des rayons sur la lame faisant l'office de miroir, se superpose au réticule lui-même, si cette lame est normale à Taxe de la lunette, et si les fils sont au foyer principal de Tobjectif. Cette méthode est très précise, mais demande quelques tâtonnements; si comme miroir on se sert d'une lame de verre à faces parallèles, on peut du même coup utiliser celle-ci pour obtenir la perpendicularité de Taxe de la lunette sur celui du cercle gradué, par le procédé que nous indiquons plus loin, b) Réglage du coUimakur. Il s'effectue simplement en déplaçant plus ou moins le tube qui porte la fente ou l'objectif de celui-ci, jusqu'à ce que l'image de cette fente apparaisse nettement sans parallaxe dans le champ de la lunette disposée sur le prolongement du collimateur.

Fig. 423.

c) Réglage des axes optiqiies de la lunette et du coUimateur^ dans le but de les plaœr perpendùndaireînent à l'axe de rotation vertical. On règlo tout d'abord la lunette, et pour cela on se sert d'une lame à fuc(m rigoureusement parallèles, fixée au moyen d'un peu de cire sur lu pièce qui sert de support au prisme. Les faces de cette lame M doivent être bien réfléchissantes, on peut, pour plus de commodité, les argenler préalablement. On cherche tout d'abord à produire l'auto- (U)lliniation sur Tune de ces deux faces, en procédant comme nous Pavons indiqué à propos du réglage de la lunette; puis on tourne le lîtîrclo gradué de 180^\ Si Taxe de la lunette est placé dans les conditions requises, le réticule se su{)erpose encore à son image réfléchie; si tel n'est pas le cas (iig. 423), on corrige de la différence en agissant en

Réglage da goniomètre 373

partie sur le miroir M pour le rapprocher de Taxe de rotation du cercle, et en partie sur la lunette qu'on incline ou qu'on relève selon le cas à l'aide des vis ee' (fig. 420), On répète cette opération jusqu'à ce que la coïncidence parfaite soit réalisée sur l'une et l'autre face. Celle-ci obtenue, on fait alors coïncider l'axe du collimateur avec celui de la lunette en les plaçant sur le prolongement l'un de l'autre puis en agissant sur les vis de réglage bb\ on amène la fente dans la position convenable.

dj Réglage de la fente du collimateur^ pour la disposer paraUèlement à Vaxe de rotation du cercle gradué. On utilise encore l'autocollimation pour cette opération, et place tout d'abord l'un des fils du réticule parallèlement à l'axe de rotation; le réglage est effectué si faisant tourner légèrement la lame à faces parallèles en agissant pour cela sur le cercle gradué, l'image réfléchie du fil horizontal se superpose constamment à ce dernier. Si cette condition n'est pas remplie, le réticule et son image réfléchie se séparent, et prennent l'un par rapport à l'autre la position indiquée par la fig. 424. Il faut alors, faire tourner d'un angle convenable autour de l'axe de la lunette, le tambour qui porte les fils, en agissant sur le tube qui le contient ou selon la construction de l'instrument, sur le tambour lui-même au moyen d'une clef spéciale. Ce premier réglage étant achevé, on amène la lunette sur le prolongement du collimateur, et on tourne la fente jusqu'à ce que son image visible sans parallaxe, soit rigoureusement parallèle au fil vertical du réticule.