X. dopbndepolarisaUoB

sa

île

MOLÉCULAIRE. 6i5

IMVS. ApproxlinatloB de la quatrième !•!. — D'après des expériences de M. Broch et de M. Wiedemann S faites par une méthode que nous indiquons plus bas (2480), la quatrième loi n*est qu'approximative. Le premier a mesuré les déviations des plans de polarisation des couleurs correspondantes aux raies principales du spectre, et en les multipliant par les carrés des longueurs d'ondulation données par Fraunhofer, il a trouvé des nombres qui croissent sensiblement avec la réfrangibilité des rayons. Voici les résultats :

Botes

Dhiaiions

ProduiU par X . . .

M. Arndsten est arrivé, par la même méthode, à des résultats semblables.

L'essence de térébenthine et celle de citron ont, comme nous le verrons, la propriété de faire tourner le plan de polarisation, mais à un degré moindre que le quartz, en suivant les lois précédenles, et la quatrième se trouve encore notablement en défaut. En effet, M. Wiedraann a trouvé, en opérant sur des colonnes liquides de 1 décimètre d'épaisseur, pour l'essence de térébenthine, T, et l'essence de citron, R, les résultats suivants :

Raies G D E F G

l Déviations 1 0o,9 1 40,6 1 8o,7 «3o,5 32o75

^\ ProdvitsparX.. 4690 4871 5184 5474 6044;

^ ( Déciations 37o,9 48o,5 6803 77© 1 060 '

\ ProduiU par X.. 4631 1683 1751 4823 4926

On voit que les produits croissent d'une manière notable. Nous verrons plus loin que la quatrième loi est indiquée approximativement par la théorie. Faut-il en conclure que celle-ci est en défaut, ou ne faudrait-il pas admettre plutôt l'existence de quelque circonstance inaperçue venant modifier les résultats de l'expérience ? C'est ce qui ne pourra être éclairci que par de nouvelles investigations. Nous verrons, du reste, que certains liquides repoussent complètement cette loi (2502).

1MV9. Gonleim avec la lumière Maaehe. — Les nombres du tableau de Biot permettent de calculer la teinte que donnera la lumière blanche pour chaque position du polariscope, avec une plaque de quartz d'épaisseur connue. En effet, la section principale de l'analyseur formant un angle ^ avec le plan primitif de polarisation, chaque rayon simple aura une intensité proportionnelle à cos^ («~|3)i ou à sin' (a — ^), suivant qu'il s'agira de l'image ordinaire ou de l'image extraordinaire, a étant l'angle de rotation du plan de polarisation ; et il restera à calculer, par la règle de Newton (2060), la teinte formée par

1 Atmales de chimie ei de ph^tiqite, 3« série, t, XXXIV, p. 449 et 124.

ces rayons mélangés en quantités proportionnelles i ces intensités. Biot a faii un grand nombre de calculs de ce genre, et les résultats ont été constaminrat d'accord avec Texpérience.

TeiBte MBsiUe. — Parmi les teintes qui se succèdent quand on fait tourner l'analyseur, Biot a remarqué dans Yimage extraordinaire^ la teinte seMible, ou teinte de passage^ que l'on a observée depuis dans d'antres circonstances (2417). Dans le cas actuel, cette teinte se montre quand Tépaisseiir du quartz n'est pas trop grande, quand il ne dévie pas le plan de polarisation des rayons rouges de plus de.140'' à lôO"". La teinte sensible n'est pas exactement la même pour toutes les épaisseurs ; elle est ordinairement bleu-violacé pâle, ou gris de lin, mais elle se reconnalL toujours facilement en ce que le moindre déplacement de l'analyseur la fait passer, d'un c6té au bleu franc, et de l'autre au rouge vif. La teinte de passage, qui change évidemment de place avec le plan primitif de polarisation, se présente sous un angle de la section de l'analyseur avec ce plan, plus grand que l'angle qui donnerait le minimum d'éclat de l'image extraordinaire, avec la lumière simple. Si l'on considère la lumière rouge, les deux angles sont entre eux comme 30 : 23, quelle que soit l'épaisseur.

