MÉM. D\4RAG0 ET FRESNEL SUR LES RAYONS POLARISÉS

Vjit nécessaire de faire inlervenir dans rexpérience aucun corps N" XVllL opaque ■"'. (Voyez Annales de chimie et de physique, tome I, page 33a,)

Pour résoudre la question, il sufîisail donc d'essayer si les deux ifuages Tonnées en plaçant un rlioniboïde de spath calcaire devant un point lumineux ne donneraient pas un pareil résulUit; mais comme, suivant la théorie de la double réfraction, le rayon extraordinaire se meut, dans le carbonate de chaux, plus vite que le rayon ordinaire, il fallait, avant d'effectuer le croisement des rayons, compenser artificiellement cet excès de vitesse. Pour cela, et en se fondant sur une expérience de M, Arago qui a été insérée dans les Anrmles, tome I. page 199^^, M. Fresnel plaça sur le trajet du seul faisceau extraordinaire, une plaque de verre dont l'épaisseur avait été déterminée par /^ eakul, de manière qu^en la traversant sous Tincidence perpendiculaire ce faisceau penlît à peu près toute Tavance qu'il avait prise dans le cristal sur le faisceau ordimiire; dès lors, en inclinant légèrement la plaque, on pouvait obtenir, à cet égard, une compensation exacte. Malgré cela, le croisement des deux faisceaux polarisés en sens contraires ne donnait point de bandes.

Dans une autre expérience, pour compenser l'effet de la différetice e vitesse des deux rayons, M* Fresnel les Faisait tomber lun et Tautre sur une petite glace non étamée, dont l'épaisseur avait été calmlée de manière que le rayon extraordinaire, en se réOéchissant perpendicuiairemeut sur la seconde face, perdît, par son double trajet dans le verre, plus qull n'avait gagné en traversant le cristal; un changement graduel d'inclinaison devait conduire ensuite à une compensation parfaite : néanmoins, sous aucune incidence les rayons ordinaires réfléchis h la surface antérieure de la glace ne donnèrent de bandes senibles en se nuMant aux rayons réfléchis par la seconde surface*

5. M. Fresnel évitait le défaut qu'a Texpérience précédente de reposer sur une considération théorique, et conservait de plus à la lu-

*'^ Voir le N* IX,

ï-^ Voir te N' VI.

5t'i THÉORIE DE LA LUMIERE. — DEUXIEME SECTION.

N* XVIIL filière toute son intensité par le procède^ suivant. Ayant fait mm par (e milieii on rhombnïfL» de ^path calcaire, il plaça les deux Iragiîtents Tiifi devant l'autre, de manière i|oe les sections principales lussent perpendiculaires; dans celte situation, le faisceau ordi* Maire du premier cristal éprouvait la réfraction extianrdinaire dans le second ; et réciproquement, le faisceau qui d'abord avait suivi la route extraordinaire se réfractait ensuite ordinairement. En regardant à travers cet appareil, on ne voyait donc qu'une double image du point lumineux; chaque faisceau avait é[ïrouvé successivement les deux ea- [ïèces de réfractions; les mmrm*» de cliemins parcourus par cliacun deux dans les deux cristaux à la lois devaient floue être égales, puisque, par hypothèse, ces cristaux avaient l'un et fautre la même épaisseur: tout se trouvait ainsi compense sous le rapport des vitesses et des routes parcourues; et néanmoins les deux systèmes de rayons polarisés en sens contraires ne dormaient naissance, en interférant, à aucune frange perceptible. Ajoutons encore que, dans la crainte qu*^ les deux fragments du rliomboïde n'eussent pas parfaitement la même épaisseur, on avait rattention, dans chaqui* épreuve, de faire varier léfîèrement et avec lenteur l'angle sous lequel les rayons incidents rencontraient le second cristaL

6. La métbode que M, Arago avait imaginée, de son cAté, pour faire la même expérience^ était indépendante de la double réfraction* On sait depuis longtemps que, si Ton pratique dans une feuille mince deux fentes très-fines et peu distantes Tune de 1 autre, et que si on \e^ éclaire par la lumière d'un seui^ jioint lumineux, ii se forme derrière la feiiiHc des franges Uni vives lésultant de faction que les rayons de la tente de droite exercent sur les rayons de la fente opposée, dans le* points où Us se mêlent. Pour polariser en sens contraires les rayoïiî^ provenant de ces deux ouvertures. M* Arago avait d abord songé à se servir d'une agate mince, à la scier par le milieu, et à placer chaque moitié devant Tune des fentes, de manière toutefois que les portions d'abord contigués des agates se trouvassent alors dans des directions rectangulaires. Cette disposition devait "évidemment produire l'effet

\!EM. DARAGO ET FKESNEL SUB LES RAYONS POLARISÉS. h\h

attendu; mnis nayanl pas eu dans le moment sous la main une agate iN' XVUI. convenable, M Arago proposa d'y suppléer à Taide de deux piles de plaques, et de leur donner la minceur nécessaire à la réussite de Texpérience, en les composant de lames de niica.

