CHAPITRE XIII

DÉTAILS HISTORIQUES SUR LA DÉCOUVERTE DES DIVERSES PRO- PRIÉTÉS DE LA LUMIÈRE QUI SONT RELATIVES A DES PHÉNO- MÈNES DE POLARISATION

Je vais maintenant citer les physiciens à qui l'on est redevable des découvertes dont j'ai essayé plus haut de faire apprécier l'importance. Je suivrai, pour plus de clarté, dans cet historique. Tordre des chapitres, en consacrant à chacun d'eux un paragraphe particulier.

§ 1. — Découverte de la polarisation par Huygens dans les rayons pro- .Tçjoant de la double réfraction. — Décoaverte par Malus des effets de la réflexion sur les rayons polarisés.

Huygens est , je crois, le premier qui ait reconnu que les deux rayons en lesquels un faisceau se partage dans l'acte de la double réfraction jouissent (chap. m, p. 295 à 3J02), en sortant du cristal, de propriétés toutes particulières que tf avait pas la lumière incidente. « Il semble , tft-il, qu'on est obligé de conclure que les ondes de lumière, pour avoir traversé le premier cristal de spath d'Islande, acquièrent certaine forme ou disposition , par laquelle en rencontrant le tissu d'un second cristal , dans certaine position , elles puissent émouvoir les deux différentes matières qui servent aux deux espèces de réfraction; et, en rencontrant ce second cristal dans une autre position, elles ne puissent émouvoir que Tune de ces matières. »

Ainsi , suivant ce grand physicien , dans l'acte de la double réfraction, l'onde, ou si l'on veut le rayon, change de forme , perd sa symétrie , de manière à donner lieu à la distinction de ses divers côtés , ou , en changeant seulement les termes , de ses divers pôles.

Huygens est donc le premier qui ait aperçu un phénomène de polarisation. Cette découverte est de l'année 1678, mais elle n'a été publiée qu'en 1690.

Depuis Huygens et jusqu'en 1809, aucun observateur, à l'on en excepte l'immortel auteur du traité d'Optique, ne s'était occupé de la double réfraction sous ce point de vue. Nous devons même reconnaître que, sous le rapport

des faits , Newton n'ajouta rien de nouveau à ce qu'avait découvert le savant hollandais. Il insista seulement beaucoup plus sur la nécessité d'admettre des pôles dans chacun des rayons provenant de la bifurcation qu'éprouve la lumière en traversant le cristal d'Islande.

C'est à Malus qu'appartient l'honneur d'avoir ramené l'attention des physiciens sur les curieuses propriétés de la lumière qui ont fait l'objet de cette Notice. C'est lui qui a signalé les singuliers phénomènes que les rayooB ordinaires et extraordinaires présentent quand ils rencontrent des miroirs diaphanes sous certaines inclinaisons (chap. m, p. 303 à 306). C'est encore à lui qu^onest redevable de la loi mathématique qui paraît lier les intensités des divers faisceaux en lesquels la lumière se partage lorsqu'elle traverse deux rhomboïdes superposés. (Voir les Mémoires d'Arcueily 1809, tome ii. )

§ 2. — Découverte par Malus de la polarisation dans les rayons

réfléchis.

Ce qu'on a rapporté dans quelques notices sur l'heureuse circonstance qui fit découvrir à Malus que les rayons se polarisent en se réfléchissant sur des corps diaphanes est exact. Ce physicien, qu'une mort prématurée a sitôt enlevé aux sciences dont il était l'espoir et à ses nombreux amis, m'a souvent raconté que ce fut en décomposant, par hasard, vers la fin de l'année 1808, à l'aide d'un rhomboïde de carbonate de chaux , la lumière du soleil couchant, réfléchie sur les vitres des fenêtres du Luxembourg, qu'il reconnut pour la première fois la difiérence

DE LÀ LUMIÈRB. 377

^intensité des deux images^. Une semblable différence l'intensité avait dû se présenter aux yeux des minéralogistes toutes les fois qu'en essayant de découvrir la double réfraction des cristaux, l'aiguille déliée dont ils se servent comme point de mire, se projetait sur un ciel serein, c'est-à-dire sur un rideau de lumière polarisée ; mais le fait ne les avait point frappés. Malus s'en saisit, aperçut toute son importance, le compléta , l'analysa sous toutes ses faces avec la plus rare sagacité, et devint ainsi le créateur d'une nouvelle branche de l'optique.