Ce rapport une fois connu, on peut se rendre compte des propriétés de la teinte sensible. Cherchons d'abord la longueur d'ondulation l , qui correspond à la couleur de l'image ordinaire qui accompagne l'image extraordinaire présentant la teinte sensible. 1'= 628 étant la longueur d'ondulation du verre rouge, on aura, d'après la quatrième loi, l^ : X'^ = 23 : 30 ; ce qui donne i = 550 millionnièmes de millimètre. Cette valeur de X correspond à un janne moyen placé vers le milieu du jaune du spectre. Si donc, la section principale de l'analyseur étant tournée de manière i donner la teinte sensible, on se servait ensuite de lumière de cette teinte jaune, l'image ordinaire présenterait son maximum d'éclat. Biot a ensuite calculé la teinte donnée par la lumite blanche dans l'image extraordinaire, en cherchant les déviations et les intensités des autres couleurs simples lorsque la section de l'analyseur est ainsi placée dans le plan de polarisation du jaune moyen ; ce qui se fait en retranchant de la déviation, W, de ce jaune, donnée par le tableau ci-dessus, les déviations des autres couleurs. Voici les résultats, en négligeant les secondes, la plaque de quartz ayant toujours 1">" d'épaisseur :

RoQge extrême 6« 30'

Rouge du Terre de Biot 5 35

Limite da rouge et de Poraogé.. . . 3 34

Limite de Forangé et du juaue. ... 4 41

laune moyeu 0 0

Limite du jaune et du Tert .... — 4« iO*

Limite du Tert et du bleu — 6 8

Limite du bleu et de lludig». — 40 34

Limite de Tiodigo et du violet. — 43 5t

Violet extrême — 20 S

Chacun des rayons colorés se décompose, dans l'analyseur, en deux autres, l'un polarisé dans la section principale et donnant l'image ordinaire, d'in-

TELNTB SENSIBLE. 617

tensiié 4^ cos^ ^ ; FauCre polarisé à 90"* du premier, donnant l'image extraordinaire, d'intensité^ sin^^. La teinte sensible est formée de toutes les composantes extraordinaires. Or, comme les sinus augmentent en même temps que les angles, on voit que p étant très petit, la teinte sensible sera très faible, et sera composée principalement de bleu et de violet mêlés d'un peu de rouge et d'orangé. Si Ton vient à rapprocher le plan principal de l'analyseur, du plan de polarisation des rayons bleus, la composante du bleu diminuera en même temps que |3, celle du rouge augmentera au contraire, et la teinte tournera au rouge. Si l'on tourne l'analyseur en sens contraire, le bleu dominera à son tour. Si l'épaisseur du quartz était plus grande que 1"^, tous les angles devraient être multipliés par cette épaisseur, et la teinte sensible serait plus vive, un peu différente, mais le bleu y dominerait toujours mêlé d'un peu de rouge. Cette teinte ne change, du reste, notablement, que lorsque l'épaisseur est de 7 à S^^ ; alors la déviation des couleurs les plus réfrangibles s'approchant de IS"", leur composante est très petite, tandis que la déviation des couleurs les moins réfrangibles est très près de QO"", c'est-à-dire de l'angle dont le sinus est maximum.

S480. ■€•«?€ de ramgie de retettem. — Au moyen de la teinte de passage, on peut, dans certains cas, trouver la déviation du plan de polarisation d'une manière plus précise qu'en cherchant le minimum d'éclat des rayons simples, dont l'intensité varie à peine dans le voisinage de ce minimum. Par exemple, pour vérifier la loi des épaisseurs, on cherchera la teinte de passage, ayec des lames plus ou moins épaisses.

