Proposition. — « En faisant traverser à un rayon dé m

• » inièr« naturelle^ sous t'incidente dé 35** 25', un nombre suffi-

• » sant de lames de verre parallèles, il en sort complètement po- M larisé perpendiculairement au plan d'Incidence. »

En effet, on peut, comme nous avons vu p. 2^9, li^ne i., se

' représenter iin rayoïi de lumière naturelle comme composé de

deux rayons paniels, l'un polarisé dans le plan d'iiicidence^ et

'^l'autre polarisé dans un plan perpendiculaire; ou comme on dit,

l'un polarisé à 0°, et ràùlre à 90°.

Or^, si on présente une ^jremière lamé à ce rayon de lumière Naturelle, tout lé rayon partiiel polarisé à 90» la traversera en entier, tandis qu'une partie ai| contraire du rayon partiel polarisé à Op'àsserà*, le reste étant réfléchi par la lame ; tout ceci résijUe de l'expérience du n» 231. Mais si, au sortir de la première lame on en présente une deuxième â la lumière, cette deuxième lamé laissera encore t)asser tout le rayon polarisé à 90<», et arrêtera tinè nouvelle partie de celui polarisé à 0, et ainsi de suiVe; de ' isorte cjuè cbaqûe làinè arrêtant une partie du rayon polarisé à 0», bientôt 51 sera épiiisé e\ il ne restera que le rayon polairisé a 90t**. Ainsi, en employant une pile d'un nombre suffisant de lames, la lumière en sortira toute polarisée dans un plan perpendiculaire au^pliui d^ÎQcideqce. ..

Ceci se vérifie par l'expérience en lemplaçant par une pile de places AB {fig, 380) rqn des deux miroirs dont nous noussommeSjSçrvif pour la polarisation par réflexiçn extérieure, et en dirigeant la lunette vers 1^ lumière d^s n^iées.; car si.on regarde alors l'image produite par le miroir CD pendant qu'on le fait tour-

LUMIÈRE POLAIISÉE. S9|

ji^v.di^^ fppisjj^aiiputs^ cette itniigev par ses dîsparîtîoiis-^ réapparitions ftuccessiveft, prouve que la lumière est polarisa.

QuBSTi<M< II. «— Polarisation par double réfraction.

« lit

^^ Ce niiiuérp adiçujx.casi leiH-eiT^er re1|(tiC à lapoi^gation rectiligae, et le deuxième relatif à la polarisation circulaire.

1er (3^3^ — Double réfraction des rofons polarisés rectilignement.

^^pS.fiéfinifipn. .7- Oy Ifppelle double, f infraction la bifi^rç^pj^ que subit un rajpn de liimièfç en en|;i:9nt dans certaipji Q^Uiei^ transparents ;^ cette, bif a^çatÎQn, partage . le rayon luminiçu]| ep deux autres directions qui en, général diffèrent toutes deux dfs celle qu'avait le rayon çivant son entrée ^^us Icj milieu doué, ^e la double réfraction. On appelle ces sortes de milieu substances biré-

fringentes,^ ,..>•.. . ». ;:,*•'*»';'

. Tous "les cristaux dont le npyau (n» U , t,I«') n'est pas Iç^çup/;, Voctaèàre régulier ou le àoAécaèàre rliomooïdà|, jouissent de la double réfraction. JDe plus, lés corps soUdes non cristallisés,

par d'autres actions, soit physiques, soit ine<jawqMes. . , , .i

Problème. — «< On demande un moyen simple de reconnaître » si une substance est biréfringente. >). ^ ^ ,»,..,;

\^^ Pçuf/ceiif^ )i,j|wfl&t 4e rejgarder ai* traye^i de c^te subs^auf^ Unob^el^iéli^c^wmiB^ Vî^^jç çpingle, p^r.ef^epiple 5,çar,,aîors»^.l^ ^^ybsi^nçe quiç l'on éprquve est Wf^éfrii]ig^ftie,,<H».^erra: dew épingles au lieu d'mis. Cef deux Vmftgps ^ronJ^ plus oii iqoîi^ écartées ^^Içn la position 4e la substance ^iréÇryige©,J^; ainsy en ^^isant, tourner celle-ci devant VceÛvo^ ye^f^ lesdeu;^ épi^r gl^ s'életgnf r ,ou s'a^procb^^ et mç^m/^. quelquefois çoïpcider ensemble., tp.diftajoce def deux images 4épend ^u?^ de la n^r tiîjçfç d^ j^ sujDs^iiiçq biréfringente.. Celle de toutes qui donne la pius^r^nd^di^faççe èU ce qu'on ayppelle fe spa^i d'Irlande; c'est ' une substance dgla/ni qye^le, i^fiarbre, .mais qui dqit^à

