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Il s’agit d’un monocristal de calcite, un minéral composé de carbonate de calcium contenant généralement des traces de nombreux autres métaux. La variété connue sous le nom « Spath d’Islande » est bien transparente et développe une biréfringence très visible.

Posé sur un papier portant un mot écrit, il en donne en effet deux images distinctes, l’une dite extraordinaire et l’autre ordinaire, ce qui suggère que les faisceaux lumineux s’y dédoublent d’où le nom de biréfringence. Au centre de l’attention des physiciens du XVIIe et XVIIIe siècles, ce dédoublement resta largement énigmatique pour Isaac Newton, partisan d’une élaboration corpusculaire de la lumière tandis que Christiaan Huygens en donna une représentation mathématique cohérente et ondulatoire sans toutefois parvenir à lui donner un sens physique.

Au XIXe siècle, on découvre le phénomène de polarisation des ondes transversales : la lumière est la propagation d’une oscillation dans l’espace et la direction dans laquelle se fait cette oscillation peut être sélectionnée par les plans d’orientation privilégiés de certains cristaux. Si on ajoute à cela que certains cristaux ont des propriétés optiques différentes dans des directions différentes – parce qu’ils ne sont pas chimiquement parfaitement symétriques -, il en résulte une vitesse de propagation de la lumière différente suivant sa direction de propagation. On remarque également que les intensités lumineuses des deux images, ordinaire et extraordinaire, ne sont pas identiques.

Aujourd’hui la sélection de la lumière suivant la polarisation connaît quantité d’applications pratiques et la fabrication de polariseurs synthétiques est devenue monnaie courante. La vogue encore récente du cinéma 3D est bien là pour nous le rappeler.

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