Toutes les expériences consignées dans le chapitre iv (p. <S06 à 309) sont dues à ce célèbre physicien.

§ 8. — Obserration des rayons partiellement polarisés par M. Arago.

Les mesures rapportées dans le chapitre v (p. 309 à 312) et d'où il paraît résulter qu'à égales distances angulaires au-dessus et au-dessous de l'angle de la polarisation complète, les rayons réfléchis contiennent des proportions presque égales de lumière polarisée , ont été prises 3ar moi.

§ 4. — Découverte par M. Brewster de la loi qui lie l'angle de polarisation complète au pouvoir réfringent des corps. — Règle de Malus et théorème de M. Arago.

La loi remarquable, consignée dans le chapitre vi p. 313 et 314), qui lie l'angle de la polarisation complète au pouvoir réfringent des corps , a été découverte

1. On s'est trompé en annonçant qu'il avait vu ainsi une des images disparaître : la polarisation sur les vitres, au moment de Vexpérience, n'était que partielle.

par M. Brewster, et présentée à la Société royale le 16 mars 1815 {Trans. philos, de cette même année).

La règle ( chap. vi , p. 319) qui enseigne à calcolef l'angle de polarisation complète à la seconde surface des milieux diaphanes d'après l'angle de polarisation complète à la première est due à Malus {Mémoires d'Arcueil, 1809, tome n). La même relation doit être étendue aux angles de la première et de la seconde surface sous lesquels la lumière se polarise en proportions égales. La règle donnée par Malus n'est donc qu'un cas particulier d'un théorème général (p. 320) que j'ai déduit d'une longue suite d'expériences*.

§ 5. — Découverte par Malus de la polarisatiou par la réfraction simple. — Découverte par M. Arago de Tégalité des quantités de lumière polarisée des faisceaux réfléchis et transmis. — Découverte des propriétés des piles de plaques par Malus. — Assimilation de certains corps naturels aux piles par M. BrewstQr.

C'est encore Malus qui a découvert (chap. vn, p. 321 et 322 ) que le faisceau transmis par un miroir diaphane

1. M. Arago a pris date de la découverte de ce théorème général par une communication faite à l'Académie des sciences le 13 février 1815, et dont le manuscrit, visé par Delambre, alors secrétaire perpétuel , est ainsi conçu :

« Le sinus de Tangle sous lequel un faisceau de lumière se polarise partiellement en tombant sur la première surface d'un miroir, est au sinus de Tangle sous lequel il reçoit une polarisation partielle équivalente en se réfléchissant sur la seconde surface, comme le sinus d'incidence est au sinus de réfraction ; en sorte que la loi que Malus a donnée, pour la polarisation complète, n'est qu'un cas particulier du principe général que je viens de rapporter; on voit en nu mot par là que la proportion de lumière naturelle qui se polarise lorsqu'un rayon se réfléchit sur la première surface d'un corps est égale à la proportion qui se polariserait si ce rayon , à l'état natorel , revenait sur ses pas du dedans au dehors, n

est partiellement polarisé dans un plan formant un angle droit avec le plan de polarisation du faisceau réfléchi. (Conmiuniqué à l'Institut, le 11 mars 1811, imprimé le lendemain dans le Moniteur. Voyez aussi les Mémoires de la classe des sciences mathématiques et physiques de finstitut pour l'année 1810.)

Les expériences photométriques que j'ai exécutées ont établi entre ces deux genres de polarisation une liaison qui avait échappé à Malus ; elle est renfermée dans cet énoncé trè&-simple (chap. VII, p. 324) : la quantité de lumière polarisée contenue dans le faisceau que transmet un plan diaphane, est exactement égale à la quantité de lumière polarisée à angle droit qui se trouve dans le faisceau réfléchi par le même plan.

Ces expériences sont de 1812 ; mais elles n'ont été publiées qu'en 1814 par M. Biot, à qui je les avais communiquées. ( Voyez Recherches expérimentales et mathématiques sur les mouvements des molécules de lumière.

