2-9-18. René Blondlot à H. Poincaré

Nancy, Février 1903

Mon Cher ami,

Au début de mes expériences sur la polarisation des rayons S, j’employais, afin d’obtenir des rayons intenses, de larges plaques de zinc, placées aussi près du tube que je pouvais le faire tout en préservant l’étincelle contre les rayons X par une lame de plomb. Par ce moyen, j’obtenais en effet des rayons S intenses; seulement, les rayons X tombant sur la plaque étaient loin d’être parallèles, & il en résultait une complication qui nuisait à la netteté des phénomènes jusqu’à les rendre ambigüs. Cela a été cause que je n’ai pas reconnu d’abord la véritable loi qui régit l’orientation des rayons S. Celle que je vous avait communiquée après mes premiers essais, le premier jour même et trop hâtivement, ne coïncide avec la vraie loi que dans des cas particuliers.

Depuis j’ai employé des plaques de zinc très petites : un carré ayant 5 centimètres de côté, & j’ai placé le tube plus loin, à 12 ou 15 centimètres. Les phénomènes sont alors devenus parfaitement nets, & l’étude d’un certain nombre de positions particulières, jointe à des considérations évidentes, m’a conduit à la règle suivante : soit un rayon X rencontrant en $A$ une plaque de zinc, et l’un quelconque des rayons S issu de $A$. Par $A$ menons dans le plan du rayon X et du rayon cathodique générateur (plan d’action du rayon X) la normale au rayon X : le plan de cette normale et du rayon S est le plan d’action du rayon S.

Cette règle se vérifie dans tous les cas que j’ai étudiés. Parmi eux, il en est un qui offre un intérêt spécial, c’est celui où le rayon S coïncide avec la normale menée au rayon X dans le plan d’action de ce rayon X : dans ce cas la règle ci-dessus ne donne plus un plan déterminé; l’expérience montre qu’en effet le rayon n’est pas polarisé. Son intensité n’est toutefois pas nulle, car l’interposition d’un verre diminue notablement l’étincelle : Cela pourrait tenir, ou bien à ce que les rayons X générateurs ne sont qu’incomplètement polarisés (ce que je pourrais contrôler)${}*$, ou bien à des rayons S déviables.

L’orientation de la plaque de zinc n’entre pour rien dans celle de la polarisation des rayons S : la règle ci-dessus en est indépendante, & j’ai vérifié surabondamment cette indépendance. Cela doit tenir à ce que les phénomènes auxquels sont dûs les radiations X & S sont d’une grande finesse et que pour eux, ce que nous appelons surface n’existe pas : la surface d’une pierre de taille est plane pour notre œil mais le ciron de La Fontaine s’y promène par monts & par vaux.

La règle ci-dessus indique, ce me semble, que la déviation des vibrations des rayons X se conserve le plus possible dans les rayons S.

Pas plus dans les rayons S que dans les rayons X l’étincelle n’indique de composante vibratoire longitudinale, même dans la cas où les rayons S ne présentent pas de polarisation, & où cependant leur intensité n’est pas nulle.

L’expérience que vous me suggérez donne un résultat négatif, ou du moins inappréciable; Sagnac l’avait déjà faite en employant la décharge d’un corps électrisé : il pensait atteindre par ce moyen la polarisation des rayons X. Il n’a rien vu dans ses expériences, qu’il estime exactes à $1/5$ près; “il est bien possible, m’écrit-il, que mon expérience doive réussir quand la précision augmente.” Peut-être le phénomène est-il masqué par les rayons déviables, qui compenseraient le défaut des autres.

Voici de nouveaux faits qui me semblent présenter un très grand intérêt.

Bien que l’absence de réfraction rendit le fait invraisemblable, j’ai eu l’audace d’essayer si une pile de micas de Reusch ferait tourner le plan de polarisation des rayons X; l’expérience, à mon grand étonnement réussit parfaitement : une pile de 7 micas $1/4$ d’onde, laquelle fait tourner le jaune moyen de 172 degrés, fait tourner le plan de polarisation des rayons X d’environ 25 ou 30 degrés, dans le même sens que celui de la lumière. (La rotation des rayons S est au contraire presque nulle.)

