‹ Œuvres complètes de François Arago (volume 5)Chapitre 6 sur 153 · Ceci tenait h la position particulière de son axe · texte numérisé non relu

Ceci tenait h la position particulière de son axe

seules substances cristallisées. Or, je ne tardai pas à trouver des corps qui jouissent de ces mêmes propriétés à des degrés plus ou moins saillants, et qui cependant ne sont point cristallisés. J*ai entre autres une plaque de flint-glass un peu prismatique, de 0''.085 de côté, dont la plus grande épaisseur est égale à O^.OOS, et qui, dans tous ses points , dépolarise les rayons ; mais comme cet effet n'a lieu , dans les différentes parties de la plaque, qu'en la mettant dans diverses positions , il est probable qu'elle est très-irrégulièrement composée dans son intérieur, quoiqu'à l'œil nu elle paraisse bien pure. C'est sans doute aussi par suite de ces inégalités que la plaque, dans quelques points, semble dépolariser les rayons blancs en masse, tandis que dans d'autres elle agit, comme le cristal de roche , de différentes manières sur les molécules de couleurs diverses , ce qui donne des teintes complémentaires aux deux images prismatiques. Entre autres moyens de faire ces expériences, voici celui qu'on peut employer sans difficulté.

Si l'on examine un objet quelconque à travers deux prismes doués de la double réfraction , on apercevra , comme on sait , quatre images , excepté dans le cas où leurs sections principales seront parallèles ou perpendiculaires; mais, dans cette dernière circonstance, il semble, d'après les idées qu'on s'est faites de la modification particulière qu'a éprouvée la lumière en traversant le premier cristal , qu'on ne pourra , en général , faire reparaître les deux autres images, qu'en plaçant entre les deux prismes un milieu doué de la double réfraction; de plus, en faisant tourner ce milieu sur lui-même,

on doit trouver quatre positions à angles droits dans lesquelles on n'apercevra que deux images, pourvu toutefois que les faces du cristal interposé soient à peu près parallèles: cependant la plaque de flint-glass dont je viens de parler présente précisément ces mêmes résultats, quoiqu'elle ne jouisse pas de la double réfraction. Dans quelques points, les deux images auxquelles son interposition donne naissance sont blanches ; dans d'autres , elles ont des teintes complémentaires, mais alors les images principales sont elles-mêmes colorées : toujours, au reste, cette plaque de flint-glass se comporte, par rapport aux rayons polarisés , comme si elle était cristallisée, puisque les nouvelles images disparaissent à chaque quart de révolution. Pour que cette dernière partie de l'expérience réussisse, il est indispensable de regarder toujours par la même portion de la plaque, car elle ressemble à ces substances cristallisées qui, par une circonstance quelconque, ont des parties contigués dont les axes de réfraction ne sont pas parallèles.

J'avais pensé à proposer cette réapparition des images comme un moyen très- propre à reconnaître à la fois l'existence de la double réfraction dans les substances cristallisées et la direction des axes , parce qu'on aurait pu l'employer sur les plus petits fragments naturels, lors même que les faces opposées auraient été parallèles j mais puisqu'une plaque de flint-glass satisfait aux mêmes conditions , il en résulte que cette méthode ne serait pas parfaitement sûre.

Je passe maintenant à quelques phénomènes qui sont

s aux précédents, parce que pour les produire il faut

également employer de la lumière polarisée, mais qui en diffèrent sous plusieurs rapports.

J'ai déjà fait remarquer (p. 41, 45, 50) que dans le mica et le sulfate de chaux, un changement d'épaisseur entraine toujours un changement dans la nature des couleurs dépolarisées. J'ai pensé qu'il serait important de rechercher si , dans une substance beaucoup plus compacte, telle que le cristal de roche, le même effet n'aurait point lieu. Pour cela, j'ai pris une plaque très-pure de ce cristal, et je l'ai fait polir régulièrement, de manière qu'une de ses faces est à peu près plane et l'autre sensiblement convexe. Comme cette espèce de lentille, dans sa partie la plus mince, a plus d'un millimètre, et qu'à partir de là et en allant vers le centre, cette épaisseur varie très-rapidement, je m'attendais à ne pas y apercevoir des anneaux colorés du genre de ceux que Newton a décrits dans son Optique. Et en effet, en regardant, à travers la lentille, de la lumière non polarisée, soit à l'œil nu, soit à l'aide de prismes de flint-glass ou de carbonate de chaux , on ne voit pas la plus légère trace de couleurs. J'ai présenté ensuite la même lentille à de la lumière réfléchie par un miroir de verre; mais alors, en l'examinant avec un prisme de carbonate de chaux , les deux images étaient ou de la même teinte, ou d'intensités très -inégales, suivant leî positions des sections principales du prisme ou de la lentille. Lorsque les images étaient inégalement brillantes, on les voyait bordées l'une et l'autre de trèîs-belles séries d'anneaux colorés.

