POLARISATION DB LA LUMIERE

1 no mot, toute vibration qui rencontre la lame de verre est décomposée deux composantes perpendiculaires entre elles, Tune située dans le plan incidence, l'autre située dans un plan faisant avec le premier un angle oit.

Cette décomposition est facile à comprendre ; nous pouvons, en effet, considérer un rayon lumière naturelle comme foimé par la réunion de deux rayons polarisés à angle Btl. Soient, par exemple, les vibrations OVi , OVj , OV3 (fig. 303), perpendiculaires au pon qui coupe le plan de la figure au point O. ■cane de ces vibrations, telle que OVi , peut être Kmposée, suivant la règle du parallélogramme, te» vitesses, situées, Tune dans le plan OY, y

lire dans le plan OX perpendiculaire au premier, opérant la même décomposition sur les vitesses •i V3 , on obtient finalement deux systèmes de IMes Oyi , Oy? , 0»/3 » et Ojci , Ox^ , OX3 , reprétent deux séries de rayons polarisés, les plans de tion étant d ailleurs perpendiculaires Tun à

La décomposition dont nous venons de Pio. 305. — DAcomposition d*ane Tibra-

rier n'est jamais complète avec une seule "^^^e die^* "*'**' p^rp^-dicaWr^ ne de verre ; mais on peut polariser à

a près entièrement le rayon transmis aussi bien que le rayon réfléchi, en iplovaiit une série de lames ; c*est ce qui arriverait, par exemple, si plaque A B de la figure 303 était remplacée par une pile de glaces, »t-à-dire par plusieurs lames empilées les unes sur les autres. Toutefois rayon transmis par une pile de glaces n*est jamais polarisé entièrement, ndis qu'une seule réflexion suffit, en général, pour polariser en totalité lumière, quand celle-ci rencontre la surface réfléchissante sous l'angle {polarisation.

110. Polarisation elliptique. — Il a été dit, dans le paragraphe précédent, qu'on peut indérer un rayon de lumière naturelle comme composé de deux rayons polarisés à angle Rt, mais à condition de supposer, en outt*e, que les deux vibrations composantes varient ■Ibiuelloi lient de grandeur Tune par rapport à Tautre ; tel était précisément le cas des iqx.8ante:4 Oyi , Oyt, (hj^^ relativement aux composantes Oxi , Ox% Oxs, dans la figure 305. ,aa contraire, les deux composantes considérées conservent toujours les mêmes valeurs litives, elles se composent en une seule vibration, dont l'orientation est constante, et m donnent de cette manière un rayon polarisé dans un seul plan. D*cutre8 phénomènes apparaissent quand deux rayons polarisés à angle droit suivent la ioM route, mais avec une différence de marche d'une valeur déterminée. Imaginons, par uple, que la vibration de Tun des rayons soit dirigée suivant AO (fig. 306), que la vi- Éâon de Tautre rayon s^effectue dans la direction perpendiculaire ABi , et possède une ipIStnie plus iietite; supposons, en outre, qu*il existe entre les deux mouvements vibrant une différence de phase égale à un quart de longueur d*onde. Une molécule, teUe • A, située sur le trajet commun des deux rayons, se trouvera alors animée de deux laves. Tune dirigée suivant AO, et croissant depuis A jusqu'en 0, Tautre dirigée soiil ABi , et diminuant de A on Hi ; la premièi*e vitesse aurait pour effet de transporter ■olécale vibrante de A en 0 ; la seconde vitesse, agissant seule, ferait marcher la molele fers oi .

Cis deux mouvements vont se composer pour donner une résultante qui, variant d'une iaière continue en grandeur et en direction, fera parcourir à la molécule A le chemin Bydios un intenraUe de temps correspondant au quart de la durée d'une vibration. Pendant

WfjioT-lloiioTn, Phjt. méd., r «dit S8

le deuxième quart, la vitesse dirigée suivant A A' décroîtra, taudis que celle qui agit dw la direction de OB, parallèle à ABi changera de signe et ira en augmentant en TÛm

absolue ; la molécule vibrante parcourra alors le cbeaii BA', puis successivement dans les instants suivanii Ih portions de courbe A'B' et B'A.

On démontre par l'analyse mathématique que la Injectoire totale ABA'B' ainsi décrite pendant la àmk d'une vibration est une ellipse ; aussi appelle-t-on famicR polarisée elliptiquement celle qu*on obtient, coamt nous venons de le montrer, par rinterférence de ém rayons polarisés à angle droit, présentant entre eux ar «•,« ^AA T • • • j - i'«..i«. différence de marche déterminée et ne possédant pu h

Via. 300. — Trajectoire des molécule» ^ • 4 •»/ t .-^ oo* j \* n- IZm^

lomineuses dans la polarisation même mtensité. Le petit axe Ba de 1 ellipse oéerili elliptique. par la molécule vibrante atteint sa grandeur maiia^

quand la différence de marche des deux rayooifi

interfèrent est de -^ * lorsque cette différence a une valeur supérieure ou infoieati

—r-, il n*est pas nécessaire que les intensités des deux rayons soient inégales, et leplÉ axe diminue de plus en plus, jusqu'à ce que finalement l'ellipse se transforme en %■ droite pour une différence de marche égale à 0 ou à --p. — On peut encore prodniitb polarisation elliptique avec deux vibrations rectilignes inclinées l'une sur rautrt% et ijirt une différence de marche comprise entre 0 et -7-.

