QUINCKE. — Ueber das Verhalten des polarisirten Lichtes bei der Beugung (Effets de la diffraction sur la lumière polarisée); Annales de Poggendorff, t. CXLIX, p. 273

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Submitted on 1 Jan 1874

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QUINCKE. - Ueber das Verhalten des polarisirten Lichtes bei der Beugung (Effets de la diffraction sur la lumière polarisée); Annales de Poggendorff, t. CXLIX,

p. 273

E. Bouty

To cite this version:

E. Bouty. QUINCKE. - Ueber das Verhalten des polarisirten Lichtes bei der Beugung (Effets de la diffraction sur la lumière polarisée); Annales de Poggendorff, t. CXLIX, p. 273. J. Phys. Theor.

Appl., 1874, 3 (1), pp.33-37. �10.1051/jphystap:01874003003301�. �jpa-00236989�

33

gereux à manier,

^on

plonge

^{le tube c dans le}

liquide, puis

^{on souffle}

par le tube ouvert d. La boule de verre ferme l’orifice inférieur du Fig. 1.

tube _c; le

liquide

^{monte dans le}

siphon qui

^{se trouve bientôt}

amorce .

E. GRIPON.

QUINCKE. 2014 ^Ueber das Verhalten des polarisirten Lichtes bei der Beugung (Effets

de la diffraction sur la lumière polarisée); ^{Annales de} Poggendorff, ^{t. CXLIX,} p. 273.

Stokes a

étudié,

^le

premier,

^l’action que les ^{réseaux exercent sur} la lumière

polarisée.

^Il

espérait

^{tirer de ses}

expériences

^{des conclu-}

sions relatives à la direction des vibrations lumineuses _par rapport

au

plan

^de

polarisation.

Considérons en effet une

portion

^infiniment

petite

^{d’une onde}

polarisée,

^{limitée par une ouverture étroite}

percée

dans un écran opaque. ^Cette

portion

d’onde envoie de la lumière dans tous les _sens, et,

puisque

^les vibrations lumineuses sont per-

pendiculaires

^au rayon, les vibrations sur les divers rayons ^ditlractés

ne sont pas

parallèles

^{entre elles. Le}

plan

^de

polarisation

^{de la lu-}

mière

diffractée,

^{dans un azimut}

quelconque,

^diilércra

^donc,

^en

gé- néral,

^du

plan

^de

polarisation

^{de la lumière incident.}

Stokcs suppose

(1)

que l’éther ^{a une} constitution

telle, qu’il

^ne

peut transmettre de vibrations

longitudinales,

^{et démontre} que, par la

diffraction, la

^{vibration se}

rapproclie

^du

plan qui

contient le ravon incident et le rayon ^dinracté

( pl an

^de

diilraction). D’après

^{cela le}

(1) ^Voir VERDET, Polarisation par diffraction (Optique, ^t. Il).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01874003003301

34

plan

^de

polarisation

des rayons diffractés s’écartera ^ou se

rapprochera

du

plan

^de

diffraction,

^suivant que, dans ^la lumière

polarisée,

^les

vibrations seront

perpendiculaires

^ou

parallèles

^au

plan

^de

polarisa-

tion. Les

expériences

^de

Stokes,

^{faites sur des réseaux au}

diamant,

n’ont pas donné ^de résultats

parfaitement concluants,

^{mais semblent}

établir que les vibrations lumineuses sont

perpendiculaires

^au

plan

^de

polarisation,

^ainsi

qu’on

^l’admet

depuis

^{les travaux de}

Fresnel.

Holtzmann, opérant

^{avec des réseaux au noir de}

fumée,

^obtint

des résultats diamétralement

opposés

^{à ceux} de Stokes.

Depuis,

divers

expérimentateurs

^{ont trouvé des résultats}

conformes,

^{soit à}

ceux de

Stokes,

^{soit à ceux} de Holtzmann.

Eisenlohr,

^{traitant la}

question théoriquement,

^dans

l’hypothèse

que les vibrations

longi-

tudinales sont transmises

par l’éther,

^mais

rapidement

absorbées par des milieux

pondérables,

^{a donné une} formule nouvelle pour le ^cas oû l’on _suppose les vibrations

perpendiculaires

^au

plan

^de

polari-

sation. Cette formule concorde avec les résultats des

expériences

^de

Iloltzmanii mieux

qu’aucune

des deux formules données par Stokes pour le ^{cas de} vibrations

perpendiculaires

^ou

parallèles

^au

plan

^de

polarisation.

Tel était l’état de la

question quand

^NI.

Quincke

^a

entrepris

^ses

travaux sur la diffraction. Dans un

Nlémoire, auquel

^{fait suite celui}

que ^nous

analysons aujourd’hui (1),

l’auteur introduit dans l’étude des réseaux un élément de

complexité, négligé

^{à tort}

jusqu’ici.

^On

considère,

^en

effet,

^{les réseaux colnme} formés de fentes

étroites,

^de

même

largeur

^et

équidistantes, séparées

par ^des intervalles opaques.

