V XXVI

NOTE

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\liullflin dt lu Strirlr yhitnnmlhiqut pour 1811, p. i3j. — Annxlt* Je rkiutit tt dt fkt/tiifu, y. XX , p. 376, tahi*r ifaoùl tit i.]

M. Brewstcr a le premier reconnu qu'on pouvait donner au verre, en le comprimant, la propriété de colorer la lumière polarisée; el s'élant assuré, par une suite d'expériences importantes, que les phénomènes de coloration d'une plaque de verre comprimée ou dilatée suivant une seule direction étaient tout à fait semblables à ceux que présentent les lames cristallisées douées de la double réfraction, il n'hésita pas à avancer que la compression ou la dilatation du verre lui donnaient la structure des cristaux doublement réfringents.

Supposer que le verre reçoit dans ce cas une structure cristalline, même imparfaite, est, à mon avis, une hypothèse hasardée; il ne me paraît pas probable que les faces homologues des dernières particule» du verre soient plus parallèles entre elles pendant la compression quelles ne l'étaient avant; le seul changement régulier qui soit bien

'*■ Le texte imprimé dans les Annale» est seul complet. Mai du Bulletin de la Société philomathiqiie manque des trois derniers alinéa et n'est pas accompagné de la figure.

La Noie te rattache d'une manière intime aux conceptions théoriques sur lesquelles répudia théorie générale de la double réfraction. On a cru ce|iendant devoir la placer ici. parce qu'elle est le développement immédiat du dernier paragraphe du N* XXV. et parce que Fresnel y fait allusion au commencement des N*4 XX Vit et XXVIII.

Y XXVI. certain, c'est un plus grand rapprochement des molécules dans le sens de la compression que dans les directions perpendiculaires.

Quant à l'existence de la double réfraction dans le verre comprimé, de très-habiles physiciens n'avaient pas considéré les expériences de M. Brewster comme une preuve suffisante de la bifurcation de la lumière, et ils pensaient que le verre ainsi modifié pouvait offrir les phénomènes de polarisation des cristaux doublement réfringents, sans posséder pour cela toutes leurs autres propriétés optiques.

Dans l'hypothèse de la polarisation mobile, la double réfraction du verre comprimé n'est point une conséquence nécessaire des phénomènes de coloration qu'il présente, malgré leur parfaite ressemblance avec ceux d'une lame cristallisée; tandis que, lorsqu'on a admis que ceux-ci proviennent de l'influence mutuelle des rayons qui ont traversé la lame cristallisée avec des vitesses différentes, comme M. Young l'a indiqué le premier, il devient presque indispensable d'admettre aussi que les phénomènes de coloration du verre comprimé résultent pareillement d'une petite différence de marche entre les rayons lumineux qui le parcourent, c'est-à-dire, en un mot, qu'il jouit de la double réfraction.

Quoique j'eusse adopté cette opinion depuis longtemps, elle ne me paraissait pas tellement démontrée qu'on dût négliger les vérifications expérimentales qui pouvaient s'offrir; c'est ce qui m'engagea, en 1819, à m assurer que la lumière parcourt effectivement le verre comprimé avec deux vitesses différentes, par les procédés si précis que fournil la diffraction et le principe des interférences. Je reconnus qu'effectivement la lumière parcourait la même plaque de verre avec plus ou moins de vitesse, selon que le faisceau incident était polarisé parallèlement ou perpendiculairement à Taxe de compression, et je mesurai même la différence pour divers degrés de condensation et de dilatation du verre dans une plaque courbée. J'avoue qu'après avoir fait ces expériences il ne me resta plus aucun doute sur l'existence de la double réfraction dans le verre comprimé, et la séparation angulaire de la lumière en deux faisceaux distincts, lorsqu'elle le pénètre sous une in-

cidence oblique; car cette bifurcation est une conséquence mécanique N* XXVI. nécessaire des deux vitesses de propagation de la lumière dans le même milieu, soit qu'on adopte la théorie des ondes ou celle de l'émission.

