Bécouverte de la véritable théorie par Fresnel

— Fresnel, comme Young, avait recoinui à la fois ipiune analogie remarquable existait entre les lois des couleurs produites par l'interférence et les lois de la coloration des lames cristallisées dans la lumière polarisée, et que cette analogie n'était pas une explication suffisante du second de ces phénomènes. Mais il chercha innnédiatement la raison de cette insuffisance, en examinant si la polarisation de la hnnière ne modifiait pas profondément les lois ordinaires de l'interférence. JNous avons fait connaître (112) les lois des interférences des rayons polarisés telles qu'elles résultent des expériences de Fresnel et d'Arago; il nous reste à montrer comment ces lois peuvent servir à expliquer les principales particularités que ])résentent les phénomènes de la polarisation chromati(]ue. Le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire, au sortir de la lame cristallisée, sont polarisés à angle droit; ils ne peuvent donc interférer qu'après avoir été ramenés à un même plan de polarisation : de là la nécessité de les soumettre à l'action d'un analyseur ])Our faire apparaître les couleurs. De plus, deux rayons d'abord polarisés à angle droit et ensuite ramenés au même plan de polarisation ne peuvent interférer que s'ils proviennent d'un même rayon polarisé, ce qui ex|)lique pourquoi les couleurs ne se montrent pas lorsque la lumière (|ui tombe sur la lame cristallisée n'est pas polarisée. Enfin, la dernière des lois établies par Fresnel et Arago indique que, lorsque deux rayons provenant d'un même rayon ])olarisé sont d'abord polarisés à angle droit, puis ramenés au même plan de polarisation, il faut, pour établir les conditions d'interférence, considérer simplement la dilFérence des chemins parcourus, ou ajouter à cette difl'érence une demi-longueur d'ondulation, suivant que le plan de polarisation

définitif est parallèle ou perpendiculaire au plan primitif, ce qui permet de rendre compte de la complémentarité des deux images lorsque l'analyseur est biréfringent.

Fresnel ne se borna pas à ce ])remier aperçu : le principe des vibrations transversales, auquel le conduisit l'étude des interférences des rayons polarisés, le mit en état de calculer les efTets résultant de la superposition de deux rayons polarisés à angle droit et présentant l'un par rapport à l'autre une certaine difTérence de marche. H put ainsi expliquer non-seulement les phénomènes de coloration qui se produisent dans l'analyseur, mais encore les alternatives de polarisation et de dépolarisation observées par Biot, et montrer que ces alternatives proviennent dans tous les cas de la combmaison de deux rayons polarisés, l'un dans la section principale de la lame, l'autre dans un plan perpendiculaire, et n'indiquent nullement, connne le croyait Biot, une différence spécifique entre l'action des lames minces et celle des lames ('paisses sur la lumière polarisée. Les phénomènes qui se produisent lorsque la lumière polarisée subit une ou plusieurs réflexions totales, phénomènes tout à fait analogues à ceux qui résultent du passage de cette lumière dans une lame cristallisée, lui fournirent bientôt une confirmation éclatante de sa théorie, et l'amenèrent à considérer la forme des vibrations sur le rayon provenant de la superposition de deux rayons polarisés à angle droit : il reconnut ainsi l'existence de deux espèces de polarisations diiïérentes de la polarisation ordinaire et caractérisées par la forme circulaire ou elliptique des vibrations, conception qui s'applique aux phénomènes de la polarisation chromatique et permet d'en simplifier singulièrement la théorie'^'.

179. Expérience «les rhomboèdres croisés. — Pour faire voir que l'efTet produit par une lame cristallisée sur la lumière polarisée ne dépend (pie de la différence de marche que celte lame

"^ Les idées de Fresnel sur l'explicnlion des couleurs des lames cristallisées sont indiquées pour la première fois dans son Mémoire sur rinfluence réciproque des rayons polarisés ( Œuvres complètes , t. I , p. 1^7), qui date d'octobre 1816. Elles ont été développées ultérieurement dans la Note sur le calcid des teintes que la polarisation développe dans les lames cristallisées (Afin. île cititn. et de phy-i., (2), XVll , 102,1 ^7, 3 i 2 ; - Œuvres riiinpli'lrs . 1.1, p. Onç)).