restreints aux milieux où la vitesse de propagation de la lumière est la même dans toutes les directions. Il n'y a rien à y changer quand on suppose les ondes transversales, et, au prix de quelques modifications dans les calculs, ils s'appliquent d'eux-mêmes aux milieux birefringents. Toute cette partie de l'optique — où les phénomènes lumineux ont leurs correspondants en acoustique peut donc se construire aussi en recourant aux ondes périodiques transversales.

C'est par l'étude des ombres que Fresnel inaugure ses recherches. Il y déploie cette faculté précieuse, que peu d'observateurs ont possédée au mème degré, d'apercevoir, dans un minime détail, le germe des plus importantes théories. Elle lui fit d'abord retrouver le principe des interférences.

Young, nous l'avons dit, en avait fourni la démonstration expérimentale en superposant des rayons que la diffraction avait dévies. La critique n'avait point. manqué de souligner cette circonstance: avant de rien conclure, il eût fallu, disait-elle, éclaircir le mystère de la diffraction. Fresnel écarte les objections en imaginant de nouvelles expériences celle des deux miroirs entre autres où il établit que la diffraction n'est pour rien dans cette propriété d'interférer, puisqu'elle appartient aussi aux rayons non diffractés et qu'ils la gardent après avoir été réfléchis ou réfractés dans les circonstances les plus variées.

De la loi des interférences établie en un jour clair et par des expériences assurées, il tire toutes les conséquences. Le principe d'Huygens en reçoit une démonstration, sinon définitive, au moins basée sur les idées d'où sortira la preuve rigoureuse. La réflexion et la réfraction y trouvent une interprétation qui échappe aux difficultés attachées à la théorie d'Huygens. Du principe d'Huygens et de la loi des interférences,

il fait surgir une théorie de la diffraction à laquelle on n'a dù ni rien changer ni rien ajouter...

Tout cela, c'est encore l'optique de Young, assise sur des bases expérimentales larges, solides, mais dont la fé ondité est épuisée : les phénomènes de la polarisation ny ont point de place; nul effort ne saurait les y faire rentrer sans briser son cadre.

Nous avons dit que la découverte de la polarisation avait été saluée, par les partisans de l'émission, comme une victoire. Des phénomènes nouveaux qui se rattachent intimement à cette propriété de la lumière, vinrent bientôt exiger d'eux, pour maintenir leur position, le recours à des hypothèses de plus en plus arbitraires et de moins en moins satisfaisantes pour l'esprit. Il nous suffira de rappeler ici la plus importante de ces découvertes, celle de la polarisation chromatique.

En 1811, Arago avait reconnu que la lumière bleue du ciel était partiellement polarisée. Un jour, dit-il, « en examinant, par un temps serein, une lame assez mince de mica, à l'aide d'un prisme de spath d'Islande, je vis que les deux images qui se projetaient sur l'atmosphère n'étaient pas teintes des mêmes couleurs : l'une d'elles était jaune verdâtre, la seconde rouge pourpre, tandis que la partie où les deux images se confondaient était de la couleur naturelle du mica vu à l'œil nu. Je reconnus en même temps qu'un léger changement dans l'inclinaison de la lame, par rapport aux rayons qui la traversent, fait varier les couleurs des deux images, et que, si, en laissant cette inclinaison constante et le prisme dans la même position, on se contente de faire tourner la lame de mica dans son propre plan, on trouve quatre positions à angle droit où les deux images prismatiques sont de même éclat et parfaitement blanches. En laissant la lame immobile et faisant tourner le prisme, on voyait de

même chaque image acquérir successivement diverses couleurs et passer par le blanc après chaque quart de révolution.»

La lumière polarisée possède donc la propriété de se diviser en deux rayons teints de couleurs complémentaires, lorsque, après avoir traversé une lame birefringente, on la reçoit sur un spath d'Islande.

Biot étudie le détail de ces modifications et croit y découvrir les effets d'une oscillation périodique des axes de polarisation des molécules lumineuses, précédant le moment où ils se répartissent définitivement entre le plan de la section principale du cristal et le plan perpendiculaire. Pendant de longues années et avec une insistance digne d'une meilleure cause, il défendra cette conception arbitraire de la polarisation mobile, où les mouvements de balancement commencent et s'achèvent à point nommé, pour le besoin de la théorie, et sans qu'on puisse en donner la moindre raison, et il se plaira à y voir bien plus qu'une preuve de son ingéniosité: un nouveau triomphe pour le système de l'émission.