1814, page l^) La règle précédente conduit , comme cas particulier,

1. M. Biot s'exprime ainsi : a Quand un rayon lumineux direct tombe sur une glace polie sous l'incidence de 35* 25' qui produit par réflexion la polarisation complète, la quantité de lumière réfléchie qui est ainsi polarisée est égale à la portion de lumière transmise qui est polarisée par réfraction perpendiculairement au plan d'incidence. Le reste du rayon transmis est formé par la portion de chaque faisceau qui passe directement sans perdre sa polarisation primitive. Ce résultat est conforme à l'expérience, car M. Arago l'avait observé par des moyens fort exacts et avait bien voulu me le communiquer avant que je l'eusse tiré de la théorie. M. Arago a de plus observé que cette égalité avait également lieu sous toutes les incidences, en comparant seulement les quantités de lumière polarisée qui se forment dans les rayons réfléchis et transmis. »

DE Là lumière. 884

§ 7. ^ Découverte par MM. Arago et Fresnel des modifications apportées dans les phénomènes d'interférence par la polarisation.

Fresnel et moi nous sommes jusqu'ici les seuls phy« fflciens qui se soient occupés de la polarisation en tant ^'elle modifie les phénomènes d'interférence ( chap. ix , p. 336 à Ski ). Le Mémoire où nous avons, pour la première fois, consigné les résultats que j'ai reproduits ici, a paru en 1819, dans les Annales de chimie et de phytique , tome x *.

§ 8. — Déconyerte par M. Arago de la polarisation colorée.

J'ai montré le premier (chap. x, p. 341 à 344) qu'en traversant des lames cristallines, les rayons polarisés ordinaires perdent leurs propriétés primitives et en acquièrent de nouvelles ; celle, par exemple, de se décomposer dans le spath calcaire en deux faisceaux colorés et de se réfléchir sur les miroirs diaphanes, avec des teintes dont la nuance dépend du côté par lequel le miroir se présente au rayon. (Mémoire lu à l'Institut, le 11 août 1811, et imprimé dans les Mémoires pour la même année. )

M. Brewster a publié, en 1813, des observations analogues dans son Treatise on new philosophical instru-ments.

Il annonce que ses observations furent faites « avant qu'il eût vu le travail de M. Arago , comme aussi avant qu'aucun de ses compatriotes eût eu quelque connais-

i. Ce Mémoire ainsi que toutes notes ou autres Mémoires dus ^ M. Arago et cités dans cet historique sont insérés dans le tome 1" des Mémoires scientifiques, tome X des Œuvres.

sance de ce qui avait été fait en France ( before any of his conntrymen had any knowledge of whal had been doue in France. Edinburgh, Encycl.^ Optics^ p. 587). i A regard du premier point, un homme du mérite de M. Brewster doit être cru sur parole ; mais ne me serat-il pas permis de faire remarquer que le Mémoire de M. Arago ayant été inséré par extrait dans le Moniteur du 31 août 1811 ^, le savant secrétaire de la Sociélé

i. On trouvera le Mémoire de M. Arago dans le tome I** d» Mémoires scientifiques ^ t X des OEuvres. L'article du Moniteur^ 31 août 1811 est ainsi conçu :

« La trop grande étendue du Mémoire de M. Arago ne nous pe^ mettant pas de Tinsérer en entier dans ce journal, nous allons da moins en extraire les principaux résultats et y joignant une description succincte de quelques-unes des expériences qui ont servi à les établir.

« Si Ton examine un objet quelconque, la flamme d'une bougie^ par exemple, au travers d'un rhomboïde de spath calcaire, les deo images qu'on apercevra seront à très-peu près de la même intensité et sans aucune couleur, soit que les rayons tombent immédiatement sur le cristal ou qu'ils aient préalablement traversé une lame de mica. Si l'on vise à la flamme déjà réfléchie par un miroir de verre, il y aura entre les deux images, pour certaines positions du rhomboïde, une diflëi^ence d'intensité d'autant plus considérable q» l'angle de réflexion approchera davantage de 35 degrés; à cette limite, comme on sait , une des images disparaît complètement; i l'on interpose maintenant la lame de mica de manière que les rayons réfléchis la traversent avant de tomber sur le rhomboïde , cette image reparaîtra, mais avec une couleur dépendante quant à a vivacité et à sa nature, de l'épaisseur de la lame interposée et de ■' l'angle plus ou moins considérable que les rayons lumineux feront >' avec sa surface: quelle que soit, au reste, cette inclinaison, toi ^' deux imagos seront toujours teintes de couleurs complémentaires, TtMi sorte que si, en faisant varier la position de la plaque, i*oiie t d'ontn» elles parcourt successivement et à plusieurs reprises toute j la série des couleurs prismatiques, la seconde éprouvera des chiDgiMuouts ci^rrespondants et tels qu'aux mêmes instants l'ensembto doii couloui's doi^ deux images formera toujours du blanc. Si on laisse

dinburgh aurait probablement quelque peine à prousa seconde assertion.

