HISTORIQUE

On sait que les corps transparents soumis à l'influence du magnétisme exercent sur les rayons polarisés de diverses couleurs une action inégale, qui augmente à mesure que la longueur d'ondulation diminue. Les plans de polarisation des divers éléments d'un faisceau de lumière blanche primitivement polarisé se trouvent ainsi dispersés sur une étendue angulaire très-sensible, toutes les fois que la dévialion de l'un d'entre eux atteint quelques degrés; et, par conséquent,

O Les principaux résultais contenus dans cette quatrième partie ont été indiqués dans deux Notes insérées aux Comptes rendu» de» séance» de V Académie de» science* (séances du G avril et du 19 octobre i8G3) w . Les observations relatives à l'acide tartrique avaient été communiquées dès 1860 à l'Association britannique pour l'avancement des sciences, réunie à Oxford; le XXX e Rapport de celte Société en a publié un résumé très-sommaire.

'"' Voir pages ao5 el 309 de la présente édition.

à toute position de la section principale de l'analyseur qui n'approche pas trop d'être perpendiculaire à la direction moyenne de ces plans de polarisation correspond une coloration marquée de l'image extraordinaire, rapidement variable avec l'azimut. Le changement continu des teintes rappelle celui qui s'observe quand les rayons polarisés ont traversé une plaque de quartz perpendiculaire à l'axe ou une colonne d'essence de térébenthine: il y a, dans l'un et dans l'autre cas, une teinte sensible, qui présente les mêmes caractères spéciaux et qui peut servir aux mêmes usages. Ces analogies évidentes n'ont pas échappé aux nombreux observateurs qui depuis dix-sept ans ont répété l'expérience fondamentale de M. Faraday; mais les questions délicates qu'elles soulèvent naturellement ont été jusqu'ici à peine abordées.

Deux citations assez courtes feront connaître tout ce qui a été tenté sur ce sujet.

Dans un mémoire de M. Edmond Becquerel ayant pour titre : Expériences concernant l'action du magnétisme sur tous les corps, qui a été publié quelques mois après que la découverte de M. Faraday a été connue en France (I) , on rencontre le passage suivant :

« Quand on observe la rotation [magnétique] d'une substance et que l'on tourne le prisme oculaire, on observe successivement une série de couleurs qui sont dues à l'ensemble des rayons qui n'ont pas été éteints par cette position du prisme, et, après avoir passé le bleu, on arrive à une teinte violet-indigo que M. Biot a nommée teinte de passage. Cette teinte, par le mouvement du prisme oculaire à droite ou à gauche, passe au rouge ou au bleu, ce qui la rend facile à apercevoir; lorsqu'on l'a obtenue, et l'on ne se trompe pas d'un demi-degré sur sa valeur, on est sûr que l'angle dont on a tourné le prisme depuis sa position primitive correspond à la rotation de la teinte complémentaire ou du jaune moyen de la portion la plus lumineuse du spectre. Après avoir déterminé la rotation du verre pesant par suite de l'action du magnétisme , soit 1 6 degrés , on prépare, d'après la méthode indiquée par M. Biot, un tube d'eau sucrée qui ait la même rotation que celle de ce verre. Si l'on place

(I) Annale* de chimie et de physique, 3 e série, t. XVII, p. ft/ia. — J'ai ajouté entre crochets quelques mots utiles à l'intelligence de la citation que je donne.

ce tube entre l'oculaire et l'électro-aimant et que Ton fasse passer le courant successivement dans les deux sens, le verre est influencé; on n'observe aucun effet lorsque les rotations sont inverses, mais on a une rotation double quand elles agissent dans le même sens. Dans le premier cas, on ne* voit plus de couleur; dans le second, la rotation est de 3 a degrés.

«Ces résultats montrent donc que l'effet produit par l'action du magnétisme est une rotation du plan de polarisation, et que pour les différents rayons simples la loi est sensiblement la même que celle qui a été donnée par M. Biot pour le quartz, le sucre, etc. [la loi de la raison réciproque du carré des longueurs d'onde J. »

D'un autre côté, M. Wiedemann a publié, eu 1 85 1 , des expériences sur le pouvoir rotatoire magnétique du sulfure de carbone {lî qui ne sont guère favorables à la conclusion générale de M. Edmond Becquerel. Si l'on prend en effet pour unité la rotation correspondante au rayon défini par la raie E de Frauenhofer, les rotations correspondantes aux rayons définis par les autres raies principales du spectre se trouvent représentées, suivant ces expériences, par les nombres suivants^ :

La loi de la raison réciproque des carrés des longueurs d'ondè aurait donné un tout autre système de valeurs, savoir :

(,) Poggendm-JT'i Annalen, t. LXXXU, p. ai 5, et Annales de chimie et de physique, 3* série , t. XXXIV, p. 121.

(1) Dans l'extrait du mémoire de M. Wiedemann que j'ai inséré au tome XXXIV de la 3° série de ces Annales, on ne trouvera pas les nombres qui m'ont servi à calculer ce tableau et qui sont ceux que donne l'auteur pour exprimer le résultat moyen de l'ensemble de ses observations. Par suite d'une inadvertance que j'ai peine à m'expliquer, je me suis borné à reproduire, à la page 1 2 3, le tableau des données immédiates de quelques expériences, et je n'ai même pas indique exactement la signification des nombres inscrits dans ce tableau. La deuxième et la troisième colonne devraient porter en tête, au lieu des lettres C et D, les lettres D et K. La première, la quatrième et la cinquième colonne sont seules exactement désignées.

