COULEURS DES LAMES MINCES NON CRISTALLISEES

33. Htatorâque. — Les couleurs très- vives qui se montrent toutes les fois que la lumière est réfléchie ou transmise par un corps réduit en lame mince ont été sans aucun doute observées de tout temps. Ces couleurs apparaissent en effet dans des circonstances très^ variées, et dans un grand nombre de cas elles ne peuvent échapper même à l'examen le moins attentif. Boyle est cependant le premier auteur qui ait donné quelques détails sur les couleurs des lames minces ^^K Pour prouver que la couleur d'un corps ne dépend pas toujours de sa composition chimique et peut changer sans que la nature de ses principes constituants soit altérée, il cite les couleurs des bulles qu'on peut former avec l'eau de savon et avec les différentes essences^ en particulier avec celle de térébenthine; il ajoute que le verre, lorsqu'il est soufflé en bulles très-minces, peut offrir des phénomènes du même genre.

Hooke^^) étendit et varia les observations de Boyle : c'est à lui qu'on doit la découverte des anneaux colorés proprement dits. En regardant au microscope des lamelles minces de talc de Moscovie, il distingua des anneaux colorés entourant une tache centrale blanche, et remarqua que l'ordre des couleurs était le même que dans le premier arc-ên-ciel. Il reconnut aussi que, si l'on pressait la lame avec le doigt , les couleurs changeaient de place. Il parvint même à obtenir des lames d'une épaisseur assez uniforme pour ne présenter qu'une seule couleur, et vit les colorations disparaître lorsque l'épaisseur de la lame était trop grande, et aussi lorsque cette épaisseur devenait excessivement petite. Ayant pressé Tun contre l'autre deux objectifs de lunette, il aperçut des anneaux colorés autour du point de contact; ainsi c'est à Hooke qu'est due la première idée de l'appareil avec

(') Boyle'tWfn'hi publithrd by Shaw, I. II, p. 70. — Voyez niissi VHiêtoirode ^optique dj Priesiley, p. iTS.

^*î Mierographia , p. Û7.

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lequel Newton détermina les lois de ces phénomènes. Ilooke cite encore les couleurs que présente Facier trempé, les teintes de ia nacre, des plumes des oiseaux, des ailes des insectes, etc. Quant à la théorie par laquelle il cherche à expliquer la coloration des lames minces, nous en avons donné une idée dans Flntroduction (9); elle repose, comme on l'a vu, sur un principe entièrement faux.

Hooke s'était contenté de décrire les phénomènes sans prendre démesures; c'est à Newton qu'on doit la découverte des lois qui les régissent ^^\ et on peut dire que, sous le rapport expérimental, il a été peu ajouté à ses travaux classiques sur les anneaux colorés. En produisant les anneaux avec des lumières homogènes différentes, et en remarquant qu'ils se rétrécissent à mesure que la réfrangibilité augmente, il put rendre compte de la complexité que présente la succession des couleurs lorsqu'on opère avec la lumière blanche. Ayant constaté que les épaisseurs de la lame mince pour lesquelles cette lame réfléchit la même couleur sont entre elles comme la série des nombres impairs, il fut conduit à la théorie des accès, dont nous avons dit quelques mots plus haut (1 3); cette théorie, qui, avec quelques modifications, fut presque universellement adoptée, a été définitivement renversée le jour où Fresnel a montré que l'obscurité des anne<iux noirs vus par réflexion est due î\ une absence complète de lumière , et non pas seulement à un effet de contraste avec les anneaux brillants, et que, par conséquent, il est impossible d'admettre, comme le veut la théorie des accès, que les rayons réfléchis à la première surface de la lame subsistent toujours.

. Nous avons fait connaître également les explications qu'Euler, se laissant guider par de fausses analogies , essaya de donner du phér)omène des anneaux colorés dans l'hypothèse des ondulations (14); ces explications ne résistent pas à un examen approfondi , et c'est h Young (16) que revient l'honneur d'avoir le premier formulé une théorie satisfaisante des couleurs des lames minces, en s'appuyant sur le princi[»e des interférences. Cette théorie fut reprise et complétée en plusieurs points par Fresnel ^'-^^ qui tint compte, pour la prt?-

^*) OEnn-en eomplptet^, 1. 1 « p. 5 1, i 44 , flOfl , 68C, (i^7}, — Atm. (h rhiin. H th phy*., (!«), XXlîl, lai).