Lies phénomènes que présentent les lames perpendicu-

ame de mica immobile et qu'on fasse au contraire tourner le me, les deux images changeront successivement de couleur et seront par le blanc à chaque quart de révolution, du moins sous incidences déterminées ; enfin si Ton fait décrire une circonféce entière à la lame de mica sans altérer l'angle qu'elle forme c les rayons réfléchis, la môme image disparaîtra quatre fois.

Il résulte de là, comme on voit , que les plaques de mica, vulrement connues sous le nom de talc de Moscovie, ont, comme autres substances douées de la double réfraction, la propriété dépolariser les rayons qu'une première réflexion avait déjà moés, mais avec cette circonstance extrêmement remarquable, elles ne semblent pas agir de la même manière sur les molécules diverses couleurs, puisque la seconde image, dans l'instant de sa pparition, n'est pas blanche. Si les propriétés des rayons pelais dépendent, ccrame on l'a supposé, de la disposition particu- 'G des axes des molécules dont ils sont formés, on voit qu'il faudra nettre que, dans un rayon polarisé par l'influence d'un prisme spath d'Islande, les axes des molécules des diverses couleurs sont "allèles, tandis que, lorsque ce même rayon aura traversé une le de mica, les molécules de diverses teintes auront leurs axes lés de diff'érentes manières.

if. Malus a trouvé le premier que les deux faisceaux de rayons On rhomboïde de carbonate de chaux a polarisés en sens conire, se comportent difl'éremment en tombant sur les corps qui réfléchissent ; en combinant ces expériences avec celles que nous iOns de rapporter, M. Arago énonce le résultat précédent sous autre point de vue , qui sert à donner des idées plus claires de nodification singulière qu'éprouvent les rayons dans leur passage •avers le mica.

t Qu'on dispose horizontalement, par exemple, une lame de mica [lu'ensuite on fasse tomber sur sa surface des rayons lumineux léchis de haut en bas par un plan de verre et sous un angle égal ►5 degrés environ , il est facile de voir que les rayons de toutes ; couleurs la pénétreront Qu'on place ensuite en-dessous de la imelame un miroir de verre non étaraé formant avec la verticale, ais en sens contraire, un angle égal à celui que le premier miroir it avec cette ligne, il semble au premier aspect que ce deuxième

laîres à l'axe ont aussi été décrits dans mon Mén 1811 dont je viens de parler.

La règle suivant laquelle (p. 345) s'opère la d

miroir n'étant éclairé que par la lumière blanche qui a t mica, devrait paraître sans couleur ; cependant si Ton e? lumière qu'il réfléchit , on la trouvera très-fortement ce reconnaît de plus que si Ton fait tourner le miroir inféi altérer l'angle qu'il forme avec l'horizon, quoique la lum dente se rencontre to^jours sous la même inclinaison, il m pas constamment de la même teinte, mais qu'après chaq de révolution, à partir d'une portion quelconque, il réfl< couleur complémentaire de celle qu'il réfléchissait d'aborc

« M. Arago s'est assuré que la nature des couleurs qu'i de mica dépolarise dépend de l'épaisseur de la lame, cai coupé dans la même feuiUe un plan qui dépolarisait les bleus ; la partie qui succédait à celle-ci produisait de nouv image bleue, et ainsi de suite.

« On conçoit d'après cela que si l'épaisseur de la lame v: rapidement et avec régularité, les points où elle dépolarisera telle autre classe de couleurs seront fort rapprochés les uns très et à peu près également espacés ; aussi, dans cette circoi apt'^rçoit-on des bandes colorées entièrement analogues à ce Newton a décrites dans son Op/t^v^, mais dont la cause est dif

« l/auteur rapporte ensuite les expériences qu'il a fait étudier les modifications que le changement d'inclinaiso plaque aux rayons qui la traversent occasionne dans la pro des couleurs. Ll en résulte entre autres conséquences, qu'oi Taido d'une simple lame très-mince de mica séparer successi de la lumière blanche les divers rayons colorés dont elle i pose, et que cette méthode a sur toutes celles dans lesqw emploie des prismes , Tavantage que les images des objets point déformées.

