POLARISATION DE LA LUMIERE 5Ô

DS perpendiculaires à son axe ; il s'ensuit que les vibrations qui corn-

sent un rayon polarisé s'effectuent dans un plan de vibration qui est

rpendiculaire au plan de polarisation.

Supposons, par exemple, que le plan de vibration soit celui de la figure 302 ;

( oscillations des atomes vibrants s'accomplissent de part et d'autre de la

oite AE qui représente le rayon polarisé, et il en résulte une onde linéaire

)CX)E dont les monts et les vaux sont tous situés dans un même plan. Si

n imagine un second plan per- ,

ndiculaire au précédent et le cou- .- '" ; '^ '-^.

ni suivant la droite AE, on a le

in de polarisation.

De ce que la lumière ordinaire

. naturelle traverse une tour- „ ^ •"

.. ., .. ., . .. h 10. 302. — Direction des vibrations luminaases dm»

lune, quelle que soit 1 orientation un nyon poUrisé rectUIgnement.

Taxe cristallographique de la ique, nous devons en conclure qu'un rayon de lumière naturelle est produit r des vibrations qui sont aussi transversales, mais qui s'exécutent dan.s s directions sans cesse variables, en sorte qu'il en est toujours dans le nombre i ont Torienlation requise pour pouvoir traverser une plaque de tourlline.

tlS. Utorfèrettca dai rayons polarités. — Les phénomènes qu*on obsen^e [08 l'interférence delà lumière polarisée prouvent directement que les viations d'un rayon polarisé sont normales au rayon et qu'eUes s'effectuent aies dans le même plan. En effets si l'on fait interférer deux rayons polalés de la même manière, c est-à-dire dont les plans de polarisation sont irallèles, on constate une similitude parfaite entre les phénomènes produits IBS ces conditions et ceux que donne Tinterférence de la lumière naturelle. rend' on, au contraire, deux rayons polarisés à angle droit, c'est-à-dire mt les plans de polarisation sont perpendiculaires l'un à l'autre, on ne peut us les faire interférer: quelle que soit la différence de marche des deux lyons, on ne parvient pas à les détruire l'un par l'autre. Ainsi donc, mx rayons polarisés à angle droit n interfèrent pas.

On démontre facilement Tinterférence des rayons polarisés dans le même plan, au moyen I l'expérience des deux miroirs de Freénel (V. § 203), en ayant soin d'interposer entre la ■roe lumineuse et le système des miroirs une placpie de tourmaline ; les rayons réfléchis trouTent alors polarisés dans le même plan, et les franges d'interférence apparaissent ome ai Ton avait employé de la lumière naturelle.

Pour démontrer que les rayons polarisés à angle droit n*interfcrent pas, on a recours à la ft«ction par deux ouTorturca très voisines. Plaçons devant chaque ouverture une tour- •fiiM, et donnons aux axes des deux tourmalines des directions parallèles; Tinter renée des rayons ditTractés se produira exactement de la même manière que si Ton lérait sur de la lumière naturelle ; nous verrous apparaître non seulement les fhmgcs ÎMdtant de la difiraction produite par chaque ouverture séparément, mais encore les franges Ma à rinterférence mutuelle des rayons ditFractés par Tune des ouvertures avec ceux de ■tre. Tournons Tune des tourmalines de 1K>>, et aussitôt les franges de deuxième classe ■Mraiasent; celles de la première classe subsistent seules.

De ce fait que deux rayons polarisés à auirle droit donnent toujours la même intensité luineiMe, quelle que soit leur diflerenco de marche, il faut nécessairement conclure que les Intîoiis lumineuses sont normales au rayon, qu'en d'autres termes, elles appartiennent k catégorie des vibrations transversales ; car, pour peu que la vibration fut inclinée, on

pourrait la décomposer en deux mouTements, Tun perpendiculaire et Tautre paraDèli m rayon; et alors les composantes parallèles devraient nécessairement se renforcer ou ft*ailaàfr mutuellement.

213. Polarisation ptr réflozion. — Le passage de la lumière à travers un plaque de tourmaline n'est pas le seul moyen que nous ayons pour polariMr les rayons lumineux. Ceux dont nous allons nous occuper sont éminemoMrt propres à élucider la nature de la lumière polarisée.