A cet efîet, nous clioisîmes quinze de ces latnes, les plus [mres possibles , et nous les superposâmes. Ensuite, à Faille d*un instrument tranchant, cette pile unique fut partagée par le milieu. Il est clair, dès lors, (pie les deux piles partielles résultant de cette bissection devaient avoir, à fort peii jrrès, la même épaisseur, du moins dans les parties qui d'abord étaient conti{;uës, quand même les lames conqiosanles auraient été sen*siblenient prismatiques. Ces piles [lolniisaienl presque compléterneïil lé* lumière qui les traversait, lorsque Tincidence, comptée à partii' de la surface, était de trente degrés. C'est précisément sous cette inclinaison que chacune d'elles fut placée devant fune des fentes de la feuille de cuivre.

Quand les deux plans d*incidenee étaient parallèles, quand les deux . pries étaient inclinées dans le même sens, de haut en bas, par exemple. Ion voyait nettement les bandes lormées par Tinterférence des deux faisceaux polarisés, tout comme lorsquoii fait agir Y un sur lautre deux rayons de lumière ordinaire; m^dsïîî, en faisant tourner Tune des piles autour du rayon incident, les deux plans d'incidence devenaient rectangulaires; si, la première pile restant toujours inclinée de haut en bas, la seconde Tétait, par exemple, de gauche à droite, les deux faisceaux émergents, alors polarisés en sens contraires, ne formaient plus en se rencontrant aucune bande perceptible.

Les précautions cpie rnnis avions prises pour donner la même épaisseur aux deux piles font assez présumer qu'en les plaçant devant les fentes nous eêmes rattention de les faire traverser par la hmiière dans les parties qui, avant le partage de la grande pile, étaient contiguës* On a vu d'ailleurs, et cette circonstance tranche toutes les dilficoltés qu'on pourrait faire à cet égard» que les franges se m on iraient comme à rordimiiie quand les rayons étaient polarisés dajis le même sens; ajoutons néanmoins qu'un changement lent et graduel dans linclinaison

as.

N"" XVIII. d'une des piles ne faisait jamais apparaître des bandes lorsque les pians d'incidence étaient rectangulaires.

7. Le jour même où nous avions essayé le système des deux pûm, nous fîmes, d'après l'idée de M. Fresnel, une expérience, à la vérité moins directe que la précédente, mais aussi d'une exécution plus facile, et qui démontre également l'impossibilité de produire des franges par le croisement de rayons lumineux polarisés en sens contraires.

On place devant la plaque de cuivre percée de ses deux fentes «me lame peu épaisse de chaux sulfatée, par exemple : puisque ee crîatal a la double réfraction , il sort de chaque fente deux Ceiisceaux polarisés en sens contraires .* or, si tes rayons d'une espèce pouvaient agir sur les rayons de l'espèce opposée, on devrait voir avec cet appareil trois systèmes de franges distincts. Les rayons ordinaires de droite, combinés avec les rayons ordinaires de gauche, donneraient un premier système correspondant tout juste au milieu de l'intervalle compris entre les deux fentes; les bandes formées par l'interférence des deux faisceaux extraordinaires occuperaient la même place que les précédentes, augmenteraient leur intensité , mais ne pourraient pas en être distinguées. Quanta celles qui résulteraient de l'action des rayons ordinaires de droite sur les rayons extraordinaires de gauche et réciproquement, elles se formeraient à droite et à gauche des franges centrales, et d'autant plus loin que la lame employée serait plus épaisse, car nous avons vu qu'une (lifféicnce de vitesse fait tout aussi bien varier la position des franges qu'une différence de route. Or, puisque les franges du milieu sonl seules visibles, alors même que la lame interposée est assez mince pour que les deux autres systèmes en dussent être peu éloignés, il faut en conclure que les rayons de noms différents ou polarisés en sens contraires ne s'influencent pas.

8. Pour confirmer encore cette conséquence, supposons qu'on découpe en deux notre lame de sulfate de chaux; qu'une des moitiés corresponde à la première fente; que l'autre soit placée devant la fente opposée, et que les axes, au lieu d'être parallèles comme lorsque la lame était unique, soient maintenant rectangulaires. Par cette dispo-