C. R., T. XXXI, p. 112 (29 juillet
Lorsqu'un rayon de lumière, doué de la polarisation rectiligne, rencontre, sous l'incidence perpendiculaire, la surface extérieure d’une plaque de cristal de roche taillée perpendiculairement à l'axe optique, un prisme analyseur décompose le rayon émergent en deux rayons colorés, dont les teintes sont complémentaires et varient, quand le prisme analyseur vient à tourner. Ce phénomène remarquable, découvert en 1811 par M. Arago, devint bientôt l’objet de recherches approfondies. M. Biot reconnut que l’azimut d’un rayon simple et complètement polarisé était dévié par la plaque de cristal de roche, tantôt à droite, tantôt à gauche, le sens de la rotation étant déterminé par la nature spéciale de la plaque employée. Il reconnut encore que l'angle
de rotation était proportionnel à l'épaisseur de la plaque, mais variable avec la réfrangibilité, et réciproquement proportionnel, pour des rayons de réfrangibilités diverses, aux carrés des longueurs d’ondulation. Il restait à donner une explication du phénomène. Une idée heureuse et neuve s’offrit au génie de Fresnel. Il trouva que, pour rendre compte de l'expérience, il suffisait d'attribuer à la plaque de cristal de roche le pouvoir de décomposer le rayon incident en deux autres rayons polarisés circulairement, mais en sens contraires, et propagés avec des vitesses inégales. Effectivement, la superposition de deux semblables rayons reproduit à chaque instant un rayon doué de la polarisation rectiligne, mais polarisé suivant une droite mobile qui tourne autour du rayon en décrivant un angle proportionnel au chemin parcouru.
Lorsque la plaque de cristal de roche est terminée par des faces non plus perpendiculaires, mais parallèles à l'axe optique, le phénomène que nous venons de rappeler disparait, du moins sous l'incidence perpendiculaire; mais il reparait peu à peu sous les incidences obliques, ou bien encore quand les faces qui terminent la plaque sont inclinées sur l’axe. Pour expliquer ces faits, M. Airy a généralisé l'hypothèse admise par Fresnel, et supposé que le cristal de roche décompose un rayon doué de la polarisation rectiligne, mais oblique à l'égard de l'axe du cristal, en deux rayons doués de la polarisation elliptique, mais propagés avec des vitesses inégales, dans lesquels les atomes d’éther décrivent deux ellipses semblables entre elles, les grands axes de ces ellipses étant perpendiculaires l’un à l’autre, et l’un de ces grands axes étant perpendiculaire à l'axe optique. La superposition de ces deux derniers rayons reproduit à chaque instant un nouveau rayon polarisé elliptiquement, dont il suffit de reconnaitre les éléments pour être en état de déterminer la différence entre les phases des deux rayons composants et le rapport entre les deux axes de l’ellipse correspondante à chacun d’eux. M. Airy a d’ailleurs suffisamment justifié son hypothèse, à l'aide d'expériences dont les résultats
se sont accordés avec elle.
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