« Toutes choses d'ailleurs égales, la faculté dont jouis lames de mica, de dêpolariser diversement les rayons diffère colorés, s'affaiblit quand Tépaisseur de la lame diminue; et II s'est a^^^rè qu'on peut les amener à un tel degré de ténuité qi souloment elles ne font paraitrt? aucunes couleurs, mais qu( elles no dêpolansent aucun rayon de lumière blanche lorsqi plan t^ porpondioulaîn^ à celui qui contient les rayons pola

« Les lames de sulfate de chaux jouissent des mêmes proj

pôles, soit à raison de la teinte particulière de chaque êcule lumineuse , soit à cause des épaisseurs plus ou ns considérables des plaques que ces molécules ont

c^elles de mica ; mais comme les couleurs sont beaucoup plus i avec les premières, M. Arago s'en est servi pour étudier la re de ceUes qu'on y aperçoit quand on les éclaire avec des as non polarisés. Les bornes dans lesquelles nous sommes forcés ous renfermer dans cet extrait, ne nous permettent pas d'indiles détails des expériences; nous nous contenterons de dire en résulte incontestablement, par exemple, que ce n'est pas uement dans les variations d'épaisseur de ces lames qu'il faut cher la cause des couleurs comme on l'avait fait jusqu'ici, puis- Q les faisant tourner sur elles-mêmes sans changer l'angle des >ns avec leur surface, elles passent par le blanc à chaque quart évolution, et que dans les positions intermédiaires eUes acquiè- ; différentes teintes.

La propriété de dépolariser diversement les rayons différemit colorés n'appartient pas exclusivement aux corps minces Blleux; car M. Arago rapporte dans son Mémoire une série ipériences qu'il a faites avec des plaques de cristal déroche, I polies, de plus de six millimètres d'épaisseur, et qui ont donné iBance à des phénomènes entièrement analogues aux précédents. On s'assure d'abord qu'une plaque de cristal bien régulièrement aillée ne modifie en aucune manière les rayons directs, en la ant devant l'objectif d'une lunette prismatique ; car les deux ses sont blanches, de la même intensité, et tout aussi bien terées que lorsque le cristal n'y était point. Si l'on dirige ensuite mette vers une image réfléchie par un plan de verre non étamé, i l'image du Soleil, par exemple, on trouve bientôt que lorsque i fait un angle de 35 degrés environ avec la surface du miroir, i^aperçoit qu'un des disques dans certaines positions du prisme rieur; en plaçant immédiatement après le cristal de roche de- ; TolJtjectlf , on voit la seconde image reparaître, mais teinte du ;e le plus vif. Dans l'instant même de cette réapparition , la nière image, qui d'abord était blanche, se trouve teinte de la ^ir complémentaire du rouge; du reste, les bords des deux Us sont tout aussi bien terminés que lorsqu'on les observait ctement Si on laisse la plaque de cristal dans la môme position a*on fasse tourner la lunette, on reconnaît qu'à chaque demilution l'une et l'autre image parcourent toute la série des couva. - IV. 25

traversées, est due à M. Biot. Son Mémoire a été lu i tut, en septembre 1818, et imprimé peu de temp

leurs prismatiques ; en sorte que le soleil rouge devient si: ment orangé, jaune, jaune verd&tre, vert bleuâtre, bleu ei alors la lunette a déjà fait une demi-révolution ; en cont même mouvement dans le même sens, Timage violacée rouge, à Torangé, et ainsi de suite, pendant que la secont parcourt de son côté les couleurs complémentaires de Lorsqu'on laisse la lunette fixe, le mouvement du cristal ( plan n'apporte aucun changement aux couleurs dont 1 images sont teintes ; si Ton faisait Texpérience avec une mica ou de sulfate de chaux, on verrait au contraire la mèo s'évanouir à chaque quart de révolution. On obtient, au n résultats entièrement analogues aux précédents, lorsque, d'employer des rayons polarisés par leur réflexion sur un i verre, on se sert de ceux qui ont été modifiés par Tact rhomboïde de q>ath d'Islande, ce qui est une nouveUe pi leur parfaite identité ; mais avec la lunette prismatique on i l'avantage de se procurer des couleurs plus vives : les deu étant bien terminées, il est prouvé que , dans leur dépola les rayons ne sont pas inégalement dispersés, comme on 2 le soupçonner sans cela; comme les rayons ne tomben prisme intéri^ir qu'après avoir traversé les verres des courbures dont se compose l'objectif, il en résulte encore rayons ont éprouvé dans le cristal une modification perm enfin, cette méthode fournit le moyen de prouver que les des deux images sont bien exactement complémentaires, n si cela de n'écarter les soleils qu'à moitié, car alors la partie o aux deux disques reste parfaitement blanche pendant une tion complète de la lunette, tandis que les deux segment: bordent sont successivement teints, et à deux reprises diff de toutes ks couleurs prismatiques. IL Arago indique é Uémoire le parti qu'on peut tirer de cette observation po paror entre elles les intensités des différentes parties do claire,