Or est-il

permis

^de grouper, ^{sous cette} définition

unique,

^{des ré-}

seaux aussi différents que ^ceux que l’on ^{obtient : 10 en tendant} verticalement un

grand

^nombre de fils opaques

équidistants (Draht- gitter);

^{20 en} recouvrant de noir de fumée l’une des faces d’une

glace

^{de verre et enlevant}

régulièrement

^l’enduit opaque ^{avec une}

pointe

traçante

(Russgitter);

^{3° en traçant au diamant} des sillons

équidistants

^{sur une lame de verre}

(Furchengitter)?

^M.

Quincke

a vérifié cjuc l’intensité des

iinages

^fournies par les réseaux dans la lumière ordinaire

dépctld

essentiellemcnt de la nature des ré-

seaux, et, puur ^{une même}

espèce,

^{les réseaux sillonnés} par

exemple,

(1) Poggendorff’s ^{Annalen, t.} CXLYI, p. 65; ^et Philosophical Magazine (mai 18ï3).

35 de la

profondeur

^des

^sillons,

^de la matière

(air

^ou

eau) qui

^{les rem-}

plit: enfin,

^{de toutes les}

circonstances,

^{même les}

plus insignifiantes

en apparence,

qui

modifient la nature de la surface où la diffraction

se

produit.

La

complication

^{des résultats} fournis par la diffraction de la lu- mière naturelle se retrouve dans la diffraction de la lumière

pola- risée ;

^{l’effet obtenu}

dépend

de conditions si

multiples

que l’on doit

renoncer à

l’espoir

^{de rien}

apprendre

^{à l’aide des}

réseaux,

^relative-

ment à la direction des vibrations dans la lumière

polarisée.

Dans une

première

^{série de}

recherches,

^l’auteur

dispose

^{le réseau}

qu’il étudie,

^{avec ses}

ouvertures verticales,

^u

plusieurs

^{mètres de}

distance d’une flamme de sodium très-brillante. L’oeil

placé

^derrière

le réseau

aperçoit

^{une série}

d’images rangées

^{sur une même}

ligne horizontale,

^dont l’intensité varie avec la formc des ouvertures du réseau et avec

l’angle

^de diffraction. Si l’on

interpose

^{alors entre}

l’oeil et le réseau un

prisme biréfringent achromatique

^{dont la sec-}

tion

principale

^est

verticale, chaque image

^se

dédouhle,

^{et l’on}

voit,

par

conséquent,

^deux

rangées d’i mages ;

^la

rangée supérieure

^{est for-}

mée

d’images

extraordinaires dont la lumière est

polarisée parallèle-

ment au

plan principal

^de

difli-’action;

^la

rangée

inférieure

d’images

ordinaires

polarisées perpendiculairement

^{au même}

plan.

^Les

images

de même ordrc

superposées

^{sont, en}

général, également

brillantes;

mais on

aperçoit

des diucrences pour ^les

images

^les

plus pàlcs,

^et

alors c’est tantôt

l’image ordinaire,

^tantôt

l’Image

extraordinaire

qui l’emporte.

^{Il suffit même de}

déplacer

^{le réseau} que ^l’on

cmploie

pa- rallèlement à lui-même _pour que les apparences

changent con1plé-

tement. On obtient des résultats

analogues

^{si le}

prisme biréfringent

est

placé

^{entre le réseau et la source}

lumineuse,

^{ou encore si l’on}

observe non

plus

la lumière

transmise,

^mais la lumière réfléchie par le réseau.

Ainsi,

^suivant

l’angle

^de

diffraction

^la

fornze

^des

ouvertures et l’étal de la

surface

^{dit réseau, tantôt} la lumière _po- larisée

perpendiculairement,

^{tantôt la lumière}

polarisée parallè-

felllent ait

plan principal

^de

diffraction, possède

^la

plus grande

intensité.

Pour

analyser

^de

plus près

^{l’eflèt de la}

diffraction,

^{on a}

opéré

^de

la manière suivante : ^un faisceau liorizontal _{de rayons} solaires fourni par ^un héliostat est reçu par ^un collimateur it fente

verticale,

^et

tombe sur un Nicol dont la section

principale

^est iiicliiiée 45 ^de-

grés

par rapport ^au

plan principal

de diflraction. La lmnière

pola-

risée traverse ensuite le réseau

placé

normalement ou

obliquement

aux rayons ^{incidents avec ses} ouvertures

verticales,

^{et enfin arrive}

à ^un Nicol

analyseur,

^{dont la section}

principale, perpendiculaire

à celle du Nicol

polariseur,

^{est par}

conséquent

^à

45 degrés

^du

plan principal

^de diffraction du côté

opposé :

^{on observe à} l’aide d’une lunette

achromatique.