Si la loi du phénomène eût été exactement pareille à la loi des rotations produites par une colonne d'eau sucrée, M. Wiedemann aurait dû obtenir la série de valeurs

qui se. déduit des observations publiées par M. Arndtsen, dans le tome LIV de ces Annales.

La dispersion des plans de polarisation ne parait pas, d'après ces données, suivre à beaucoup près la même loi dans le sulfure de carbone et dans le verre pesant. Il n'y a d'ailleurs aucune raison pour attribuer à l'une des lois plus de généralité qu'à l'autre, ou plutôt il y a des motifs sérieux de douter de l'exactitude des deux séries d'expériences dont on vient de rappeler les résultats; car on peut estimer, d'une part, que M. Wiedemann a toujours mesuré des rotations beaucoup trop petites, et, d'autre part, que M. Edmond Becquerel ne s'est pas placé dans les conditions les plus propres à manifester la loi vraie des phénomènes.

M. Wiedemann ne paraît pas avoir observé de rotations supérieures à i°,5 pour la raie D, à 9°,2 pour la raie E, à a°,5 pour la raie F, et, chacun des nombres qu'il rapporte étant déduit de deux lectures qui ne sont individuellement certaines qu'à ~ ou \ de degré près, on voit de quelles erreurs relatives ils peuvent être affectés. M. Edmond Becquerel, en opposant l'une à l'autre les actions d'un fragment de verre pesant et d'une colonne d'eau sucrée qui imprimaient des rotations égales et contraires aux plans de polarisation des rayons moyens du spectre, a évidemment réduit à la moindre valeur possible la différence moyenne des deux rotations relatives à une couleur quelconque. Quand bien même les lois des deux ordres de phénomènes auraient été totalement différentes, l'image extraordinaire observée par M. Becquerel, entièrement privée des rayons jaunes moyens, c'est-à-dire des rayons les plus intenses du spectre, n'aurait contenu que les rayons les plus faibles, réduits eux-mêmes à une très-petite fraction de leur intensité primitive; et comme cette intensité n'était pas celle de la lumière solaire directe, mais celle de la lumière

des nuées, l'effet sensible n'aurait pu se distinguer de l'obscurité absolue (l) .

J'ai donc pensé qu'il importait d'étudier la question à nouveau, en s'attachant à varier la nature des corps soumis à l'expérience et surtout à augmenter la grandeur des phénomènes observés relativement aux erreurs inévitables des mesures. Deux raisons m'ont particulièrement encouragé à entreprendre cette recherche. D'abord, des considérations qui seront développées plus loin m'indiquaient que si la dispersion des plans de polarisation était soumise à quelque loi simple et générale, il serait possible d'en déduire la forme que prennent les équations différentielles du mouvement de l'éther, lorsque le corps où il est contenu est influencé par les forces magnétiques ; j'espérais ainsi faire avec sûreté un premier pas dans la voie qui peut mener à découvrir la théorie des phénomènes. En outre, il ne me semblait pas moins intéressant de contrôler par des épreuves décisives une loi énoncée par M. Wiedemann dans le mémoire cité plus haut, et de savoir s'il était vrai en général que le pouvoir rotatoire propre d'une substance active et son pouvoir rotatoire magné-

(l) Qu'on suppose, par exemple, que la rotation produite par le verre pesapt soit réciproque à la simple longueur d'ondulation; la rotation produite par l'eau sucrée étant sensiblement réciproque au carré de cette longueur, ces deux corps auront, dans l'expérience de M. Edmond Becquerel, imprimé les déviations suivantes aux plans de polarisation des rayons de diverses couleurs (a) :

Rouge. Orangé. Jauue. Vert. Bleu. Indigo. Violet.

Verre pesant i&%a i5',i i6°,o 17°,* i8°,6 ig*,6 ao°,8

Eau sucrée iq°,6 i/i ,3 i6°,o t8°,5 ai°,5 a4°,i a6%5

Les deux actions s 1 exerrant à la fois et en sens contraire, les divers plans de polarisation auront été distribués dans les azimuts suivants :

Rouge. Orangé. Jaune. Vert. Bleu. Indigo. Violet.

— 1°,6 — o°,8 o",o +i"\3 +aVj +4°,5 +5%7

La section principale de l'analyseur étant placée dans l'azimut zéro, on aura eu dans l'image extraordinaire les fractions suivantes des intensités originaires des divers éléments de la lumière blanche :

Rouge.

Orangé.

Jaune.

Vert.

Bleu.

Indigo.

Violet.

et, l'ensemble de ces fractions ne produisant sur l'œil qu'un effet insensible, on n'aura pas été averti de l'énorme différence existant entre les deux lois.

<*) J'ui calculé c»*s décalions un allriliuiiul aux longueurs d'ondululioii des diverses couleur? uio}«'iiii» l<" valeurs qui se déduisent de» expériences de Newton sur l** anneau* chlorés.

tique fussent pour les diverses couleurs proportionnels l'un à l'autre; on sait que les expériences de M. Wiedeniann paraissent établir cette proportionnalité dans le cas particulier de l'essence de térébenthine.