« La plaque de cristal de roche n'agit de différentes manii h'^ molf^ules de diverses couleurs que lorsque les noyons versant sous des incidânces peu éloignées de la perpendiciila si $on plan nestuit toujours perpendiculaire à celui qui eont r^yous rèfiêchis, on l'incline p«i à pooi, on trouve tienIMBi

M. Herschel fils est l'auteur de la curieuse observation (p. â/i.8) consignée dans le chapitre x sur les cristaux

tien pour laquelle on n^aperçoit qu'une seule image ; il est même possible de placer le cristal de telle sorte qu'il dépolarise entièrement la lumière, en agissant de la même manière sur les molécules de diverses natures dont se compose un rayon blanc.

« Quoique ces dernières expériences montrassent que les phénomènes que présente le cristal de roche ne dépendent pas de la position qu*fl a dans son propre plan, comme dans le mica et le sulfate îe chaux, la position de leurs sections principales avait une influence très-marquée sur Tapparition de la deuxième image ; il devenait intéressant de chercher à reconnaître si les seules substances cristallisées jouissent de la propriété de dépolariser diversement les rayons de différentes couleurs. Or, M. Ârago annonce dans son llémoire qu'il a trouvé des corps non cristallisés qui ont cette propriété à des degrés plus ou moins saillants. Les expériences quMl rapporte ont été faites avec une plaque de flint-glass, un peu prismatique et de 0".085 de côté, qui dans tous ses points dépolarise les rayons. Pour s'en assurer, voici la méthode qu'il indique.

« Lorsqu'on examine un objet quelconque à travers deux prismes jouissant de la double réfraction, on aperçoit, comme on sait, quatre images, excepté dans le cas où leurs sections principales sont parallèles ou perpendiculaires, soit que les rayons entrent immédiatement du premier prisme dans le second, ou qu'ils traversent, entre les deux, un nombre quelconque de milieux diaphanes non doués de la double réfraction : cependant si l'on interpose la plaque de flint-glass dont nous venons de parler, on s'aperçoit que cette règle n'est pas générale, car on voit aussitôt quatre images : dans quelques points elles sont respectivement teintes de couleurs complémentaires ; dans d'autres parties, et ce cas est le plus fréquent, les images sont parfaitement blanches. Toujours, au reste, la plaque se comporte comme si elle était cristallisée, puisque les deux nouveUes images disparaissent à chaque quart de révolution de la plaque, pourvu cependant qu'on ait le soin de faire toujours passer les rayons par les mêmes points, car il n'est pas rare de trouver deux parties contigùës dont les axes ne semblent pas dirigés dans le même sens.

« On voit par là que cette réapparition des images, qui semblait devoir fournir un moyen commode pour reconnaître à la fois Texistence de la double réfraction dans les substances cristallisées et la

plagièdres. ( Traiisactions of the philosophical Sode/y of Cambridge^ tome i". )

direction des axes, n'est pas un caractère assez certain , morceau de flint-glass qui ne double pas les images satisfait mêmes conditions.

« M. Arago, qui , dans le mois de février dernier, avait prMi à la classe un Mémoire relatif aux anneaux colorés ordinaires, décrit dans la dernière section de celui dont nous faisons aDJoardlÉ l'analyse, un nouveau genre de bandes lumineuses, qu'à Takiefe certaines circonstances on rend très -sensibles sur des piaq» même fort épaisses de quelques corps cristallisés.