Partant de là, je me suis demandé si une lame unique de mica, orientée de façon que son axe optique fit avec le plan de polarisation des rayons X un angle de 45 degrés ne dépolariserait pas ces rayons : j’ai constaté que cette dépolarisation se produit de façon la plus frappante, tellement qu’on la croirait complète.

Voici l’expérience : le plan d’action des rayons X étant horizontal, on interpose un mica, d’abord de façon que son axe soit horizontal (ou vertical) : la polarisation demeure complète, car la petite étincelle est beaucoup plus brillante quand elle est horizontale et présente un minimum quand elle est verticale. Si alors on fait tourner le mica de façon que son axe fasse un angle de 45 degrés avec l’horizontale, l’éclat de l’étincelle demeure invariable quelle que soit son orientation.

L’expérience réussit avec un quartz parallèle à l’axe, avec un spath parallèle à l’axe. Elle réussit quelle que soit l’épaisseur de la lame : ceci s’explique, je crois, si l’on admet que le faisceau de rayons X est formé de radiations de longueurs d’ondes très courtes et variables d’une radiation à l’autre.

Cette polarisation par les milieux biréfringents implique l’existence de la double réfraction des rayons X, et même de leur dispersion. Seulement les indices peuvent être très voisins de l’unité.

J’attends impatiemment votre opinion sur tout cela. Tous ces faits sont aisément observables, à condition que l’étincelle soit bien règlée : il y a un règlage qui donne un maximum de sensibilité, & que l’on trouve sans grande difficulté par tâtonnement.

Le dernier article de Pender dans le philosophical Magazine me fait penser que Jonathan triomphera d’Israël, même en se servant de ses propres armes, je veux dire de sa propre méthode : le “close agreement between the observed and calculated effect” me parait décisif.

Croyez à mes sentiments bien affectueux et dévoués,

R. Blondlot

* Je viens de reconnaître que les rayons X sont entièrement polarisés, au moins au degré d’exactitude de mes expériences : lorsque, en effet, l’étincelle est normale au plan d’action des rayons X, l’action de ceux-ci est nulle.

ALS 8p. Collection particulière, Paris 75017.

Time-stamp: "23.02.2023 11:39"

Notes

• 1 Il s’agit, pour les rayons X, les rayons découverts par W. C. Röntgen en 1895, et pour les rayons S, les rayons X “secondaires” produits par l’impact des rayons X sur la matière et mis en évidence par Georges Sagnac dès 1898.
• 2 Le manuscrit porte un point d’interrogation en marge de main inconnue.
• 3 Jean de La Fontaine (1621–1695), auteur de “La Besace”, une fable dans laquelle “Dame fourmi trouva le ciron trop petit / Se croyant, pour elle, un colosse.”
• 4 Sagnac 1896.
• 5 Friedrich Eduard von Reusch (1812–1891) was Professor of physics in Tübingen. Poincaré reviewed his experiments on rotary polarisation of mica piles in his lectures of 1891–1892 at the Sorbonne; see Poincaré (1892, § 155).
• 6 La section principale de chaque lame fait un angle de 60° par rapport à la précédente et une lumière incidente polarisée rectilignement devient une vibration elliptique.
• 7 Les théories de la dispersion (variation de l’indice en fonction de la longueur d’onde) montrent que pour les rayons X l’indice est effectivement voisin de 1, mais plus petit que 1; si bien qu’un rayon X peut être dévié par un prisme mais dans le sens inverse de celui qui est prévu par les lois de la réfraction appliquée au rayon lumineux.
• 8 Blondlot cite un article de Harold Pender, à l’endroit où Pender commente les mesures présentées dans la Table II (Pender 1901, 41): “Surely no more conclusive refutation of M. Crémieu’s criticism could be desired than that contained in the above results. Such close agreement between the observed and calculated effect under such varying conditions cannot be ascribed to the effect of a conduction current caused by any leak in the insulation, for such a current would certainly, from its very nature, be independent of the speed.” Voir, à ce propos, la correspondance entre Poincaré et Victor Crémieu à propos de l’effet Rowland.