SUR IA DOUBLE RÉFRACTION DU VERRE COMPRIMÉ

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M. Brewster a le premier reconnu qu'on pouvait donner au verre, en le comprimant, la propriété de colorer la lumière polarisée; et s étant 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 mou avis, une hypothèse hasardée; il ne me parait pas probable que les faces homologues des dernières particules du verre soient plus parallèles entre elles pendant la compression qu'elles ne l'étaient avant; le seul changement régulier qui soit bien

* Ijtt texte imprimé dans les Annales est seul complet. Celui du Bulletin de la Société phiiomathique manque des trois derniers alinéa et n'est pas accompagné de la figure.

La Note se rattache d'une manière intime aux conceptions théoriques sur lesquelles repose In théorie générale de la double réfraction. On a cru cependant devoir la placer ici, para qu'elle est le développement immédiat du dernier paragraphe du N' XXV. et parce que Fresnel y fait allusion au commencement des N" XXV11 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 fournit 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 l'axe 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-

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cidence oblique; car cette bifurcation est une conséquence mécanique Y' \XM. 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 vitesser. C'était une nouvelle occasion de prouver l'infaillibilité du principe de.s interférences et la justesse des conséquences que l'on en déduit.

Comme 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'eu\ / A 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 sens de ces arêtes que les prismes sont comprimés entre deux mâchoires de fer, à l'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 SainMxobain, employé dans cette expérience; en sorte que la lumière est peu affaiblie par les réflexions partielles aux surfaces de passage.

Les trois prismes de 90°, B, B, B, et les deux demi-prismes C, C, de 45°, qui servent à achromatiser 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 ordinaires 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 les traverse. J'ai obtenu ainsi, par une forte compression, des doubles images dont l'écartement était d'un millimètre et demi, à un mètre fie distance.

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