MÉM. D'ARAGO ET FRESISEL SUR LES RAYONS POLARISÉS

chaux parallèle à l'axe et recouverte d'une mince feuille de cuivre N W III.

percée de deux ouvertures, à un faisceau de lumière polarisé partant

d'un point radieux : l'axo de la lame fait un angle de 65° avec le plan

primitif de polarisation. Comme dans toutes les expériences analogues,

on observe l'ombre de la feuille avec une loupe; mais cette fois-ci on

place de plus en avant de son foyer un rhomboïde de spath calcaire,

doué d une double réfraction sensible, et dont la section principale

fasse, à son tour, avec celle de la lame un angle de 45°. Dès lors on

découvre, dans chaque image, trois systèmes de franges : l'un d'entre

eux correspond exactement au milieu de l'ombre; les autres systèmes

sont à gauche et à droite du premier.

Examinons maintenant comment naissent ces trois systèmes de franges dans une des deux images, dans l'image ordinaire, par exemple.

Les faisceaux polarisés dans le même sens qui passent par les deux fentes se partagent chacun, en traversant la lame de chaux sulfatée, en deux faisceaux polarisés en sens contraires. La double réfraction de la lame étant insensible, les parties ordinaire et extraordinaire de chaque faisceau suivent la même route, mais avec des vitesses dillérentes.

L'un de ces doubles faisceaux, celui de la fente de droite, par exemple, se partage, eu traversant le rhomboïde, en quatre faisceaux, deux ordinaires et deux extraordinaires; mais, en définitive, on n'en voit que deux, puisque les parties composantes des faisceaux de même nom coïncident. 11 est d'ailleurs évident, d'après les lois connues de la double réfraction et les positions que nous avons assignées à la lame de chaux sulfatée et au rhomboïde, qu'à sa sortie de ce dernier cristal le faisceau ordinaire se compose de la moitié du rayon qui était ordinaire dans la lame, et de la moitié du rayon extraordinaire; et que les deux autres moitiés de ces mêmes rayons passent à l'image extraordinaire, dont nous sommes convenus de faire abstraction. Le faisceau sorti de la fente de gauche se comporte de la môme manière. On voit, en un mot, qu'après avoir traversé les deux cristaux dans ce nouvel

.v20 THÉORIE DE LA LUMIÈRE. — DEUXIÈME SECTION.

V XVÎD. appareil, les faisceaux ordinaires provenant de ]a fente de droite ou de celle de gauche se composent, l'un et l'autre, d'une portion de lumière qui a toujours suivi la route ordinaire dans les deux cristaux, et d une seconde portion qui d'abord était extraordinaire.

Ceux des rayons venant des deux fentes qui, en traversant la laine de sulfate de chaux et le rhomboïde, suivent constamment la route ordinaire, parcourent des chemins égaux avec les mêmes vitesses, et doivent conséquemmeiit, après leur réunion, donner naissance à des Iranges centrales. Il en est de même des rayons qui, extraordinaires dans la lame de chaux sulfatée, sont devenus simultanément ordinaires par l'action du rhomboïde : les franges du milieu de l'ombre résultent donc de la superposition de deux systèmes différents.

Quant à la portion de lumière de droite qui, extraordinaire, par exemple, dans la lame de chaux sulfatée, est devenue ordinaire en traversant le rhomboïde, elle aura parcouru un chemin égal à la portion du faisceau de gauche qui s'est toujours réfractée ordinairement: mais comme ces rayons étaient doués. a\m* la lame, de vitesses un peu inégales, les points où ils forment des franges sensibles en se croisant, au lieu de correspondre au milieu de l'intervalle compris entre les deux fentes, seront à droite, c'est-à-dire du côté opposé au rayon qui, ayant été un moment extraordinaire, se mouvait alors le plus lentement. Vient ensuite, pour dernière combinaison, l'interférence de la partie du faisceau de droite, ordinaire dans les deux cristaux, avec la portion du faisceau de gauche extraordinaire dans la lame et ordinaire dans le rhomboïde, et qui donne, par là, naissance à des bandes situées à gauche du centre.

Nous venons d'expliquer la marche des rayons qui concourent à la formation des trois systèmes de franges dans l'appareil en question; et l'on a pu remarquer que les systèmes de droite et de gauche résultent de l'interférence de rayons d'abord polarisés en sens contraires dans la lame de chaux sulfatée, et ramenés ensuite à une polarisation analogue par l'action du rhomboïde. Deux rayons polarisés en sens contraires, et ramenés ensuite à un plan unique de polarisation, peuvent

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donc donner des franges en se croisant; mais pour cela, il est indis- N" XVIII. pensable qu'ils aient été primitivement polarisés dans le même sens.

Nous avons Tait abstraction jusqu'ici de faction mutuelle des deux faisceaux qui éprouvent, dans le rhomboïde, la réfraction extraordinaire. Ces faisceaux fournissent aussi trois systèmes de franges; mais ils sont séparés des premiers. Si, tout restant dans le même état, on substitue maintenant au rhomboïde une lame de sulfate de chaux ou de cristal de roche qui ne donne pas deux images distinctes, les six systèmes, au lieu d'en produire trois par leur superposition, se réduisent à celui du milieu. Ce résultat remarquable démontre, i° que les franges résultantes de l'interférence des rayons ordinaires sont complémentaires des franges produites par les rayons extraordinaires; et a° que ces deux systèmes sont mutuellement disposés de manière qu'une frange brillante du premier système correspond à une frange obscure du second, et réciproquement : sans ces deux conditions, on apercevrait autre chose qu'une lumière uniforme et continue sur les deux cotés des franges centrales. On retrouve donc ici la différence d'une demi-ondulation, comme dans le phénomène des anneaux colorés.

Les expériences que nous venons de rapporter conduisent donc en définitive aux conséquences suivantes :

i° Dans les mêmes circonstances où deux rayons de lumière ordinaire paraissent mutuellement se détruire , deux rayons polarisés en sens contraires n'exercent l'un sur l'autre aucune action appréciable;

a° Les rayons de lumière polarisés dans un seul sens agissent l'un sur l'autre comme les rayons naturels : en sorte que. dans ces deux espèces de lumières, les phénomènes d'interférence sont absolument les mêmes;

3° Deux rayons primitivement polarises en sens contraire* peuvent ensuite être ramenés A un même plan de polarisation, sans néantnoins acquérir par là la faculté de s influencer;

h° Deux rayons polarisés en sens contraires, et ramenés ensuite à de> polarisations analogues, s'influencent comme les rayons naturels, s'ïh proviennent d'un faisceau primitivement polarisé dans un seul sens;

XVIII. 5° Dans les phénomènes d'interférence produits par des rayons qui ont éprouvé la double réfraction, la place des franges n'est pas déterminée uniquement par la différence des chemins et par celle des vitesses; et dans quelques circonstances, que nous avons indiquées, il faut tenir compte, de plus, d'une différence égale à une demi-ondulation.

Toutes ces lois se déduisent, comme on l'a vu, d'expériences directes. On pourrait y arriver plus simplement encore en partant des phénomènes que présentent les lames cristallisées; mais il faudrait déjà admettre que les teintes dont ces lames se colorent quand on les éclaire par un faisceau de lumière polarisée résultent de l'interférence de plusieurs systèmes d'ondes. Les démonstrations que nous avons rapportées ont l'avantage d'établir les mêmes lois, indépendamment de toute hypothèse.

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