En laissant le prisme dans une position constante, i suffisait de faire faire à la lentille un quart de révolutioi

autour de son centre, pour que les deux images, d'abord très -inégales, devinssent de la même intensité. On pro duisait le même effet, la lentille restant immobile, en faisant faire un quart de révolution au prisme; dans ces deux cas, les séries d'anneaux disparaissent en même temps sur chaque image. Pour les voir s'évanouir et renaître quatre fois, il suffit que la lentille ou le prisme fassent une révolution complète autour de leurs centres. Il est facile de voir, d'après ces seules circonstances, que le phénomène que je viens de décrire dépend des dépolarisations qu'éprouvent les rayons diversement colorés aux différentes épaisseurs de la lentille. Il ne sera peut-être pas inutile de dire que les anneaux sont si rapprochés les uns des autres, qu'ils ne deviennent bien visibles que lorsque l'angle réfringent du prisme de carbonate de chaux est un peu considérable. Si l'on observait par conséquent avec un prisme achromatisé ou à travers les faces opposées et parallèles d'un rhomboïde, on ne verrait aucune trace des anneaux, quoique d'ailleurs les deux images fussent bien écartées. Le rhomboïde jouit , aussi bien que le prisme, de la propriété de séparer les rayons diversement modifiés; maïs cette seule circonstance ne suffit pas pour que les anneaux soient distincts ; il faut en outre que leurs orbites n'empiètent pas trop les unes sur les autres, et le prisme seul , en déviant inégalement les rayons différemment colorés, peut produire ce dernier effet : c'est par la même raison qu'avec la pile de glaces qui jouit de Tunique propriété de tamiser les rayons diversement polarisés, on n'aperçoit pas ces anneaux.

Si nous supposons que, sans rien changer à la disposition de l'expérience précédente, on examine la lentille de cristal de roche avec un prisme de verre ordinaire, on apercevra sur l'un de ses bords une série d'anneaux qui, toutes choses égales, sera d'autant plus sensible, que le prisme aura une plus grande force dispersive. Cette série, toujours moins apparente, au reste, que celles qu'on voit avec un prisme de carbonate de chaux , disparaît quatre fois, comme ces dernières , pendant une révolution complète de la lentille.

Je ne me suis pas attaché à compter les anneaux, parce que le nombre de ceux qu'on aperçoit est d'autant plus considérable que le prisme de carbonate de chaux est plus éloigné de l'objectif et que son angle est plus ouvert. On les voit avec la même netteté, soit qu'on se serve d'un prisme de spath calcaire ou d'un rhomboïde et d'un prisme de verre superposés. Leur étendue et leur vivacité ne me paraissaient pas changer sensiblement, dans quelque sens que je fisse varier l'angle formé par la surface du cristal et par les rayons incidents. (Ceci est particulier à la lentille dont je me servais dans cette expérience.)

La grande régularité de ces anneaux ne permet guère de supposer qu'ils dépendent d'un défaut d'homogénéité dans la masse de la substance. Le cristal paraît , nonseulement de la plus grande pureté à l'œil nu, mais on ne peut jamais, et dans aucune position, y apercevoir, soit avec un rhomboïde de spath calcaire, soit avec une pile de glaces, les couleurs vives et irrégulières que les mêmes moyens développent dans beaucoup d'autres fragments de cristal de roche.

Pour étudier ensuite l'influence que la plus ou moins ;rande courbure des lentilles peut avoir sur les diverses àrconstances du phénomène, je me suis procuré un grand lombre de ces plaques convexes-concaves de cristal de roche dont se servent les lapidaires pour faire des médallions. En les soumettant aux épreuves que je viens do décrire, j'ai reconnu que toutes forment des anneaux avec de la lumière polarisée. Dans quelques plaques, on en voit des traces, même à la simple vue; dans d'autres, il suflit , pour les apercevoir, de regarder à travers un rhomboïde de carbonate de chaux , ou même à travers un prisme de verre ordinaire; pour certaines plaques, au contraire, les orbites des divers anneaux sont tellement serrées, qu'on ne les aperçoit pas, même avec un prisme de spath d'Islande; mais, dans ce cas, on verra les anneaux se montrer, si l'on joint à ce premier prisme un autre prisme de verre ordinaire qui augmente sa force dispersive *.