217. Prodoction de la polarisation elliptique. — Nous avons dans le phénomène et b réflexion totale un moyen de nous procurer très facilement de la lumière polarisée efliplh quemcut. On a vu, § 141, qu'il y a réflexion totale toutes les fois que la lumière se pit* sente pour passer d'un milieu dans un autre moins réfringent, sous im angle d'ioddotf suffisamment grand qu'on nomme V angle limite. Tant que l'incidence est infériearei angle limite, le rayon lumineux donne naissance à un rayon réfléchi et à un rayon lënèk^ tous deux polarisés perpendiculairement l'un à l'autre (cf. § 214). Mais, du mooeotqMk réflexion totale a lieu, la portion de lumièi*e qui traversait la stu*i[ace de séparatioo qviii réfraction était encore possible, est réfléchie à son tour, et, en outre, les vibntioM la composent sont en i*ctard sur celles de Tautre portion, d'une quantité qui tarie l'incidence et avec l'angle limite ; de là, polarisation elliptique de la lumi^e par le de la réflexion totale. — [La différence de phase qui se produit dans œs ci entre les deux portions du faisceau réfléchi totalement est nulle pour une incideDce à l'angle limite ou à 00«> ; dans Tintervalle, elle varie d'une manière continue, ei !*aut par un maximum qui, pour le verre, s*élève à environ 1,B x, et correspood à l'i de5i'>30'.]

En général, la lumière se polarise elliptiquement en proportion plus ou moins toutes les fois qu'elle sd réfléchit, excepté dans le cas où Tincidence est égale à raifit' polarisation. [1^ réflexion sur les surfaces métalliques est surtout ûtvorahle à la prodid0 de cette forme de polarisation.]

Pour reconnaître la limiière polarist^ el.iptiquement, on peut se servir d'une plafi^" tounnaline. On constate alors que cet analyseur, quelle qu'en soit Torientatioa, a*^ jamais coraplètcnieut le rayon polarisé elliptiquement, ce qui distingue celte espèce A»* mière de celle qui est polarisée i*ectilignement; d'autre part, le ûiisceau polarisé eiiipû!*' ment, vu à travers la tourmaline, pivsento des intensitt^s maximum et minimim dau ^ positions recUnguIaiivs de la plaque, phénomène qui ne se produit ni avec la Iflv'' naturelle, ni avec la lumièn^ piijarisée circulairemeut dont il sera question àM»\f\^ graphe suivant. On sait que la tounnaline éteint les vibrations qui sont polari^^ *^ ' plan parallèle à son axe cristallographique ; nous en concluons qu'avec delà Jusucnr^** risée elliptiquement, on obtient le minimum ou le maximimi d'éclat suivant qiu 1« P^* ^ ou le grand axe do l'ellipse sont parallèles à l'axe de la tounnaline.

US. Polarisation circulaire. — Supposons maintenant que les deux axes de \m trij^*^ «Uiptique décrite par les molécules oscillantes dans la lumière polarisée eliiptiqv«oeB< ~

BBFLEXtOK DE LA LOUIERE is, l'etlipM u transforme en cercle et 3 <

a réaulte de la Ininièra

tax : dans ce c

VMlairemettt.

ttioD oircnlaire prend baisunce qiuuid deux rayons poUrÎBéa rectîligneniont <t

a ÏDteiuilé* égalée luiTent la même route, arec une difiereoce dé marche de

18 de polarisation étant toujours perpeodiculaireB l'un à l'autre. On réaliserait

m, en âùsaut subir à un faisceau de lumière naturelle 1b réfleiion totale sons e telle que la différence de phase des deux groupes de rayons réfléchis pût £tre fuari de longueur d'onde; mais, pour obtenir, par une seule réflexion, une » phase aussi grande, il faut opérer sur des substances qui ont un angle limite par conséquent un indice de ré&^ction très élevé; c'est tout au plus si le diamant d'atteindre le but. On élude la difficulté en augmentant le nombre des réflexicms -

e le parallélépipède d» Fresnel. Le leui LI, normal à la face AD, ren- &ce oblique AB sous l'iDcideuce do ubira la réflexion totale, qui le renia même incidence, sur la face opposée 1 lise réfléchira une seconde fois tota- >que réflexion totale produisant un

'—, le rayon émergent EL' se coinpo-

ix rayons polarisés à angle di-oit et

me différence de marche de —^ ',

ainsi on rayon polarise circulai renient. *e polarisée circulairement, vue à traique de tourmaline, présente la même DB tous les azimuts; sous ce rapport, listingue pas de la lumière naturelle, la reçoit sur un second paratlélépi-

anel, il M produit u

retard de — r-l le retard total est alors de -

qui sort du second prisme est polarisé rectilignement.

I caractère dilTérentiel entre la lumière polarisée circulairement et 1* Inmlibre

it le suivant : quand on (ait interférer deux rayons dont les vibratiODS M»t pola-

lloircment, mais en sens eon-

résnlte un rayon polarisé rec-

. Soient, pai* exemple, ACBD

(fig. 308) deux vibrations cir-

i s'accomplissent dans le sens

7 les flèches courbes, c'est-à-

ans le sens direct, l'autre daos

'te. Imaginons qu'on superpose

rationsetqu'ondécompoeecba- pn,, 30g, vlbntiso* rirculairM d* tma ogipoti.

len deux vibraticns rectilignes

culaires l'une à l'autre, comme le montrent les flèches droilcs: on voit que les

I AB et A'B' se détruiront mutuellement, puisqu'elle* sont dirigées en sens

andis que les composantes CD et CD' s'ajouteront pour produire nno vibration