Young se refuse à souscrire à cette prétendue victoire. La lumière polarisée reste sans doute à ses yeux un mystère dans la théorie des ondes; mais elle lui suggère cette idée directrice des recherches à entreprendre pour élucider ce nouveau phénomène : il y a, entre l'épaisseur de la lame cristalline et les couleurs de la polarisation d'une part, l'épaisseur de la couche d'air et les couleurs des anneaux de Newton d'autre part, une analogie que les mesures rendent certaine et très intime. Si l'un de ces phénomènes celui des anneaux - est dû à l'interférence, n'est-il pas probable que l'autre en dépend également ?

Mais que d'appoints il manque à cette généralisation pour devenir une théorie s'adaptant à toutes les circonstances de l'observation d'Arago! Pourquoi, dans

ce mode particulier de l'interférence, les deux rayons doivent-ils être issus d'un même rayon préalablement polarisé, et non d'un rayon naturel ? Pourquoi les couleurs n'apparaissent-elles qu'à la faveur d'une seconde action polarisante, succédant au passage de la lumière à travers la lame birefringente? Pourquoi, quand cette seconde action polarisante est demandée à ła double réfraction, ces couleurs sont-elles complémentaires ?

Fresnel, à qui l'idée de Young s'était offerte, comprit que l'analogie ne pouvait tenir lieu de preuve. Manifestement, la polarisation modifiait profondément les lois de l'interférence. C'est par l'étude de ces modifications qu'il fallait aborder le problème.

Avec la collaboration d'Arago, il refait, en lumière polarisée, les expériences célèbres qu'il avait faites avec la lumière naturelle. Voici les conséquences qu'il en tire, et qui vont transformer la face de l'optique.

«1o Dans les mêmes circonstances où deux rayons de lumière (naturelle) paraissent mutuellement se détruire, deux rayons polarisés en sens contraires n'exercent l'un sur l'autre aucune action appréciable;

» 2o Les rayons polarisés dans un seul sens agissent l'un sur l'autre comme les rayons naturels en sorte que, dans ces deux espèces de lumière, les phénomènes d'interférence sont absolument les mêmes;

» 3o Deux rayons primitivement polarisés en sens contraires peuvent ensuite être ramenés à un même plan de polarisation, sans néanmoins acquérir par là la faculté de s'influencer;

» 4o Deux rayons polarisés en sens contraires et ramenés ensuite à des polarisations analogues, s'influencent comme les rayons naturels, s'ils proviennent d'un faisceau primitivement polarisé dans un seul

sens;

» 5o Dans les phénomènes d'interférence produits par les rayons qui ont éprouvé la double réfraction, la place des franges n'est pas déterminée uniquement par la différence des chemins et par celle des vitesses; et dans quelques circonstances il faut tenir compte, de plus, d'une différence égale à une demi-ondulation.» Ainsi, l'extinction mutuelle de deux rayons polarisés dans un seul sens et issus d'un même rayon préalablement polarisé, n'exige, comme celle de deux rayons naturels issus d'une même source, qu'une seule condition: une valeur particulière de la différence de marche, égale à un nombre impair de demi-longueurs d'onde, s'accompagne de l'opposition de signe des vitesses vibratoires. Au contraire, deux rayons polarisés en sens contraires, issus d'un même rayon, présentant cette différence de marche qui, dans. l'expérience précédente, amenait l'extinction, refusent absolument de s'entre-détruire. Il y a donc entre eux une opposition, indépendante des chemins parcourus, qui empêche leur destruction mutuelle. Quelle peut-elle être dans l'hypothèse des ondes? Ou encore : Qu'est-ce qu'un rayon polarisé dans cette hypothèse ? Que sont deux rayons polarisés en sens contraires ?

Fresnel comprit que ces questions resteraient à jamais sans réponse s'il on n'abandonnait les vibrations lumineuses longitudinales, pour leur substituer des vibrations transversales.

Les propriétés de ces deux genres de mouvements sont-elles donc si différentes que l'un puisse expliquer ce que l'autre ne peut atteindre?

Imaginons un grillage formé de barreaux verticaux, laissant entre eux des espaces vides longs et étroits. C'est un assemblage à propriétés dirigées qui, de très loin, rappelle le cristal: la transparence n'y est pas la même, à certains égards, verticalement et horizontalement. En effet, si je marche vers ce grillage en