COULEURS DES LAMES MINCES. t27.

mière^ fois, des rayon& qui ont subi dans l'ihtërieur de In lame des réflexions mulliples. Une dernière difficulté, prm^enant de ce que lés mesures prises par Nevvion rie s'accordaient pas, pour le cas des grandes incidence^, avec la loi à laquelle conduit le principe des interférences, a été levée par les expériences de MM, de la Provostaye et P. Desains ^^\

Sa. neacription d«» anneaum chlorés. -^ La coloration des lames minces dépend essentiellement de leur épaisseur; il semble donc au premier abord qu'il y ait avantage, pour déterminer les lois suivant lesquelles varie cette coloration , ii employer des lames à faces parallèles. Mais, pour que les couleurs fussent visibles, il faudrait donner à ces lames une épaisseur extrêmement petite, égale au plus à quelques millièmes de millinièlrcy et on conçoit combien il estdiflicile dans ces conditions d'obtenir une épaisseur uniforme : aussi est-il préienible de se servir d'une lante dont rr|iaîsseur varie d'une façon régulière.

L'appareil le plus précis pour l'observation des anneaux vus par réflexion est celui que Newton a employé dans la plupart de ses expériences. Il se compose d'une lentille sphérique en verre dont la courbure est très-faible, et qui repose sur un plan horizontal également en verre; la lame mince est formée par la couche d'air comprise entre la lentille et le plan de verre, et présente* par conséquent une forme régulière.

En plaçant l'œil au-dessus de la lentille on aperçoit, lorsque le système est éclairé par de la lumière blanche, une série d'anneaux disposés régulièrement autour du point de cont^ict et sensiblement circulaires. Voici In description exacte de cas anneaux qui, dans les conditions que nous venons d'indiquer, sont vus par réflexion.

Autour du point de contact se trouve une tache noire qui s'élend jusqu'à une certaine distance et qui est bordée d'un anneau violet; puis vient un anneau blanc qui passe au rouge sur son bord extérieur, et qui est suivi d'un anneau noir; à cet anneau noir, qui est bordé extérieurement de bleu et de violet, succède un second

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anneau blanc très-étroit, suivi d'une série d'anneaux colorés où bientôt on ne distingue plus que deux couleurs, le rouge et le vert. On observe dans ces anneaux des maxima et des minima d'intensité assez sensibles; les maxima se présentent dans les points où la teinte passe du vert au rouge , et les minima dans les points où elle passe du rouge au vert.

Si l'on emploie la lumière homogène obtenue au moyen du prisme , on ne voit plus qu'une succession d'anneaux d'une seule couleur, alternativement brillants et obscurs, et les anneaux obscurs paraissent entièrement noirs; en faisant tomber successivement sur le système des verres les différentes couleurs du spetctre , on s'assure que les anneaux s'élargissent lorsqu'on passe du violet au rouge.

En déplaçant l'œil on peut observer les anneaux réfléchis sous différentes incidences : l'aspect général du phénomène reste le même quand l'incidence change; la largeur seule des anneaux varie. Lorsqu'on veut opérer sous une incidence rigoureusement normale , il faut s'arranger de façon à ne pas intercepter les rayons incidents. Il suffit pour cela d'interposer, entre la lentille et l'œil placé sur le prolongement du rayon de cette lentille qui passe par le point de contact , une lame de verre inclinée à AS degrés, et de faire arriver horizontalement les rayons sur cette lame, qui les renvoie sur la lentille dans une direction verticale. Newton n'a pas employé cet artifice ; il se cofitentait d'observer les anneaux sous une incidence de 3 à â degrés , ce qui n'offre pas grand inconvénient , car, dans le voisinage de l'incidence normale, les diamètres des anneaux varient très-lentement.

Pour voiries anneaux colorés par transmission, il faut modifier la disposition de l'appareil : le plan de verre est alors placé verticalement, et la lentille, au lieu de reposer simplement sur ce plan, est enchâssée dans une monture et peut être serrée contre le plan au moyen de vis de pression. Il faut avoir soin que les deux verres se touchent, sans quoi la tache centrale serait colorée. Les anneaux vus par transmission sont complémentaires de ceux qu'on voit par réflexion, et, par conséquent, présentent une tache centrale blanche; les anneaux transmis sont d'ailleurs beaucoup moins apparents que les anneaux réfléchis , ce qui tient à ce que les différences entre les