Sur le miroir de verre noir AB (fig. 303) faisons tomber un rayon hm neux LI sous Tincidence de 54**35' ; le rayon réfléchi IR qui prendra tance aura acquis la propriété de ne plus pouvoir être réfléchi par un

î.'iiii!iiiiiiiii.iiiiiiinii]mfti:

Fia. 303. — - PoIirisatioD de la lumière par réflexion et par

réfraction.

miroir CD que dans certaines conditions. Si, fi exemple, l'angle dUnddeMi sur la seconde glace (à aussi de 54*35\ et que ta plans des deux surfaces nfléchissantes soient pant lèles, le rayon IR se cbira presque sans dans la direction RL' ; à mesure qu'on fiait to le miroir CD autour de comme axe, de manière obtenir entre le plan d*ir.

cidence sur la prei glace et le plan d'inci sur la seconde un angle de plus en plus grand tout en conservant à Tii dence la même valeur, Tintensité du rayon réfléchi par la lame CD dû progressivement jusqu'à ce qu'eUe devienne nuUe, quand les deux |Ji* d'incidence sont perpendiculaires l'un à l'autre; à ce moment-là, le miroir CD ne réfléchit plus aucune portion de la lumière qui lui est renvoyée ptf le miroir AB.

Nous voyons donc que les deux miroirs de verre se comportent Tua i l'égard de l'autre comme deux plaques de tourmaline; et en effet, on peilr sans modifier les résultats, substituer une de ces plaques à chaque laroell verre. Supposons, par exemple, qu'au lieu de recevoir sur la place CDh rayon réfléchi IR nous le fassions tomber sur une tourmaline ; dans M cas, le rayon en question sera éteint si l'axe TT est situé dans le plan il réflexion ; au contraire, il traversera pi'esque sans déperdition, si l'ax^ di la tourmaline est pt»rpendiculaire au plan de réflexion.

Nous en concluons, conformément à la définition donnée au §211*. q3^ le rayon réfléchi par le miix)ir AB est polarise dans le plan qui pa^sefV Taxe Tl'de la tourmaline, c'est à- dire dans le plan d'incidence LIR;fi>r conséquent, les vibrations du rayon IR s'effectuent dans une directioo po^ pendiculaire au plan do la figure; c'est ce que nous avons voulu indiqwr eu représentant ce rayon par une série de points, chacun de ces pdiii it la projection de la trajectoire décrite |>ar la molécule oiriflii»

la preuve, d'ailleurs, que la réflexion polarise la lumière dans le plan incidence, c'est la manière dont le second miroir CD se comporte à l'égard i rayon IR réfléchi par le premier.

113*. Aagle da polarisation. Loi do Brewster. — On observe les mêmes phéno- )nes de polarisation quand on remplace les lames de verre par toute autre bsiance polie ; seulement, l'angle sous lequel il faut faire tomber la lumière ur obtenir le maximum de polarisation varie avec la nature de la sur- M réfléchissante. On appelle angle de polarisation d'une substance iDgle d'incidence pour lequel le rayon réfléchi est complètement polarisé. A angle est de 54<»35' pour le verre, de 52°45' pour Teau, de 57**22' pour cristal de roche, de 68°8' pour le diamant, etc.

D'après une loi découverte par Brewster, il existe une relation fort remarable entre Tangle de polarisation et l'indice de réfraction d'une substance : tangente de r angle de polarisation est égale à l'indice de ré fracm. Si nous désignons l'angle de polarisation par p et l'indice de réfraction r II, nous avons donc :

tgp=n.

[Connaissant l'une des deux quantités p ou n, on peut calculer l'autre. est ainsi qu'on a été à même de déterminer l'indice de réfraction des listauces opaques.

La loi de Brewster peut être présentée sous une autre forme: soit, en effet, LI (fig. 304) rayon lumineux rencontrant, sous l*anglc de polarisation LIN = p, la surface de sépalioo AB entre deux milieux inégale- ■I réfringents ; soient IRle rayon rcfléi correspondant, lequel est polarisé dans plan d'incidence, et IT le rayon réfracté itity aiik^i qu*on le verra § 214, polali dans un plan perpendiculaire. Désiml par r Tanglede réfraction N'IT,nous Mi, en vertu d^; la loi générale de la friction :

sm ;»

Fia. 304. — Démons IrAtioa de U loi de Breveter

sm r Or, on sait, d'après un théorème de

jganométrie, que la Ungente d'un angle * '"• *^;eûiî7eTrMgie"de"^'ilu''iiiitî^^^ ï égale au rapport entre le sinus et le

■uuisde cet angle; nous pouvons donc poser: tg p = , et, en vei'tu de .la Joi de