CHAPITRE IV

443. Description des phénomènes. — Les phénomènes de )larisalion chromatique prennent naissance lorsqu'un faisceau de mière polarisée, par un nicol par exemple, après avoir traversé le lame mince biréfringente dont les faces sont parallèles à son le optique, est analysé au moyen d'un nicol ou mieux d'un cristal iturel de spath.

L'aspect des phénomènes est le suivant.

Supposons d'abord que la section principale de l'analyseur soit srpendiculaire à celle du polariseur; on saitque, dans ce cas, l'image traordinaire est éteinte et d'ordinaire transmise seule. Les choses isi disposées, interposons entre les deux prismes une lame biréngente suffisamment mince, taillée parallèlement à l'axe et plae de telle sorte qu'elle reçoive normalement la lumière. On serve dans ces conditions, soit une seule image blanche, comme aot l'interposition de la lame, soit deux images colorées dont les ntes, qui dépendent de l'épaisseur et de la substance de la lame, nttoujours complémentaires, car si on fait en sorte que ces images ipiètent l'une sur l'autre la partie commune est constamment uicbe.

Lorsque l'angle a que fait la section principale de la lame avec lie de l'analyseur est égal à 45°, on obtient deux images dont les uleurs présentent le maximum d'éclat; si l'on fait alors tourner

kl lame de façon que l'angle « des deux Bcctions principale devienne plus grand ou plus petit que 45°, les couleurs des deu» images pâlissent sans changer de nuance, elles se lavent de hlanc? au moment où a est égal à 0° ou à 90° il n'y a plus qu'une imag dont la lumière constituante est blanche. Pour une rotation encor plus grande de la lame biréfringente, on observe de nouveau le deux images colorées déjà décrites, mais chacune des images 66 alors colorée comme l'autre l'était précédemment.

Si, la lame étant fixe et sa section principale n'étant ni parallèle! ni perpendiculaire àcelledu polariseur, on fait tourner l'analyseur les phénomènes sont un peu plus comphqués. On a constammen dans ce cas deux images ; ces deux images sont blanches lorsqu l'angle a de la section principale de l'analyseur avec la sectioD principale de la lame est égal à 0° ou à 90°, mais les intensités dd ces deux images ne sont alors égales que si, à ce moment, la sec tion principale de la lame fait avec celle du polariseur un angitl égal à 45°. Lorsque les sections principales delà lame et de l'ana lyseur ne sont ni parallèles ni perpendiculaires, les deux image présentent deux couleurs complémentaires plus ou moins lavées d blanc, suivant la position de l'analyseur. De plus ces couleurs chan gent d'image chaque fois que, pendant la rotation de l'analyseur, o dépasse l'une des positions pour lesquelles « est égal à 0° ou à 90' c'est-à-dire pour lesquelles les deux images sont blanches.

Enfin, dans le cas où la section principale de la lame est para lèle ou perpendiculaire à celle du polariseur, on a tantôt un: image, tantôt deux images, suivant l'orientation de l'analyseur, mais ces images ne sont jamais colorées.

Donc, en résumé, pour une même lame traversée normalemetî par la lumière, une môme image ne peut jamais présenter que deu couleurs complémentaires; ces couleurs sont seulement plus o moins lavées de blanc suivant l'orientation relative du polariseun de la lame biréfringente et de l'analyseur. Les couleurs varient d reste avec l'épaisseur et avec la nature de la lame. On peut égale ment faire changer les couleurs, avec une môme lame, en iucl:' nant plus ou moins celle-ci par rapport aux rayons incidents.

444. Principe de la théorie de la polarisation chro matique, — Fresnel a donné de tous ces phénomènes une ihéori: très complète dont nous ne pouvons exposer ici que le principe

Fig. 303. — Théorie de la polarisation chromatique.

Lorsque la lumière polarisée, que nous supposerons vibrer suivant PP' (iig. 803), rencontre normalement la lame biréfrin- :i gente dont la section principale est dirigée suivant XX', par exemple, chaque vibration se décompose en deux autres dirigées l'une suivant XX' (rayon extraordinaire ), l'autre suivant yy (rayon ordinaire). Ces deux rayons, polarisés à angle di'oit, cheminent d'ailleurs suivant la même direction ; toutefois la vitesse de propagation du rayon ordinaire, à travei^s la lame biréfringente, diffère de celle du rayon extraordinaire; en conséquence, l'un de ces rayons présentera sur l'autre, à la sortie de la lame, un certain retard qui, pour une même lame, dépend de l'épaisseur de celle-ci.

Ces deux rayons, qui vibrent l'un suivant XX', l'autre suivant YY', tombent en cet état sur l'analyseur dont nous supposerons la section principale dirigée suivant SS'.

Chacune des vibrations XX', YY' est alors décomposée en deux autres suivant SS' (rayon extraordinaire fourni par l'analyseur) et suivant PP' (rayon ordinaire fourni par ce môme analyseur). Chacune des vibrations résultantes, qui s'effectuent suivant SS' et PP', provient donc, par parties, des vibrations des rayons ordinaire et extraordinaire auxquels a donné lieu le passage de la lumière à travers la lame mince, vibrations qui, ainsi que nous l'avons fait remarquer, sont en retard l'une par rapport à l'autre. On conçoit dès lors que, dans les rayons ordinaire et extraordinaire fournis par l'analyseur, telle ou telle lumière simple interfère partiellement, c'est-à-dire soit plus ou moins complètement éteinte; telle est l'origine de l'apparition des couleurs dans les deux faisceaux transmis au delà de l'analyseur.

