Маріо Льоцці
Раніше говорилося про відкрите Гюйгенсом явище, пояснення якого, як він щиро сам заявив, він дати не зміг. Промінь світла, що пройшов крізь кристал ісландського шпату, набуває якесь особливе властивість, завдяки якому він, потрапляючи на другий кристал ісландського шпату з головним перетином, паралельним перше, вже відчуває не подвійне променезаломлення, а звичайне. Якщо ж цей другий кристал шпату повернути, то знову виникне подвійне променезаломлення, але інтенсивність обох заломлених променів буде залежати від кута повороту.
У перші роки XIX століття дослідженням цього явища зайнявся французький військовий інженер Етьєнн Малюс (1775-1812), який в 1808 р. виявив, що світло, відбите від води під кутом 52 ° 45 ', володіє тією ж властивістю, що і світло, що пройшло через кристал ісландського шпату, причому поверхня, що відбиває як би є головним перерізом кристала.
Це явище спостерігалося і при відбитті від будь-якого іншого речовини, але необхідний кут падіння змінювався в залежності від показника заломлення речовини. У разі відображення від металевої поверхні картина складав більше складною.
У наступній роботі, написаній в тому ж році, Малюс, експериментуючи з поляріскопом, описуваних до цих пір в підручниках фізики під назвою "поляріскопа Біо" і складається з двох дзеркал, розташованих під кутом, приходить до формулювання відомого закону, що носить його ім'я.
Якраз в той час, коли Малюс проводив свої дослідження, Паризька Академія наук оголосила конкурс (1808 р.) на кращу математичну теорію подвійного променезаломлення, підтверджувану досвідом. Малюс взяв участь у цьому конкурсі і отримав премію за свій має історичне значення працю "Theorie de la double refraction de la lumiere dans les substances cristalisees" ("Теорія подвійного променезаломлення світла в кристалічних речовинах"), опублікований в 1810 р. У ньому Малюс описує своє відкриття і знайдений ним закон, для його пояснення він приймає точку зору Ньютона "не як незаперечною істини", а лише як гіпотезу, що дозволяє розрахувати явище. Оголосивши себе, таким чином, прихильником нової теорії світла, Малюс намагається знайти пояснення в полярності світлових корпускул, про яку побіжно згадує Ньютон в 26 питанні. У природному світлі, як він тепер називається, корпускули світла орієнтовані по всіх напрямках, при проходженні ж двоякопреломляющих кристала або при відображенні вони орієнтуються певним чином. Світло, в якому корпускули мають певну орієнтацію, Малюс назвав поляризованим; це слово і його похідні залишилися у фізиці і до наших днів.
Дослідження поляризації світла, розпочаті Малюсом, продовжили у Франції Біо і Араго, а в Англії Брюстер, який свого часу був більше відомий завдяки винайденому їм калейдоскопу (1817 р.), ніж важливих відкриттів в галузі Крісталлооптіка. У 1811 р. Малюс, Біо і Брюстер незалежно відкрили, що відбитий промінь також частково поляризоване.
У 1815 р. Девід Брюстер (1781-1868) доповнив ці дослідження відкриттям закону, що носить його ім'я: відбитий промінь повністю поляризований (а відповідний переломлений промінь має максимальну поляризацію), коли відбитий і заломлений промені перпендикулярні один одному.
Домінік Франсуа Араго (1786-1853) встановив поляризацію світла місячного серпа, комет, веселки, ще раз підтвердивши тим самим, що все це відбитий сонячне світло. Поляризованим є також світло, що випускається під косими кутами розпеченими рідкими і твердими тілами, що доводить, що це світло виходить з внутрішніх шарів речовини і заломлюється, виходячи назовні. Але найбільш важливим і найбільш відомим відкриттям Араго є виявлена ним у 1811 р. хроматична поляризація. Помістивши на шляху поляризованого променя платівку з гірського кришталю товщиною 6 мм і спостерігаючи пройшов крізь неї промінь через кристал шпату, Араго отримав два зображення, пофарбованих у додаткові кольори. Забарвлення обох зображень при повороті платівки не змінювалася, але змінювалася при повороті кристала шпату, причому обидва кольори весь час залишалися додатковими. Так, якщо одне із зображень було спочатку червоним при певному положенні кристала шпату, то при його повороті воно ставало послідовно помаранчевим, жовтим, зеленим і т. д. Біо повторив цей досвід в 1812 р. і показав, що кут повороту кристала шпату, необхідний для отримання певного кольору зображення, пропорційний товщині пластинки. Крім того, у 1815 р. Біо виявив явище кругової поляризації та наявність правовращающих і левовращающіе речовин.
У тому ж році Біо встановив, що турмалін має подвійне променезаломлення і властивістю поглинати звичайний промінь і пропускати лише незвичайний. На цьому явищі були засновані сконструйовані Гершелем в 1820 р. відомі "турмаліновим щипці" - найпростіший поляризаційний прилад, що залишився незмінним до наших днів. Найбільшою незручністю цього приладу було фарбування променя. Цього недоліку позбавлена призма, запропонована в 1820 р. англійським фізиком Вільямом Ніколем (1768-1851). Призма Ніколя також пропускає тільки незвичайний промінь. Комбінація двох таких "Миколая", як тепер називаються ці двоякопреломляющих призми, в один прилад, що має і зараз найширше застосування, була здійснена самим Ніколем в 1839 р.
Таким чином, основні явища поляризації світла, що представляють собою великий і цікавий розділ фізики, що включається тепер у всі підручники, були відкриті французькими фізиками за сім років, з 1808 по 1815 р. І оскільки відкриття настільки цікавих явищ відбувалося під прапором нової теорії, здавалося, що вона отримує в цих явищах ще одне підтвердження.