ABSORPTION DANS LES CRISTAUX. PLÉOCHROÏSME

334. Absorption chez les cristaax du système Gubiqae. Chez les corps isotropes ou appartenant au système cubique, les propriétés optiques générales ne varient pas avec la direction. Il en sera de même pour la coloration. A égale épaisseur, l'absorption sera la même dans toutes les directions, quelle que soit l'orientation du plan de polarisation de la lumière incidente.

Pléochroïsme des cristaux uniaxes 417

335. Absorption chez les corps biréfringents. Chez les cristaux biréfringents, un rayon incident donne en général deux rayons réfractés qui jouissent de propriétés différentes. L'absorption ne sera en conséquence pas nécessairement la même pour chacun d'eux, car leur vitesse et leur polarisation ne sont pas identiques. Comme ces deux facteurs changent avec la direction de propagation, on peut s'attendre à ce qu'il en soit de même pour l'absorption. Le cristal est alors pléochroïque, car la couleur qu'il présente par transparence et qui est due à l'absorption de la lumière, varie selon la direction considérée; on pourra s'en convaincre en taillant dans ces cristaux des plaques de même épaisseur, mais d'orientations diverses, que l'on examinera par transparence.

Les minéraux biréfringents qui ont une couleur propre, sont presque toujours polychroïques; ceux qui possèdent une couleur accidentelle ne présentent ce phénomène que lorsqu'il y a association intime de la molécule cristalline avec le colorant. La preuve en est donnée par le fait que l'on peut reproduire artificiellement le pléochroïsme chez des corps naturellement incolores, comme le nitrate de strontium par exemple, en les faisant cristalliser au sein d'une solution colorée de bois de campêche ou de fuchsine^.

336. Pléochroïsme chez les cristaux uniaxes. Les propriétés optiques générales étant disposées symétriquement autour de l'axe principal du cristal qui coïncide avec l'axe de révolution de l'ellipsoïde optique, on peut s'attendre d'après ce qui a été dit, à ce que l'absorption suive une loi analogue. Parmi toutes les directions de propagation possibles suivant lesquelles l'absorption se fera d'une manière différente, il en existe deux particulièrement remarquables, qui se distinguent par l'intensité du phénomène, ce sont celles parallèle ou perpendiculaire à l'axe optique. Une lame taillée normalement à l'axe optique, présente une certaine coloration due à l'absorption qu'éprouve le rayon ordinaire seul; c'est celle nommée par Haïdinger couleur de base. Par contre, une lame taillée parallèlement à l'axe optique, présente en général une autre couleur, due au mélange des teintes que prennent, à la suite de l'absorption, les rayons ordinaire et extraordinaire. Pour distinguer les teintes afférentes à chacun de ces rayons, on peut se servir d'un nicol, qui permet d'écarter à volonté le rayon ordinaire ou extraordinaire transmis. Les plaques taillées obliquement sur l'axe optique, montrent des couleurs intermédiaires en-

1 DE Sénarmont, Compt. rend. acad. scienc. Paris 38. 1854 et Ânn. d. cbim. et phys. 41. 1864, 319. H. Rosenbusch, Physiographie. 1« édit. 1873, 106. v. Seherr- Thoss, Wied. Ann. 6. 1879, 270. 0. Lehmann, Wied. Ann. 61. 1894, 47. P. Gaubbrt, Bull. soc. miner, d. Fr. 17. 1894, 121—124.

Dnparc & Pearce I. 27

418 Absorption et pléochroïsme

tre celles obtenues avec les deux lames orientées comme il a été indiqué; au moyen du nicol, il est aisé de constater que le rayon ordinaire garde la même coloration, tandis que celle de l'extraordinaire varie avec l'orientation de la lame. 11 y a donc en somme dans un cristal uniaxe, deux cotdeurs principales dues à l'absorption, selon que la lumière qui le traverse a ses vibrations parallèles ou perpendiculaires aux axes principaux rig et rip de l'ellipsoïde. Ce phénomène s'appelle dichroïsme ; nous aurons toujours deux cas possibles, selon que l'absorption de l'onde ordinaire est plus ou moins énergique que celle de l'onde extraordinaire. La tourmaline est un minéral de la première catégorie, elle absorbe presque totalement la vibration ordinaire pour toutes les radiations, et transmet seulement l'extraordinaire avec une absorption partielle. Cette propriété permet d'employer la tourmaline à l'instar d'un nicol pour obtenir de la lumière polarisée.

337. Pléochroïsme chez les cristaux hiaxes. Le phénomène de l'absorption présente ici toute sa généralité. Dans le système orthorhombique par exemple, les axes de symétrie du cristal se confondant avec ceux de l'ellipsoïde, il y aura trois directions principales d'absorption parallèles à w^, ti^ et rip et nous aurons ici trichroïsme. Si l'on examine des plaques de même épaisseur, taillées perpendiculairement à l'un ou l'autre des trois indices principaux, elles présenteront en général trois colorations différentes, dues au mélange des teintes que possèdent, après leur absorption, les rayons lumineux transmis dont les vibrations s'effectuent parallèlement aux axes principaux contenus dans le plan de la lame. Dans les sections principales, nous aurons toujours une onde ordinaire se propageant selon