M. Broch a employé une autre méthode très précise ^ , qui n'est autre chose que celle qu'avaient imaginée un an auparavant MH. Fizean et Foucault, et dont nous avons parié précédemment (2227) : les rayons solaires, entrant dans la chambre noire par une fente horizontale, sont polarisés par un prisme de Nicol, traversent suivant l'axe, la plaque de quartz dont on veut mesurer la rotation, et sont analysés par un second prisme de Nicol. Le faisceau émei^ent est ensuite reçu par un prisme de verre parallèle i la fente, et qui donne un spectre dans lequel on distingue les raies de Frannhofer ; ces raies sont accompagnées de larges bandes noires, qui indiquent l'absence de certaines couleurs. Si l'on fait varier l'angle des sections principales des deux Niçois, on voit ces bandes se déplacer d'une extrémité du spectre à l'autre, les couleurs éteintes par l'analysenr changeant avec cet angle ; et l'on connaît la rotation imprimée par la plaque de quartz, au plan de polarisation de l'une des couleurs du spectre, quand on connaît l'angle des deux Niçois qui donne une bande obscure dans cette couleur. La plaque ne couvrant qu'une moitié de la fente, il est facile d'observer la déviation correspondante aux diverses raies de Frannhofer, visibles dans la moitié du spectre non modifiée par le quartz. C'est par cette méthode que M. Broch a trouvé les résultats cités plus haut (2478). Chaque

1 Annalu de chimie $i de physique, 3« série, t. XXXIV, p. 4 1 9.

nombre est la moyenne de dix-hait observations faites ayec des plaqoes d'épaisseur différente, dextrogyres ou lévogyres. L'erreur ne dépasse pas O'',^, pour les raies C, D, E, et 0"",^ pour B, F, G, qui se trouvent dans la partie sombre du spectre. Les raies A et H sont dans une partie trop obscure pour donner des résultats précis ; il aurait fallu s*aider d*une petite lunette.

M. Wiedmann a employé, de son côté, une méthode à peu prés semblable : le spectre était observé à travers une lunette de Galilée à fil focal. Ce fil étant d'abord amené sur une raie, on tournait Tanalyseur jusqu'à ce que le milieu d'une des bandes obscures vînt se placer sur le fil.

iM8f • Appileati4»B a«iK polariaeopes. — Une plaque de quartz perpendiculaire à l'axe, appliquée contre un analyseur, fait immédiatement distinguer la lumière polarisée, par la couleur qui se produit. Pour trouver le plan de polarisation des rayons incidents, on tourne l'analyseur jusqu'à ce qu'on trouve la teinte de passage. Ayant préalablement marqué la position de l'analyseur qui donne cette teinte quand le plan de polarisation est vertical, il est facile de déterminer, dans tous les cas, la position de ce plan.

Bl-qaartB à deaiK r«tattoBS de ■. Soleil. — M. Soleil a imaginé une disposition qui permet d'obtenir la position du plan de polarisation avec une extrême précision, et dont il a fait l'application à son saccharimètre (2501), et à l'horloge polaire (2914). La plaque de quartz a la forme d'un disqoe, composé de deux parties placées l'une à côté de l'autre, et réunies suivant nu plan diamétral vertical. L'une des moitiés est dextrogyre, l'antre lévogyre. Toutes les deux donnent la teinte sensible dans la même position de l'analyseur, et sont alors parfaitement semblables. Si l'on vient ensuite à déplacer l'analyseur, même d'une quantité très petite, l'une des moitiés passe an rouge, tandis que l'autre vire au bleu, et il se manifeste ainsi une différence de nuance très facile à distinguer. Si l'on a marqué d'avance la position de l'analyseur qui donne la teinte de passage quand le plan de polarisation des rayons incidents est parallèle au diamètre de jonction des deux lames, il sera toujours facile de trouver la position de ce plan dans un cas donné.

M. de Sénarmont a remarqué que ce polariscope peut servir aussi à trouver la position des axes de l'ellipse daias les rayons polarisés elliptiquemoit. En effet, les deux moitiés ont la même teinte quand la section principale de l'analyseur contient un de ces axes ; chacune des vibrations composantes dirigées suivant ces axes produisant dans ce cas, pour sa part et indépendamment de l'autre, une teinte uniforme.

Le polariscope de M. Soleil peut servir à reconnaître les substances à polarisation rotatoire; car, si une semblable substance est placée dans le tr^et de rayons polarisés, elle ajoute son épaisseur à la moitié du bi-quartz qui tourne dans le même sens qu elle, et la retranche de l'autre moitié, les couleurs ne sont donc plus égales ; de plus, l'analyseur ne peut ramener simultanément les deux moitiés à la teinte sensible.

Quand le polariscope de M. Soleil doit être employé avec la lumière simple.