^ parfaUft fiçi^talH^^^ d't^ne grande limpidité j: on Ja

trouve souvent dans la nature sous la forme rhomboîdale re-

presçptéf/%. 381. , ,,- . '

l^es au^es ;s^bstances . biréfringente? donnent une uioiiïdre

distance entre les deux images de l'épingle ; et même souvent

la double réfraction est si faible, qu'il faut tenir l'épingle à une grande distance de la substance biréfringente qu'on a tout contre l'œil, pour rendre sensible l'écarteuient des deux images de cette épingle. Si, dans ces expériences, au lieu d'une épingle on prenait un objet plus épais, l'effet serait moins sensible, parce que ces deux images empiéteraient l'une sur l'autre.

236. Définition. — On appelle axe de double réfraction ou axe optique une direction telle que quand le rayon réfracté la suit dans la substance biréfringente, il n'éprouve aucune bifurcation.

Ainsi, dans un rhomboïde BA {fig, 38 Ij de spath d'Islande, si Ton fait (ailler une face mnl également inclinée sur les trois plans de l'un des deux angles obtus A, B, qui existent toujours dans ce solide, et qu'approchant l'œil de cette facette de manière à ne recevoir que des rayons BA qui lui soient perpeiidiculaireSy on regarde quelque objet au travers du rhomboïde, cet objet ne donnera qu'une image. Il en sera encore de même si Ton met l'œil aux environs de B, au lieu de le mettre devant la £ai-> cette m/il, pourvu qu'on tienne le rhomboïde de manière que les rayons incidents venant des objets extérieurs tombent perpendi*' cùlairement sur la face mrH, C'est pour que l'observateur réussisse plus aisément à rencontrer la position du rhomboïde qui donne des images simples, que nous avons dit de tailler une facette perpendiculaire à la direction où cette simplicité d'image a lieu, car elle aurait également lieu sans cette facette.

En cherchant ainsi les positions des divers cristaux biréfringents qui donnent des images simples, on trouve quelques-uns de ces cristaux qui produisent cette simplicité dans deux directions différentes. On les appelle cristaux à deux axes, et on appelle cristaux à un seul axe ceux où il n'y a qu'une seule direction suivant laquelle les rayons lumineux ne se bifurquent pas, et ne donnent par conséquent pas de doubles images.

Les cristaux à deux axes offrent cela de très -remarquable que, des deux rayons réfractés dans lesquels se divise un rayon incident, aucun ne suit la loi de Descartes. La loi qu'ils suivent a été découverte par M. Fresnel (f^. t. 7 des Mémoires de Vlnsti^ tut) ; mais elle est trop compliquée pour trouver place ici. Nous ne parlerons que des cristaux à un axe, et encore nous n'en dirons que quelques mots, renvoyant à la Théorie de la lumière par Huyghens ceux qui voudraient connaître plus amplement la loi de la double réfraction de ces cristaux : cette loi se trouve, au reste, n'être qu'un cas particulier de celle établie par M. Fresnel. Proposition. ~ « Dans les cristaux à un axe, un des deux rayons

» réfractés suit la loi de Descartes, et Tautre ne la suit générale* » ment pas. »

Démonstration» — Ceci peut se démontrer en taillant un cristal en prisme et le soumettant au genre d'expérience dont on a donné une idée au problème du n<> 177, afin de calculer, pour chacun des deux rayons réfractés, le rapport du sinus d'inci* dence au sinus de réfraction.

En effet, recommençant de diverses manières le genre d'expériences dont il s'agit, on trouve toujours la même valeur pour ce rapport relativement à l'un des deux rayons, et une valeur toujours nouvelle relativement à l'autre.

