COMPTES RENDUS DE L'ACADÉMIE DES SCIENCES, TOME LX1, PAGE C
J'ai l'honneur de communiquer à l'Académie les résultats d'une série d'expériences sur la relation qui existe entre la rotation magnétique du plan de polarisation d'un rayon de lumière homogène et sa longueur d'onde. Une expérience de M. Edmond Becquerel, consistant à compenser l'action d'un fragment de verre pesant placé entre les branches de l'électro-aimant par l'action d'une colonne d'eau sucrée, paraissait indiquer que, pour cette substance au moins, la loi des rotations différait peu de la loi de la raison réciproque du carré des longueurs d'ondulation. Des recherches plus récentes de M. Wiedemann conduisaient, au contraire, a admettre : i° que la loi ne s'appliquait pas au sulfure de carbone et manquait par conséquent de généralité; â° mais que, lorsqu'on soumettait à l'influence magnétique une substance active, telle que l'essence de citron ou l'essence de térébenthine, il y avait, pour chaque couleur, proportionnalité entre la rotation magnétique du plan de polarisation et la rotation due à l'action propre de la substance.
Je me suis servi , dans mes expériences , de la méthode générale
de MM. Fizeau et Foucault, qui consiste, comme on sait, à recevoir sur un prisme la lumière primitivement polarisée et transmise par le corps transparent, et à étudier l'état de polarisation des diverses parties du spectre. Aux rayons dont le plan de polarisation est parallèle à la section principale du prisme de INicol analyseur correspond une bande noire, dont on amène successivement le milieu à coïncider avec les raies pour lesquelles la longueur d'ondulation est connue par les expériences dé Fraunhofer; le déplacement qu'il faut donner à l'analyseur pour rétablir la coïncidence avec une raie donnée, lorsqu'on change la direction du courant, est précisément le double de la rotation due à l'action des forces magnétiques.
Le tableau suivant contient les valeurs relatives des rotations correspondantes aux cinq raies C , D, E, F, G (I) , pour les substances que j'ai étudiées, la rotation correspondante à la raie E étant prise pour unité :
Eau distillée o,63 0,79 1,00 1,9.0 1,55
Dissolution de chlorure de calcium. . 0,61 0,80 1,00 1,19 t ,54
Dissolution de chlorure de zinc. . . . 0.61 0,78 1,00 1,19 1,61
Dissolution de protochlorure d'élain . // 0,78 1,00 1,20 1,59
Essence d'amandes amères 0,61 0,78 1,00 1,21 u
Essence d'anis o,58 0,75 1,00 1 ,a5 &
Sulfure de carbone 0,60 0,77 1,00 1,22 1 ,65
Créosote (du commerce) o,b'o 0,76 1,00 i,s3 1,69
Essence de Laurus casai a (essence de
cannelle de Chine) o,5g 0,74 1,00 i,<*3 «
La loi exacte de la raison réciproque du carré des longueurs* d'onde aurait exigé la série de rotations
qui ne diffère beaucoup d'aucune des séries du tableau précédent.
('< Pour les raies B et H toute observation est impossible, et je n'ai même obtenu de résultats un peu satisfaisants, pour les raies C et G, qu'en mettant au devant de Pœil des verres colorés qui éteignent la région moyenne et brillante du spectre, sans affaiblir sensiblement IVrlal de In portion voisine de ces raies.
Si Ton a égard à la nature des liquides qui s'écartent le plus de la loi (sulfure de carbone, essences, créosote), on résumera dans les trois propositions suivantes les résultats de mes expériences :
i° Les rotations magnétiques du plan de polarisation des rayons de diverses couleurs suivent approximativement la loi de la raison inverse du carré des longueurs d'onde.
a La loi exacte des phénomènes est toujours telle, que le produit de la rotation par le carré de la longueur d'onde aille en croissant de l'extrémité la moins réfrangible à l'extrémité la plus réfrangible du spectre.
3° Les substances pour lesquelles cet accroissement est le plus sensible sont aussi celles qui ont le plus grand pouvoir dispersif.
Une discussion mathématique qui ne peut trouver place dans cet extrait montre que ces lois ne permettent pas d'attribuer aux équations différentielles du mouvement d'un système d'ondes planes normales à Taxe des z, dans un milieu soumis à l'influence magnétique, la forme
dC- *°d:* ^ idz k ^ h ™ dt
W~^~d? + ^1^ + m TC
que M. Charles Neumann a déduite d'une hypothèse particulière sur la cause des phénomènes, et que M. Airy avait déjà proposée il y y a dix-sept ans, peu de mois après la publication des découvertes de M. Faraday. Au contraire, ces lois s'accordent également soit avec les équations
<Pn a «Pu , a A , d*Ç
IL— A a " i A av -l.
dt* '*<> dz* r *\dz h ^ dz*dl
que M. Maxwell a déduites d'une hypothèse entièrement différente de celle de M. Charles Neumann, soit avec les équations
= A «"SF + A .ÏÏF +
La précision des expériences ne permet pas d'ailleurs de faire un choix entre ces deux systèmes (1) .
Enfin des expériences sur les rotations magnétiques de l'acide tartrique dissous m'ont fait voir que la proportionnalité supposée par M. Wiedemann entre les rotations magnétiques et les rotations propres d'une substance active n'existe pas réellement. J'ai, en effet, obtenu pour les deux ordres de phénomènes les séries suivantes de résultats :
c DP G
Rotations magnétiques 0,79 1,00 i,5a 2, 01
Rotations naturelles œ85 1,00 1,01 0,89
La loi exacte du carré des longueurs d'onde aurait exigé
(,) Il est indifférent à ces conclusions qu'on admette avec Caucliy que les coefficients A , A,, A a ,. . . forment une série rapidement décroissante, ou, avec M. Christoffel, que les coefficients A et A I sont du même ordre de grandeur, tous les autres étant négligeables.