445. Chromatoptomètre. — Collardeau, Izarn et Chibret ont utilisé l'action des lames minces des cristaux biréfringents sur la lumière polarisée dans la construction d'un instrument destiné à faciliter le diagnostic de la dyschroraatopsie. Le chromatoptomètre ou chromatopJiotoptomètre se compose Imbert. — Physique biolog. 50

d'uu tube muni à l'une de ses extrémités 06 d'un Nicol polariseur et à l'autre 00 d'un analyseur biréfringent; entre ces deux prismes se trouve uue lame de quartz à faces parallèles entre

ES

EC

Fig. 304. — Chromaloptomètre.

elles et à l'axe optique. Le polariseur et l'analyseur peuvent tourner autour de l'axe du tube S et une aiguille qui se déplace sur un arc cercle de divisé ES indique à cbaque instant l'angle que la section principale de l'analyseur fait avec l'axe optique de la lame. Cette lame est elle-même mobile autour d'une droite qui est perpendiculaire à l'axe du tube et qui coïncide avec son axe optique, de telle sorte qu'elle peut être inclinée plus ou moins s par rapport aux rayons qui la rencontrent. L'inclinaison de lai lame est réalisée au moyen d'un bouton fileté, situé au centre duii cercle EO, qui entraine une aiguille dans son mouvement.

Des repères portés par le tube permettent de donner au polariseur une position telle que sa section principale fasse un angle de 45° avec l'axe de la lame biréfrigente. Si, les choses étant ainsi: disposées, on regarde, à travers l'instrument, une surface éclairée, on aperçoit deux images tangentes d'une ouverture circulaire T quii est placée devant le polariseur pour limiter le champ. L'aspect de ces images varie suivant la position de l'analyseur et de la lame de quartz. Lorsque la section principale de l'analyseur coïncide avec^ l'axe de la lame, les deux images sont blanches, quelle que soiti

1 Le polariseur est mobile parce que rinstrument peut être employé pour un usage autre que le diagnostic de la dyschromatopsie.

l'incliniiison de la lame. Si l'on fait alors tourner l'analyseur, les Jeux images prennent des teintes complémentaires dont les couleurs varient suivant l'inclinaison de la lame par rapport aux rayons incidents. La teinte de l'une des images est d'ailleurs in-

iquée par l'aiguille qui se déplace sur le cercle iùG, lequel porte

cet effet les mots rouge, bleu, etc.

Les teintes, quelles qu'elles soieat, des deux images, sont tou- )ur3 d'autant plus saturées que l'angle formé par la section prinipalede l'analyseur et par l'axe de la lame est plus voisin de 45°. On peut donc faire changer la couleur des images par le mouvelentde la lame biréfringente, et faire varier le degré de saturation j arlarotationderanalyseur.il est par suite possible, grâce à cet iistrument, de déterminer la nature des couleurs complémentaires Lie le sujet confond et d'apprécier le degré de dyschromatopsie par j degré de saturation jusque auquel la confusion persiste.

446. Polarisation chromatique dans les corps organisés. Microscope polarisant. — Les phénomènes de polarisation I hromatique prennent naissance non seulement à travers les corps cristallisés dans un système autre que le premier, mais encore à travers ceux dont l'élasticité varie d'un point à un autre pour une cause qui ne réside pas dans la forme cristalline. De ce nombre sont, par exemple, le verre trempé ou comprimé et les corps organiques à structure stratifiée, c'est-à-dire formés de couches concentriques.

L'uniformité de coloration, que l'on observe dans le cas simple considéré ci-dessus, n'existe plus alors et l'image transmise par l'analyseur présente une série de courbes colorées, véritables franges d'interférence dont la forme varie avec la structure des corps organiques qui leur donnent naissance. Ces corps étant d'ailleurs généralement de très petites dimensions, il est nécessaire de les observer au microscope polarisant ; on appelle ainsi un microscope ordinaire muni, au-dessous de la platine, d'un premier nicol qui polarise la lumière réfléchie par le miroir et au niveau de l'oculaire d'un second nicol faisant office d'analyseur. Les grains de fécule examinés avec cet instrument présentent une croix noire dont les branches se croisent au niveau du bile, fait qui peut être utilisé pour distinguer la fécule des corps qui peuvent lui être mélangés frauduleusement (A.. Moitessier).

La corriâe, le cristallin, surtout lorsqu'il commence à perdre sa transparence, le tissu élastique, les tendons, le tissu osseux, certains éléments constituants de la fibrille des muscles striés, les ongles, les cheveux, donnentde môme naissance u des phénomènes analogues et sont donc doués, d'ailleurs à des degrés divers, du pouvoir biréfringent.

447. Houppes de Haidinger. — Le phénomène dit des houppes de Haidinger paraît, bien que sa cause soit encore impar-» faitement connue, se rattacher à la polarisation chromatique.

Quelques personnes, lorsqu'elles reçoivent dans l'œil un faisceau de lumière polarisée, perçoivent dans la région du point de fixation une croix formée de quatre houppes dont deux, violettes, sont parallèles aux vibrations de la lumière polarisée, tandis que les deux autres, jaunes, sont perpendiculaires à ces vibrations. Ces houppes sont perçues, par exemple, lorsque ces personnes regardent une BurfacQ blanche (feuille de papier, nuage» etc.) à travers un nicol.

Ce phénomène a été attribué par Silbermann à la double réfraction du cristallin, par Jamiu aux réfractions multiples de la lumière à travers les divers dioptres oculaires et par Helmholtz à une absorption de la lumière par les éléments fibreux, faiblement biréfringents, de la tache jaune de la rétine.