Définition, — Le rayon qui suit constamment la loi de Descartes s^appelle rt^on ordinaire, et l'autre rayon extraordinaire.

Observation, — Dans la proposition précédente, j*ai dit générale^ ment, parce qu'en taillant le prisme de manière que ses trois arêtes soient parallèles à la direction de l'axe ; alors, tant que le plan d'incidence est perpendiculaire à cette direction, les deux rapports de sinus dont il s'agit ont chacun une valeur invariable, mais la valeur de l'un diffère beaucoup de celle de l'autre. Ainsi, par ce procédé, Malus a trouvé que le rapport dans le spath d'Islande est 0,60 pour le rayon ordinaire, et 0,67 pour l'extraordinaire.

On peut aussi, comme l'a fait ce savant, étudier les lois de la double réfraction avec une plaque ABCC {fig. 327) de spath d'Islande dont l'arête AB est parallèle à l'axe du crislal^ en mesurant la quantité CD dont s'écartent les deux rayons réfractés dans lesquels se partage un même rayon incident LI, ou, ce qui revient au même, en mesurant la distance de deux points G et D qui paraissent coïncider pour un œil placé en L. La coïncidence de ces deux points vient de ce que le rayon ordinaire CI de l'un et l'extraordinaire DI de l'autre donnent des rayons émergents dans la même direction LI. On peut voir le détail de ces expé* riences dans le 3* volume de la Physique de M. Biot.

Définition. — Nous appellerons indice de réfraction extraordi'' naire le rapport qui existe entre le sinus d'incidence et le sinus de réfraction du rayon extraordinaire quand il est perpendicu-^ laire à l'axe.

Définition, — Quand on considère un rayon lumineux qui tombe sur une des faces d'un cristal à un axe, on appelle sec^ tion principale le plan mené par le point d'incidence du rayon lumineux parallèlement à l'axe et perpendiculairement à la face sur laquelle tombe ce rayon.

237. ^'Proposition. — « Le rayon extraordinaire reste dans le r* pl«^n.d*incklencç cQi^e le rajpi^ çfdin^ire^ tpuieg U^. fois que *n ce plan d'incidence coïncide avec la sectiou principale. »

t. *Pour déinomrer ceitte proposition^ il aufit<le regarder au ^Uravers d'une plaque de cristal^ aussi .ëtnisse qu'on pourra se ta "^ procurer, une ligne droite; cette li|;né/donneni en général deux "^images pamlldes pluaoa/noios écartées Tune de l'autre'; niais Ten .faisant tourner cette plaque sur elir-niénie de manière à ce fqtte ses deo» ^aces, que îesupposeparalièles^ restent tou^sdeuz '^perpendiculaires à ladroiie.^ui «a/de l'œil au milien de la ligne f qu'on regardependanttoutela rotationc^nous trouverons ainsi que '^les deux images .cotnddent toutes les fois que la section princi**- .^paleide jcette même plaque leur devient parallèle. Or, eeite de Tces deux, itpages qui est formée par les rayons réfractés ordi^ fnâiresest toujoun dans le plan d'incidenee (n" 175); doncv /puisque L'autre imageeoineideàvec elle, il faut qu'elle se trouVe .'^aussi dans ce même plan d'incidence. Ce qui prouve bien notre "^proposition.

Définition. — Les cristaux. s'appellent positifs ou négatifs sjiiiriint ^ue l'Indice extraordinaire est ^lus grand ou moindre que l'indice ordinaire.

Obserifaiiqn I, — C'est M. Biot qui, le premier, a remarqué cette différence (les cristaux comparés les uns aux autres : il les avait appelés atiractijs ou répulsifs, selon qu'ils ont l'indice de refraction ordinaire jplus grand ou plus petit que celui de la réfraction extraordinaire, parce que dans le système de rémission les pi^énomènes (le double réfraction sVxpliquent en supposant que l'axe dû èristal exercé une attraction ou une répulsion sur les molécules de la lumière, selon que ce cristal est de là première ou de là seconde.espèce. Mais ces dénominations ne peuvent être admises dans le système des ondulations suivi aujourd'hui généralement bar tout le inonde.