les cas avec une vitesse — , — et -, et une onde extraordinaire

marchant avec une vitesse variable. L'onde ordinaire subira une absorption indépendante de sa direction de propagation dans le plan de la section principale, ce n'est plus le cas pour l'onde extraordinaire pour laquelle la coloration évolue entre deux teintes, qui sont celles des ondes ordinaires pour les deux autres sections principales. Dans le système monoclinique i, un des axes principaux d'absorption coïncide avec celui de symétrie, les deux autres sont contenus dans le plan normal. L'absorption ne se fait plus symétriquement par rapport à trois axes perpendiculaires entre eux comme dans le système orthorhombique, la dispersion cristalline venant sans doute compliquer le phénomène. Dans le système triclinique on peut s'at-

i H. Laspeyres, Zeitsch. f. Kryst. 4. 1886, 440-467. W. Ramsay, id. 13. 1888, 97.

Phénomène des houppes 419

tendre à une complication encore plus grande par suite de l'absence d'axes de symétrie, toutefois pour la pétrographie où l'observation du pléochroïsme n'entre qu'au point de vue qualitatif, on se contente, pour les deux derniers systèmes, de noter la coloration de la lumière transmise lorsque les vibrations incidentes sont parallèles à l'un des trois axes principaux rig^ n^ ou n^,

338. Phénomène des houppes. Ce phénomène curieux que présentent certains cristaux fortement polychroïques uniaxes ou biaxes lorsqu'ils sont taillés perpendiculairement à l'axe optique, consiste en deux houppes colorées, que l'on observe en plaçant la lame près de l'œil, ou en l'examinent à l'aide d^un système fortement convergent. Le platinocyanure de magnésium qui cristallise dans le système du prisme droit à base carrée, et possède un clivage basique p = (001) se prête particulièrement bien à l'observation des houppes. Ce corps laisse passer les vibrations rouges pour les rayons ordinaires et extraordinaires, tandis que les bleues ne sont transmises qu'en partie pour le rayon ordinaire seulement.

Les rayons qui traverseront la lame dans ^^^ |;;^#"

la direction de l'axe optique seront donc colo- p^ "^¥__

rés en rouge pourpre, le rayon ordinaire étant seul transmis, puis à mesure que ces rayons '-

sont plus inclinés sur cette direction, la proportion du bleu transmis diminue, celle du

rouge restant sensiblement constante, la colo- Fig. 460.

ration observée est alors la résultante de celle que prennent les rayons ordinaire et extraordinaire. En lumière naturelle, la lame présentera un espace circulaire pourpre entouré de rouge. En lumière polarisée dont les vibrations s'effectuent par exemple parallèlement k AA (fig. 460), tous les rayons obliques contenus dans le plan A A' traversent la lame en qualité d'extraordinaires et ne contiennent pas de bleu, tandis que ceux contenus dans PP* sont les ordinaires et contiennent à la fois du rouge et du bleu. On verra donc sur le fond pourpre du champ deux houppes rouges, dont les sommets sont placés sur la trace de la section principale du polariseur.

339. Anréoles polychroïques. Chez certains minéraux polychroïques, on observe fréquemment des taches de forme arrondie, qui sont généralement de couleur plus foncée que celle du milieu environnant et toujours plus fortement polychroïques; ces taches entourent d'habitude une inclusion microscopique, l'orientation optique y est celle du minéral englobant. Ces auréoles polychroïques se

420 Absorption et pléochroîsme

développent de préférence autour de certains minéraux, et ont été observées pour la première fois par H. Rosenbusch^ dans la cordiérite, l'andalousite, le mica et le diopside. D'autres auteurs notamment H. Michel-Lévy^, puis MM. Traube, Cohen, etc. les ont également trouvées dans la biotite, la tourmaline, Taugite, etc. La liaison de ces auréoles avec certaines inclusions spéciales a été mise en évidence par Bt Michei^Lévy, qui a montré que divers minéraux inclus dans d'autres y développaient constamment ce genre de phénomène. Tel est le cas par exemple pour le zircon et l'allanite dans la biotite, ou encore pour la dumortiérite dans la cordiérite. L'apatite, le rutile et la cassitérite à l'état de microlithes, paraissent produire également des auréoles de même nature.

L'origine première des auréoles polychroïques est encore assez problématique. Certains auteurs les attribuent à la concentration locale d'un pigment organique, et basent leur opinion sur le fait qu'elles disparaissent avec la chaleur; ceci n'est cependant pas général, car M. Michel-Lévy a démontré que tel n'est point le cas pour la biotite; seul un traitement prolongé par l'acide chlorhydrique concentré qui désagrège à peu près le mica, les fait disparîutre. L'auteur en question pense que les auréoles ne proviennent point d'une concentration pigmentaire, mais qu'elles sont sans doute le résultat d'un enrichissement local du minéral englobant en certains éléments chimiques chromogènes, notamment en molécules de combinaisons riches en fer. Il est à remarquer que les propriétés optiques du minéral englobant sont légèrement modifiées sur la portion qui forme l'auréole; la biréfringence notamment y est tantôt plus forte, tantôt plus faible. Sur les auréoles de la cordiérite de Bodenmais, M. Wûlfing a trouvé que la biréfringence mesurée au compensateur était de -^ plus faible que celle obtenue sur le minéral lui-même; des observations analogues ont été faites par M. Michel-Lévy.