SUR LA POLARISATION CIRCULAIRE

Le genre de polarisation dont il sera question dans ce chapitre est essentiellement différent de ceux qui nous ont occupés jusqu'ici.

Supposons que, après avoir polarisé un faisceau de lumière , on lui fasse éprouver, sous l'angle de 54% une

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double réflexion totale dans un parallélipipède de verre, comme la figure 9 le représente ; supposons, de plus, que les nouveaux plans de réflexion soient inclinés de &5* an plan de polarisation primitive. Le faisceau émergent aura alors acquis des propriétés toutes particulières fort remarquables.

Fig. 9. — Natme d'un rayon polarisé après deux réflexions totales.

Quand on analyse ce faisceau émergent avec un rhomboïde, il se décompose constamment en deux rayons de même intensité, quelle que soit la direction de la section principale. D'après ce seul caractère on pourrait donc croire qu'il est redevenu de la lumière naturelle, mais

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on le fait passer au travers d'une lame cristallisée ant de le soumettre à l'action du rhomboïde , on délivre bientôt qu'il n'en est pas ainsi. La lumière natulle donnerait en effet, dans ce dernier cas, deux images Imches et de même intensité, tandis que la Imnière vovenant du parallélipipède se décompose en deux faisiiux fortement colorés l'un et l'autre.

. Voici d'autres caractères de cette nouvelle espèce de iyons :

i'Une ou plusieurs réflexions totales ne changent rien , Ipune je l'ai déjà remarqué (chap. vii^ p. 326), aux lopriétés apparentes de la lumière ordinaire ; mais elles kidifient au contraire notablement le faisceau sorti du lUélipipède. Ce faisceau reprend, en effet, tous les ictères de la lumière polarisée quand on lui fait >uver deux nouvelles réflexions totales pareilles aux ières, quel que soit d'ailleurs l'azimut des nouveaux de réflexion relativement aux anciens, fe disais tout à l'heure que l'espèce de lumière dont il } ici question se décompose en deux images colorées, ïd on ne l'analyse avec un rhomboïde qu'après lui fait préalablement traverser une lame cristallisée, il faut remarquer que la couleur de chacune de ces images sur le cercle chromatique de Newton est à ^qaart de circonférence de la place qu'y occupe la ir que la même image aurait présentée si l'on s'était de lumière polarisée ordinaire, itons enfin, comme dernier caractère distinctif, lumière polarisée ordinaire ne donne lieu à aucun lène de coloration après qu'on lui a fait traverser

des lames de cristal de roche perpendiculaires à Taxe» ou des colonnes d'essence de térébenthine, etc.

Un rayon polarisé, modifié par deux réflexions complètes , a donc des caractères tout particuliers et qui le distinguent également d'un rayon direct et d'un rayoo polarisé ordinaire. Comme ces caractères ne se rappoN tent pas aux divers côtés du rayon, on a appelé la modification qu'il a reçue du nom de polarisation circulam. J'avertirai ceux qui ne trouveraient pas cette dénomina* tion suffisamment justifiée par les phénomènes précédents , qu'elle a été en partie puisée dans des considérations théoriques.

Je viens de montrer par quelles combinaisons de réflexions totales on passe de la polarisation ordinaire à la polarisation circulaire ; il me reste à indiquer un autre moyen extrêmement remarquable d'obtenir immédiatement ce dernier genre de polarisation.

On taille, dans une aiguille de cristal de roche, un prisme très-obtus dont les deux faces formant entre elles un angle de 150°, par exemple, soient également inclinées sur l'axe de l'aiguille, et on l'achromatise ensuite le mieux possible avec des prismes de verre collés sur les faces d'entrée et de sortie*. Ce petit appareil jouit de la double réfraction ; mais les deux faisceaux auxquels 9

1. Cet achromatisme est totypur^ trè»-imparfait quand on se sert de prismes de verre. L'expérience est beaucoup plus nette si l*oo adosse au prisme de 150^ deux autres prismes de cristal de roche; mais il faut avoir Tattention de les prendre dans un cristal joolsnot de propriétés inverses (voyez plus haut, p. 349, le passage reUUif aux aiguilles plagièdres). Cette disposition présente de plusTavactage de doubler Técartement des iipagos. f

lonne naissance, soit qu'il ait été traversé par de la lumière polarisée ou par de la lumière ordinaire dans une direction bien parallèle à l'axe du cristal , ne reçoivent pas la modification que le spath d'Islande, par exemple, leur imprimerait ; ils sont l'un et l'autre polarisés circulairement. En effet, si on les analyse avec un rhomboïde, ils se partagent constamment l'un et l'autre en deux faisceaux de même intensité ; et quand on leur a fait éprouver ^ux réflexions totales dans un parallélipipède de verre flous l'incidence intérieure de 54% ils se trouvent complètement polarisés suivant des plans inclinés de 45'' au plan de réflexion , le plan de polarisation d'un des faisceaux étant à droite et celui de l'autre à gauche.

Il existe donc un genre particulier de double réfraction qui communique aux rayons lumineux la polarisation circulaire, comme la double réfraction du cristal d'Islande leur donnait la polarisation ordinaire*

Il résulte, au demeurant, de tous les phénomènes et des lois générales des interférences, qu'un faisceau polarisé circulairement peut être considéré comme composé de deux faisceaux ordinaires polarisés à angles droits , mais dont l'un aurait été retardé dans sa marche relativement à l'autre du quart de la quantité que nous avons précédemment appelée d.

Les propriétés des rayons polarisés circulairement donnent un moyen très-curieux de reproduire exactement tous les phénomènes de coloration que nous ont offerts les lames de cristal de roche perpendiculaires à l'axe ou certains liquides.

On place, pour cela , une lame mince cristallisée entre

deux parallélipipèdes de verre ordinaire croisés à angles droits et semblables à celui dont nous avons donné plus . haut la figure (p. 370). Un faisceau qui pénètre, perpeh- 1 diculairement dans le premier parallélipipède éprouve ■ dans son intérieur une double réflexion totale sous l'angle ■ de 54*; en sortant, il traverse la lame cristallisée; plus, loin il pénètre dans le second parallélipipède et s'y réfléchit encore deux fois, mais dans un plan perpendiculaire i \ celui des deux premières réflexions; enfin le rayon rentre' dans l'air perpendiculairement à la dernière face du second parallélipipède. Or on pourra toujours faire que ce rayon émergent présente les apparences d'un rayon polarisé qui a traversé une lame de cristal de roche perpendiculaire à Taxe, ou une couche d'essence de térébenthine ; il suffira pour cela que le faisceau incident sur le premier parallélipipède soit polarisé et que l'axe de la lame cristalline intermédiaire fasse un angle de 45* avec les deux plan* de double réflexion totale.