« Les couleurs dont nous avons parlé précédemment , en vm H4 occupant du cristal de roche, ne paraissent pas sur toutes les jil^ p. ques de cette substance , parce qu'elles semblent nécessiter m t;i disposition particulière dans les couches dont le cristal est foraè; l les bandes dont il s'agit ici s'aperçoivent distinctement danstNS \ 103 fragments de cristal de roche qu'on éclaire avec de la lanièR ] polarisée, pourvu que leur épaisseur ne soit pas constante; dui une lentille, elles sont circulaires; dans un prisme on les voitnngées parallèlement à l'arête où se joignent ses deux faces, en soite que leur forme dépend toujours de celle du milieu; pour certaines courbures des lentilles les anneaux sont très-apparents, même àl& simple vue ; dans d'autres cas, il est indispensable pour les voir d» s*aider d'un prisme bien dispersif ; le meilleur moyen, au reste, de les rendre saillants, c'est de regarder la plaque à l'aide d'ut prisme de carbonate de chaux ; car alors on voit chaque imagt bordée d'une belle série de bandes colorées et complémentaire l'une de Tautre ; cette seule circonstance montrerait que ces an ncaux proviennent des dépolarisations successives des rayons au différeutes épaisseurs de la plaque. Mais ce qui le démontre miea onccre, c'est que de quelque manière qu'on examine ces anneaux ils disparaissent dans quatre positions respectivement rectan^ lairo^ du milieu sur lequel Us se forment

« Les bornes dans lesquelles nous sommes forcés de nous ren formor nous obligent à supprimer plusieurs autres observations qo Fauteur donne avec détail, et qui sont particulièrement relatives cotte donùèro question ; mais, afin de présenter ces résultats sou un même point de vue, nous terminerons cet extrait par le résDOM que M. Arago a placé à la fin de son Mémoire.

« lu rayon de lumière directe se partage toujours en émx hSs-

Ktension des propriétés des lames perpendiculaires 3, aux couches de certains liquides (p. 349) , a été ar M. Biot en 1815.

>lancs et de même intensité, dans son passage à travers un >îde de carbonate de chaux.

*on soumet la lumière dont se compose un quelconque de iceaux à Taction d'un second rhomboïde, on reconnaîtra ne ressemble plus ^ la lumière directe, puisque dans cer- >ositions de la section principale de ce deuxième cristal, elle ve plus la double réfraction. La découverte de cette belle té est due à Huygens.

Malus a trouvé depuis que, dans la réflexion sur les corps les, la lumière est modifiée d*une manière analogue, en sorte ayon réfléchi sous un certain angle ressemble parfaitement qui aurait traversé un rhomboïde de carbonate de chaux, voit enfin , d'après les expériences que nous avons rappor- Ton peut en outre donner au rayon une teUe modification^ \ ressemble plus ni à un rayon de lumière directe ni à un le lumière polarisée : ce nouveau rayon se distinguera de la ) polarisée en ce qu'il donnera constamment deux images, et imière directe, par la propriété qu'il a de se partager tou- Q deux faisceaux complémentaires et dont les couleurs indiîs dépendent de la position du corps au travers duquel le ist passé.

rayon de lumière directe, en tombant sur un corps diaabandonne à la réflexion partielle une partie de ses molem rayon de lumière polarisée est transmis en totalité (abs~ i faite de l'absorption) lorsque le corps diaphane est situé ertaine manière par rapport aux côtés des rayons. Les dinolécules dont se compose un rayon blanc qui a éprouvé la ation particulière dont il s'agit ici , ne se réfléchissent que ivement et les unes après les autres, dans l'ordre de leurs 'S, pendant que le corps diaphane tourne autour du rayon mt toujours avec lui le même angle.

* conséquent, si un faisceau de lumière directe tombe sur un de verre sous un angle de 35 degrés environ, et que, sans cette inclinaison, on fasse tourner ce miroir autour du faisn reconnaîtra que la quantité de lumière qui se réfléchit ou li se réfracte est toujours la même; mais si le faisceau de a été préalablement polarisé, on trouvera deux positions où

Ju.

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§ 9. — DécouTerte des lois de la dépolarîsation par les lames cristallines parallèles à l'axe.— Recherches et expériences de Fresnel^ de M. Aiago, de M. Biot^ de M. Herschel et du docteur Thomas Yomig. Il

Les lois de la dépolarisation (chap. xi, p. 349) qu'opèrent les lames cristallines parallèles à l'axe, se réduisent aux trois suivantes :

1" Le mouvement de la lame dans son plan n'altère pas les teintes des images fournies par un rhomboïde.

Ce résultat est implicitement compris dans mon premier Mémoire, puisqu'en décrivant tous les mouvements qui font varier les teintes, celui de la lame dans son plan ne s'y trouve pas indiqué.

