RAPPORT D ARAGO SUR LES COULEURS DES LAMKS CRIST

réfraction, coinme il a éié facile de le reconnaître en la mesurant ensuile par les méthodes ordinaires sur des cristaux épais de mtlme nature p

14. En résumé, un rayon lumineux qui traverse une lome raiiice de sulfate de chaux s^y partage généralement en deux rayons, lun ordinaire el l'autre extraordinaire. Mathématiquement parlant, ces deux rayons suivent dans le cristal des routes diflTérenles; mais il n*est pas possible de les séparer physiquement, parce quà cause de rimperfection de nos organes on est forcé de viser à des images d'une certaine largeur. On voit maintenant où réside la dilliculte, dans les recherches entreprises par MM. Biot et Fresnel, sur le genre de polarisation que chacun des deux rayons a dû éprouver dans la lame* M. Biot, sans essayer d'isoler ces rayons, se contente d'examiner en masse les propriétés de la lumière émergente. Il trouve que, dans certains cas que nous avons fait connaître, cette lumière, composée à la fois de rayons ordinaires et de rayons extraordinaires, paraît conserver sa polarisation primitive, ou semhle polarisée tout entière dans lazimut 21 : c'est sur cela qu'il fonde la conclusion que les lames minces agissent tout autrement que les cristaux épais, M* Fresnel, s*il ne sépare pas à la rigueur les deux classes de rayons émergents, les isole du moins par leurs eflets» Quand il veut étudier les propriétés des rayons ordinaires, il jette sur l'espace où ces rayons se trouvent mêlés auit rayons extraordinaires un faisceau polarisé comme les premiers, et qui, conséquemmenif ne peut interférer qu avec eux : le champ de la vision se trouve composé alors, pour ainsi dire, d'un rideau de lumière uniforme provenant du faisceau extraordinaire, et d*un système de franges obscures et brillantes, à la formation desquelles ont seulement concouru les rayons ordinaires et les rayons, par hypothèse semhlablement polarisés, du faisceau additionnel. Les propriétés de ces franges, relativement à la polarisation, doivent donc nous appremlre quelles sont celles du faisceau ordinaire, puisque le fait de rintf^rférenée ne les change pas: or il est évident ijue la présence du faisceau extraordinaire ne peut aucunement empêcher de déterminer ta situation du plan de polarisation des rayons dont les franges sont formées.

Après avoir rapporté les expériences à Taide desquelles M* Fresnel a démontré rinsudisance de la théorie de la polarisation mobile, nous devons faire connaître comment il est parvenu à rattacher les couleurs des lames minces à ces mêmes principes des interférences, dont il avait déjà tiré un si heureux parti pour lexpliration des phénomènes aussi nombreux que variés de la diÛraction, I. 71

N" XX

N** X%. L*idée que les vives couleurs dont les lames crislallisées se revêtent lorsfiu'on

les expose à des faisceaux polarisés dépeiidenl de rinlerférence des rayons or* dtnaîreset extraordinaires en lesquels la lumière se partage quand elle traverse cfts lames appartient incontestablement au D' Thomas Young^. peu de temps après là publication du Mémoire dang lequel M. Biota indiqué la nature des teintes dépolarisées par des lomea de cristal de roche parallèles à l'axe et de diverses épaisseurs, le savant secrétaire de la Société royale découvrit <ju7i toutes ces épaisseurs et sous toutes les incidences les couleurs correspondaient précisément aux différences des chemins parcourus par les rayons ordinaires et extraordinaires.