Néanmoins il m'a paru intéressant de produire deux images avec le verre comprimé , pour compléter les preuves de sa double réfraction et la rendre sensible aux yeux des physiciens qui n'auraient pas la même confiance dans les procédés d'interférences, ou qui, n'adoptant aucune hypothèse sur les causes mécaniques de la réfraction , ne regarderaient pas la bifurcation de la lumière comme une suite indispensable de l'existence de ses deux vitesse?. C'était une nouvelle occasion de prouver l'infaillibilité du principe des interférences et la justesse des conséquences que l'on en déduit.

Connue la double réfraction du verre comprimé, même jusqu'à éclater, est très-faible, un seul prisme n'aurait donné qu'une divergence très-peu sensible, lors même que son angle réfringent aurait été trèsobtus; c'est pourquoi j'ai employé quatre prismes A, A, A, A. L'angle

réfringent de chacun d'eux est droit; ils sont placés l'un à côté de l'autre, les angles réfringents tournés du même côté, et les bases opposées appuyées sur un même plan et rapprochées les unes des autres de manière qu'elles se touchent par leurs arêtes longitudinales. C'est dans le sons de ces arêtes que les prismes sont comprimés entre deux mâchoires de fer, à I aide de quatre vis qui pressent une plaque d'acier recouverte d'une lame de bois et d'une feuille de carton; les autres extrémités des prismes s'appuient contre une des mâchoires de cette espèce d'élau , par l'intermédiaire aussi d'une feuille de carton et d'une lame de bois, afin que le verre soit pressé d'une manière plus égale et n'éclate pas aussi facilement : les vis ont leurs écrous et prennent leurs points d'appui dans l'autre mâchoire de l'étau.

Pour achromatiser ces quatre prismes et supprimer dans la marche de la lumière les déviations inutiles à l'expérience, j'ai placé entre eux

trois prismes renversés B, B, B, ayant également 900 d'angle réfrin-

N" XXVI. gent, et aux extrémités de l'appareil deux prismes C, C, de 65° seulement, de manière à recomposer un parallélipipède rectangle de verre, que les rayons traversent presque en ligne droite et perpendiculairement à ses deux faces extrêmes. Pour qu'ils puissent passer d'un prisme dans l'autre, les neuf prismes sont collés les uns aux autres avec de la térébenthine, dont le pouvoir réfringent est presque égal à celui du crown de Saint-Gobain , employé dans cette expérience; en sorte que la lumière est peu affaiblie par les réflexions partielles aux surface? de passage.

Les trois prismes de 900, B, B, B, et les deux demi-prismes C, C, de 45°, qui servent à achroraatiser les quatre prismes comprimés A, A, A, A, sont un peu moins longs que ceux-ci, de manière à ne pouvoir éprouver aucune pression. On conçoit que, s'ils avaient été pressés, comme les autres et au même degré, ils auraient détruit l'effet des premiers, puisque leurs angles sont tournés en sens contraire; tandis que les petites divergences entre les faisceaux ordinaire» et extraordinaires produites par ceux-ci s'ajoutent successivement les unes aux autres, parce que leurs angles réfringents sont tournés du même côté.

L'axe de double réfraction du verre comprimé dans un seul sens doit être la direction même de la compression, ainsi que M. Brewster l'a judicieusement observé. Or, dans un milieu à un seul axe. c'est toujours perpendiculairement à cet axe que la différence de vitesse des rayons ordinaires et extraordinaires est la plus grande, et qu'on peut obtenir en conséquence les divergences les plus sensibles : voilà pourquoi j'ai pressé les prismes dans le sens de leurs arêtes longitudinales, perpendiculairement à la direction suivant laquelle la lumière le* traverse. J'ai obtenu ainsi, par une forte compression, des doubles images dont l'écartement était d'un millimètre et demi, à un mètre de distance.

On pourrait craindre que cette séparation de la lumière en deux faisceaux ne tint à quelques stries des verres; mais, en changeant la position de l'œil, il est aisé de reconnaître que ce n'est point un elfet de c»- genre : on voit, à la vérité, varier l'écartement des images, ce

qui provient de ce que les prismes ne sont pas comprimés partout au N" XXVI. même degré; mais, pour un œil exercé, ces variations ne sauraient se confondre avec les effets que présentent les stries. D'ailleurs, ce qui tranche toute difficulté, Tune des images est polarisée parallèlement à Taxe de compression, et l'autre suivant un plan perpendiculaire.