Toutes choses d'ailleurs égales, le nombre des anneaux et la largeur de leurs orbites sont d'autant plus considérables, qu'on examine les cristaux de plus loin. Aussi parvient-on par là à apercevoir des bandes à des épaisseurs où le médaillon, vu de plus près, ne présentait pas la plus légère trace de couleur. En m'aidant de toutes les précautions qui contribuent à rendre les anneaux très-apparents, c'est-à-dire en employant, pour éclairer les lentilles, de la lumière complètement polarisée ou réfléchie

1. Dans certaines lentilles , on aperçoit les anneaux dont il s'agit, par transmission, môme en les éclairant avec de la lumière non polarisée. (Note ajoutée depuis la lecture du Mémoire.)

par un miroir de verre sous une inclinaison de SS**, et regardant ensuite avec un prisme de carbonate de chaux auquel était joint un prisme de flint-glass dont l'angle est de 45% j'ai aperçu, dans tous les prismes de cristal de roche, des lignes colorées parallèles à l'arête qui termine leur .angle, quoique pour quelques-uns d'entre eux cet angle fût de 25\ En plaçant l'œil à une assez grande distance des prismes, on voit les bandes colorées se succéder les unes aux autres, avec des intervalles obscurs intermédiaires et très-étroits, dans des points où les cristaux ont près d'un centimètre d'épaisseur.

Dans plusieurs de mes médaillons, une variation dans , l'angle sous lequel les rayons polarisés rencontrent leurs surfaces, produit de grands changements dans le nombre des anneaux visibles, dans leurs diamètres et la largeur de leurs orbites. J'ai entre autres une plaque sur laquelle on voit les anneaux aux deux côtés opposés, même dans des incidences perpendiculaires.

Supposons qu'en partant de cette position, on incline de plus en plus la plaque par rapport aux rayons lumineux; si le mouvement est dirigé dans un certain sens, on verra les anneaux, sur les deux côtés de la plaque , augmenter de largeur, diminuer de diamètre et venir successivement se perdre dans une tache centrale qui acquerra ainsi toutes sortes de teintes. Il semble, au premier aspect, que si, en partant de la position primitive, on donne à la plaque un mouvement qui soit dirigé en sens contraire du premier, on devra apercevoir un effet analogue, puisque, dans les deux cas, le cristal sera placé symétriquement par rapport aux rayons qui le traversent; cependant on

ne tardera pas à reconnaître que, dans cette seconde circonstance, les anneaux, loin de se rapprocher du centre, s'en éloignent en se resserrant, mais d'une petite quantité. En un mot , si pour une première position du cristal , la marche des anneaux vers le centre résulte d'un mouvement en avant, ce sera un mouvement en arrière qui produira le même effet lorsqu'on aura transporté à droite le côté qui d'abord était à gauche, et cela, quoique la forme du cristal soit parfaitement régulière. J'ai insisté sur cette particularité remarquable, parce qu'elle sert à établir une nouvelle ligne de démarcation entre ces anneaux colorés et ceux que Newton a décrits dans le deuxième livre de son Optique ; car ces derniers ( ceux du moins qui se forment entre deux lentilles peu convexes ) augmentent de diamètre de la même manière, quelle que soit la direction du mouvement. Il est presque inutile de dire que, dans toutes les expériences dont je viens de parler, les anneaux colorés sont d'autant mieux terminés, que le cristal sur lequel ils se forment a été plus régulièrement travaillé, et qu'il est plus exempt, dans son intérieur, de ces stries qui, sur d'autres plaques, semblent être la cause première des couleurs qu'on y découvre quand elles sont traversées par des rayons polarisés. Quant aux anneaux réfléchis, on les aperçoit dans les mêmes circonstances que les anneaux transmis, avec cette différence cependant, dont il est facile de trouver la cause, qu'il û'est pas nécessaire que la lumière ait été polarisée avant de tomber sur le cristal.

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