I 5, Cet accord remarquable ne pouvait pas néanmoins être regardé comme une preuve démonstrative que rinterférence des rayons était la vraie cause de la coloration des lames, puisque M. Young n avait pas même essayé d'expliquer dans cette hypothèse pluË^ieurs des circonstances les plus frappantes du phénomène : comme, par eïfemple, pourquoi Yéclat des teintes varie avec la position de Taxe du crLstal et avec celle de la section principale du rhomboïde qui sert y les observer, relativement an plan primilif de polarisation des rayons transmis: pourquoi la lumière polarisée, si on examine la lame à fceil nu, el la lumière non polarisée, alors même qu'on se sert d'un rhomboïde, ne donnent naissance à aucune coloration appréciable, elc*

16. Quant à HL Fresnel, il a embrassé la question dans toute sa généralité, et «*est proposé de prouver qu'il n'est pas une seule des lois qu'on a déduites, de robservalion sur les phénomènes de polarisation colorée produits par des lames parallèles à l'axe de double réfraction, qui ne soit une conséquence nécessaire de l'interférence des deux faisceaux ordinaire et eïtraordinaire*

Voyons d^abord commf?nt M* Fresnel parvient à concilier l'expérience par laquelle il prouve que les lames cristallisées partagent la lumière en deux faisceaux polarisés à angles droits, avec ce fait, en apparence si opposé, que si la lame a une épaisseur convenable, Tensemble des rayons polarisés qui la In*versent pourra, à sa sortie, ne sembler polarisé que dans le plan primitif ou dans l'arimut a i.

*** Rmem o/Malmt, Biot, Seebeck ami Brewëter on Ltghi,Jhm Qu^rtwi^ Rmitwfor Àpni iSîà, vol. XI t p* ÛQ.

RAPPORT D'ARAGO SUR LES COULEURS DES LAMES CHiST. 563

17. On forme, dans une chambrr? obsciire, un point rayonnant cUi" lumière homogène fort pcliu par le moyen que nous avons f!<?jà intli(]ué. On reçoit te faisceau de lumière divergente qui [mrt de ce point sur un miroir de verre dont la seconde face est recouverte d'un mastic noir, et qui conséquemment ne réfléchit les rayons qu'à sa surface antérieure. Pour fixer les idées, nous donnerons à ce miroir une position verticale; nous supposerons de plus c[ue le faisceau divergent est h peu près bonV-ontal, et qu'il rencontre la face réfléchissante sous un angle peu éloigné de celui de la polarisation complète!

Ces premières dispositions étant achevées, on place sur la route que suivent Im rayons réfléchis par le miroir un rhomboïde de spatb calcaire dont la section principale fasse avec le plan horizontal auquel^ par hypothèse, celui de réflexion est parallèle, un angle de 65"* : dans celte position du rhombokb', la lumière qui le traverse se divise en deuï faisceayx, lun ordinaire, lautre extraordinaire, polarisés à angle droit et de même intensité. A leur sortie du premier rhomboïde, ces deux faisceaux en rencontrent un second de même épaisseur, mais dont la section principale est perpendiculaire à celle du précédent ; le faisceau ordinaire émergent y éprouvera donc la réfraction extraordinaire; réciproquement, le faisceau qui était extraordinaire à sa sortie du premier cristal deviendra ordinaire en traversant le second : ces deux nouveau it faisceaux ordinaire et extraordinaire demeurent polarisés à leur émergence, dans le plan de la section principale du second cristal et dans le plan qui lui est perpendiculaire.

Suivons maintenant ces deux faisceaux par la pensée : îi est d*abord évident qu'à cause de leur commune divergence ils se croiseront dans une étendue d'autant jdus grande qu'on s'éloignera davantage du rhomboïde. Leurs points de départ étant distincts et sensiblement séparés, l'observateur pourra arrêter tour à tour le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire; il éclairera donc, à volonté, un même point de l'espace commun aux deux faisceaux, soit avec l'un, soit avec l'autre de ces rayons pris séparément, soit enfin avec tous les deui à la fois.

Plaçons un verre légèrement dépoli dans une partie du champ commun aux deux faisceaux; marquons par une ouverture très-fine, pratiquée dans une lame opaque et adaptée à ce verre, le lieu précis vers lequel notre attention va se porter, et senons -nous, comme dTiabitude , d'un rhomboïde de spath calcaire