Dans ces

conditions,

^le

champ

^serait entièrement noir s’il

n’y

^avait

pas ^de

réseau;

^mais

l’interposition

^{d’un réseau}

quelconque

^{entre les}

deux Nicols fait immédiatement

apparaître

^une

rangée

horizontale

d’images

faiblement éclairées. Si l’on fait ^tourner le Nicol

analyseur

d’une

petite quantité,

^{on peut}

parfois

éteindre l’une ou l’autre des

images,

^{mais non toutes à la fois. Il arrive même le}

plus

^souvent

que l’on ^ne peut ^{trouver une}

position

^{du second Nicol}

capable

d’éteindre une

image déterminée ;

la lumière

correspondante

^est

alors

polarisée elliptiquement,

^{et l’on} peut

produire

l’extinction en

interposant

^{un mica d’un} quart

d’onde,

^à moins que la lumière dif-

fuse, mélange

^de rayons diversement colorés ^{et de}

polarisation ellip- tique ^diverse,

^{ne soit} trop abondante ^{dans le}

champ.

L’image centrale,

pour ^divers

azimuts j3

^{du Nicol}

analyseur comptés,

^à

partir

^du

plan

^{vertical et} voisins de

45 degrés, paraît

^co-

loréc,

^et la couleur

dépend

^{du réseau} que l’on

emploie.

^{Si l’on inter-}

pose ^entrc l’oeil et

l’analyseur

^un

petit appareil spectral,

^{on obtient}

un spectre ^de

l’image

^centrale traversé par ^une bande noire.

Quand

on fait tourner

l’analyseur,

par

exemple,

^{dans le sens} des azimuts

B croissants,

^{cette bande se}

déplace

du rouge ^vers le bleu avec cer-

tains

réseaux,

^{du bleu vers le} rouge ^avec d’autres réseaux de même

espèce.

^Or la valeur de

l’azimut j3

^{est d’autant}

plus grande

que le rapport ^de

l’amplitude

^{de la}

lumière, polarisée perpendiculairement

au

plan principal

^de

diffraction,

^à

l’amplitude

^{de la}

lumière, pola-

risée

parallèlement

^{à ce}

plan,

^{est lui-même}

plus grand. Ainsi,

pour

une série de i-éçeaiix, la lumière transrnise

correspondant

^à

l’ilnage

centrale et

polarisée parallèlement

^ait

plan principal

^de

diffilac-

tium domine dans la

partie

rouge dit spectre, ^tandis que la lumière

polarisée perpendiculairement

domine dans la

partie

^{bleue; l’in-}

verse a lieu _pour utte autre série de réseaux.

Les mè mes recherches ont été étendues aux

images

^d’ordre

quel-

conque ^{et ont} fourni des lois

expérimentales particulières,

^suivant

37 la nature des réseaux

enlployés;

^{mais on a}

obtenu,

^{avec les réseaux}

de fils opaques ^{et les réseaux} sillonnés

(Drahtgitter

^{et Furclzen-}

gitter),

^{ce résultat}

remarquable

que,

quand l’angle

^de diffraction

correspondant

^à

l’image

^observée augmente, l’azimut

j3,

pour ^une même

couleur,

^ne varie pas

toujours

^{dans le} même sens, ^comme cela résulterait des théorïes de

Stokes,

^{de Holtzmann ou d’Einsen-}

lohr,

^{mais croit et décroît}

périodiquement

^d’une

façon différente,

avec un mème réseau pour les ^diverses

couleurs,

^{et avec des réseaux}

différentes suivant l’état de la surface et le milicu dans

lequel

^s’ef-

fectue la diffraction. La différence de marche des rayons

polarisés parallèlement

^et

perpendiculairement

^au

plan

de diffraction. d’où résulte la

polarisation elliptique

^de la lumière des

images,

^est

aussi soumise aux mêmes alternatives de croissance et de décrois-

sance.

La conclusion à tirer des intéressantes recherches de M.

Quincke,

c’est que la théorie

complète

des réseaux est encore a

faire,

^mème

après

^{les nouveaux}

développements

que l’auteur a donnés à l’an- cienne théorie.

Quant

^à la direction dcs vibrations dans la lumière

polarisée,

^on doit chercher ailleurs la solution du

problème,

^ainsi

que l’a fait M. Fizeau dans ses belles recherches sur le

déplacement

des

franges

d’interférence par le mouvement des milieux

pondé-

rables traversés par les faisceaux interférents..

E. BOUTY.

TOEPLER. 2014 Ueber einige Anwendungen ^der Luftreibung bei Messinstrumenten (Emploi ^de la résistance de l’air dans les instruments de mesure); W ^{iener Aca-} demischer Anzeiger, I873.

Pour éteindre les oscillations de

l’aiguille

^d’un

galvanomètre,

on

attache,

au-dessous de cette

aiguille,

^en dcllors du cadre, une

lame nunce d’aluminium de forme

circulaire

de direction ^{III B} verticale. x .11(,.

Le fil

qui

^la supporte passe dans le couvercle d’une

petite

^{boite mé-}

tallique

d’un diamètre et d’une hauteur un peu

plus grands

que le diamètre de la lame. Deux lames verticales formant des dcmi-cloi-

sons sont

disposées

^{dans un}

plan perpendiculaire

^au

plan

^de repos de la lame.

Lorsque

^{celle-ci est entraînée} par les oseillations de