ROTATION DU PLAN DE POLARISATION
L PhteemtaM. — Lois. — Tbeorii.
Z4L77. Rotation d« ptui de polarlaatloa par le erlstal de roehe.
— En 1811, en môme temps qu'il découvrait la polarisation chromatique, Arago reconnut que le cristal de roche présente des propriétés différentes de celles des autres cristaux à un axe. Tandis que des lames traversées par des rayons polarisés parallèles à Taxe, ne donnent jamais des couleurs dans l'analyseur, et conservent à cette lumière son état et son plan de polarisation rectiligne, le cristal de roche perpendiculaire à Taxe fournit les nuances les plus vives, qui passent, quand on fait faire un demi-tour à l'analyseur, parla série des couleurs du spectre. Si l'analyseur donne deux images, elles présentent des couleurs complémentaires ; car, si elles empiètent l'une sur l'autre, les parties superposées sont blanches. Ces phénomènes s'observent facilement avec une plaque de quartz de 1 à 20">"> d'épaisseur placée dans l'appareil de Norremberg, ou dans l'appareil à projections traversé par la lumière solaire ; dans ce dernier cas, ils sont très brillants.
Arago reconnut à divers signes que le plan de polarisation des rayons simples traversant la plaque de quartz , est dévié d'une certaine quantité, différente potir les divers rayons simples, et allant en augmentant, des rayons rouges aux rayons violets. Un polariscope devra donc être tourné d'une manière différente pour éteindre ces divers rayons. 11 en résulte que, si l'on emploie la lumière blanche, les rayons simples qui la composent seront éteints en proportion différente ; de là la couleur que présente leur mélange. Il est facile de voir que les intensités des mêmes rayons simples étant complémentaires dans les deux ims^es, leurs couleurs seront aussi toujours complémentaires.
Biot a découvert par l'expérience les lois auxquelles est soumise la déviation on rotation du plan de polarisation par le quartz ^ ; pour mesurer cette rotation, il cherchait de combien de degrés il fallait tourner un polariscope donnant l'obscurité en l'absence de la lame, pour éteindre de nouveau les rayons simples après qu'on l'avait interposée. Voici ces lois :
1 Mémoires de Vlnititut, Académie det sciencu (4S49), t. II, p. 44
614 POLARISATION ROTATOIRlS
1<» La rotation du plan de polarisation produite par une lame de quartz perpendiculaire à Taxe, est proportionnelle à Tépaisseur, elle reste la même quand on retourne la lame face à face, et quand on emploie des lames égales tirées de cristaux différents. Il n'y a plus de rotation, quand la lame est placée sur le miroir inférieur de l'appareil de Norremberg, le rayon la traversant deux fois en sens contraire.
2o Certains cristaux font tourner le plan de polarisation vers la droite (par le haut) , d'autres vers la gauche, le rayon étant supposé s'avancer vers l'observateur. Les premiers sont dits dextrogyres, et les autres, Uvogyres; et pour la même épaisseur, le déplacement angulaire reste toujours le même. Biot désigne les substances dextrogyres par le signe 0<^ , et les substances lévogyres par le signe ^•^'^ . Le sens de la rotation est généralement le même dans un même cristal de quartz. Cependant M. Brewster a trouvé, en 1819, des échantillons d'amétyste (quartz coloré en violet par le manganèse) qui présentaient des parties où la rotation avait lieu en sens opposé. M. Herschel a reconnu, en 1820, que la forme cristalline détermine le sens de la rotation, et que, dans la variété p/a^tètire, on peut la prévoir, d'après Tinclinaison de certaines facettes, comme nous le verrons plus loin (2503).
3<> Quand on superpose plusieurs plaques, la rotation totale est égale i la somme algébrique des rotations particulières à chacune d'elles ; celles qui se font dans un sens étant prises de signe contraire à celles qui se font en sens opposé ; cette loi se vérifie, quel que soit l'ordre dans lequel les plaques sont placées, et quelles que soient leurs distances pourvu qu'elles restent parallèles.
i*^ L'angle de rotation correspondant aux couleurs simples, est à peu près proportionnel aux carrés des indices de réfraction, ou en raison inverse des carrés des longueurs d'ondulation (des carrés des longueurs d'accès dans le système de l'émission). Cette loi n'a pu être découverte qu'à force d'attention et de sagacité, à cause de la difficulté de retrouver exactement les mêmes nuances du spectre, dans les expériences successives, les raies de Fraunhofer n'étant pas alors connues. Voici les nombres donnés par Biot pour les déviations du plan de polarisation des divers rayons simples, ;dans une plaque de quartz de 1"*"' d! épaisseur. La première lot permet d'en déduire les déviations sous d'autres épaisseurs :
Valear de X-
Rouge extrême 645
Rouge du Terre de Btol 628
• Limite du rouge et de Torangé 596
Limite de Forangé et du jaune 571
Jaune moyen 550
Limite du jaune et du vert 532
Limite du Tert et du bleu 492
Limite du bleu et de l'indigo ... 459
Limite de Tindigo et du violet 439
Violet extrême 406
DéTÛUMI