D'après l'idée que je me suis faite des causes mécaniques de la double réfraction, je crois que l'on doit reproduire tous les phénomènes optiques des cristaux à un axe en comprimant le verre ou le dilatant dans une seule direction, et ceux des cristaux à deux axes en le comprimant ou le dilatant suivant deux directions rectangulaires et à des degrés différents. Ainsi pour expliquer clairement la modification que je suppose imprimée à cette substance, concevons un cube de verre dont les particules, situées d'abord à des distances égales les unes des autres, dans les trois directions perpendiculaires aux laces du cube, soient ensuite un peu rapprochées par la compression suivant deux de ces directions. Si ces compressions sont égales, on rentrera dans le cas des cristaux à un seul axe; mais si elles sont inégales, le milieu présentera trois espacements différents de ses molécules, suivant les trois directions rectangulaires, et devra posséder toutes les propriété* optiques des cristaux à deux axes. Les inclinaisons des deux axes optiques, relativement à ces trois directions rectangulaires, pourront se calculer aisément d'après les degrés de raccourcissement qu'on fait éprouver aux dimensions du cube. Je n'ai pas encore essayé de vérifier ces indications de la théorie par l'expérience, ce qui paraît diliicile à cause des inégalités de pression presque inévitables sur les divers points de la même surface de verre. Néanmoins, avec des précautions convenables, peut-être viendra-t-on à bout d'obtenir des vérifications approchées. Dans ce cas je suis persuadé qu'on trouvera les faits conforme* aux résultats du calcul.

Avant d'entreprendre ces expériences, et aussitôt que mes occupalions me le permettront, je me propose de me servir d'une pile de prismes analogue à celle que je viens de décrire, pour étudier la double réfraction des rayons qui traversent le cristal de roche suivant l'axe

V XXVI. de cristallisation. Il faudra placer l'un à côté de l'autre quatre ou cinq prismes de cristal de roche ayant leurs angles réfringents tournés du même côté et achromatisés par des prismes de crown collés avec de la térébenthine; les faces d'entrée et de sortie de chaque prisme de cristal seront également inclinées sur l'axe, et leurs inclinaisons relatives d'un prisme à l'autre devront être telles que les rayons lumineux, qui auront traversé le premier prisme parallèlement à son axe, traversent aussi tous les autres parallèlement à leurs axes. Les deux images qu'on ohtiendra ainsi présenteront un phénomène bien particulier : au lieu d'être polarisées, comme toutes celles qui résultent des doubles réfractions observées jusqu'à présent, elles offriront les caractères de la lumière directe, lorsqu'on les regardera au travers d'un rhomboïde de spath calcaire; mais elles en différeront en ce que, si on leur fait éprouver deux réflexions complètes dans un parallélipipède de verre, sous une incidence intérieure de 5o° environ, elles se trouveront polarisées suivant deux plans rectangulaires inclinés chacun de Ub° sur le plan de réflexion.

J'ai cru pouvoir annoncer d'avance ces résultats (au moins comme très-probables), à cause «les ressemblances frappantes et multipliées <|iii existent entre les phénomènes de coloration des plaques de cristal de roche perpendiculaires à l'axe et ceux que j'ai obtenus eu plaçant une lame mince cristallisée parallèle à l'axe entre deux parallélipipèdes de verre croisés à angle droit, dans lesquels la lumière polarisée éprouve deux réflexions complètes avant et après son passage dans la lame cristallisée et suivant des plans inclinés de 65° sur la section principale. Ces phénomènes singuliers ont été décrits et calculés dans deux Mémoires, que j'ai eu l'honneur de présenter à l'Académie vers la (in de l'année 1817 et au commencement de 1818 * .

Paris, ce 8 septembre i8îi;».

A. FR1SSNBL.

« Voyez le» Y" WLetXVII.

EXTR. Dl MÉM. SUR LA DOUBLE RÉFR. DU CRIST. DE ROCHE. 719 .... r- V XXNII.