2® Les teintes des deux images sont celles des anneaux colorés de Newton, réfléchis et transmis.

le corps paraîtra entièrement diaphane : si Ton suppose enfin que, les circonstances restant les mêmes, le miroir de verre soit éclairé par des rayons modifiés par une plaque de cristal de roche, il sera successivement teint , à chaque demi-révolution , de toute la série des couleurs prismatiques, tant par réflexion que p9r réfraction, avec cette particularité qu'au même instant ces deux classes de couleurs seront complémentaires.

<f Les expériences que nous avons rapportées prouvent encore qu'il se forme sur les substances cristallisées des anneaux colorés dont Tapparition ne dépend pas uniquement des changements d'épaisseur, comme les anneaux colorés décrits par Newton ; ces de^ niers, en effet , se montrent sur tout corps très-mince qui varie d'épaisseur par des degrés insensibles, queUe que soit d'aUleurs la nature de la lumière incidente ; les autres ne paraissent sur les plaques un peu épaisses de cristal de roche que lorsqu'elles sont éclairées par de la lumière déjà polarisée. Aussi disparaissent-ils quatre fois pendant une révolution complète de chaque plaque.

« Puisque la plaque de flint-glass, dont nous avons parlé plus haut, ne double pas les images, on voit enfin qu'H existe des corps qui , n'ayant pas la double réfraction , se comportent par rapport aux rayons polarisés, comme s'ils étaient doués de cette propriété. »

Cette loi avait été donnée par M. Biot. M. Herscbel a montré qu'elle n'est pas générale; elle n'a donc plus aucune importance.

S"" Dans un cristal d'épaisseur variable, les mêmes phénomènes de dépolarisation se reproduisent à des épaisseurs qui se suivent comme celles des anneaux colorés de Newton.

Quand on examine avec un rhomboïde un cristal taillé convenablement, dont les deux faces forment un angle et qui se projette sur un fond de lumière polarisée, chaque image parait bordée de stries régulières parallèles à l'arête du prisme et également espacées. En décrivant ce phénomène , je le présentai comme une preuve suffisante de la troisième loi. L'Académie des sciences et La place , en particulier, n'admirent pas la démonstration. On demanda des mesures directes des épaisseurs ; M. de Rumford, qui était présent à la séance, offrit un instrument dont il s'était servi pour d'autres usages et qui semblait promettre une précision suffisante. On indiqua aussi le comparateur ordinaire. D'après ces invitations , je m'engageai à faire de nouvelles expériences; mais M. Biot me gagna de vitesse. C'est donc à ce dernier physicien qu'appartient la démonstration de la loi des épaisseurs.

4" Les teintes dont brille chaque image peuvent être calculées d'après les lois des interférences, en tenant compte de la différence des chemins parcourus par les rayons ordinaire et extraordinaire.

Cette importante remarque est due au D' Thomas Young, qui l'a publiée dans le Quaterly Review^ année 1814, tome xt, pages 42 à 49.

Elle a donné la véritable clef de ces phénomènes.

11 est juste, toutefois, de remarquer que le célèbre physicien anglais n*avait expliqué ni dans quelles circonstances l'interférence des rayons peut avoir lieu , ni pourquoi on ne voit de couleurs qu'en éclairant les lames cristallines avec de la lumière polarisée, etc. Les nouvelles propriétés qu'il fallait combiner avec les lois ordinaires des interférences pour obtenir une explication complète dés faits ont été découvertes par MM. Arago et Fresnel, comme on l'a vu au paragraphe 7 (p. 380). Les Mémoires dans lesquels Fresnel a donné cette explication, déduite ainsi d'une cause unique, sont de 1816 et 1818.

Les ingénieuses et délicates expériences dont j'ai fait usage (chap. xi, p. 351 à 367) dans la critique détaillée de la théorie de la polarisation mobile, sont dues à mon illustre ami Fresnel, l'un des physiciens de notre âge qui réunissent au plus haut degré l'esprit d'invention et l'habileté de l'expérimentateur. Les formules qu'on trouve à la fin du chapitre xi sont également de Fresnel.

§ 10. — Découverte par Fresnel de la polarisation circulaire.

Les phénomènes de la polarisation circulaire (ch. xn, p. 369 à 374) ont été découverts par Fresnel, qui les a décrits et analysés dans un Mémoire lu à l'Académie des sciences en novembre 1817 et dans un supplément présenté en janvier 1818. Les dernières recherches de l'auteur sur cette matière ont été insérées dans le Bulletin de la Société philomatiqite, livraison de décembre 1 822 et livraison de février 1823.