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Dossier Science : A quoi servait la "pierre du soleil" en cristaux de calciteDossier Science : A quoi servait la "pierre du soleil" en cristaux de calcite

Un étrange artéfact : un petit cristal angulaire de 5 cm. mais sa géométrie caractéristique, un rhomboèdre, avec ses angles bien nets. A été retrouvé dans un navire britannique qui avait coulé près de l'île d'Aurigny en 1592 dans la Manche.

Les Vikings et autres navigateurs l'utilisaient avant l'introduction de la boussole magnétique.

C'est une pierre qui aurait servi d'aide à la navigation maritime en leur permettant de localiser la position du soleil par temps couvert.

Entre le VIIIe et le XIe siècle, les Vikings l'auraient utilisé pour s'orienter en exploitant la polarisation de la lumière du soleil.

Des textes médiévaux islandais font référence d'un objet appelé « pierre de soleil » (sólarsteinn). Ces mentions figurent notamment dans des inventaires d'églises ou de cloîtres datant des XIVe et XVe siècles.

Un texte daté du XIIIe siècle l'évoque avec quelques détails son utilisation.

C'est l'histoire de Rauðúlf et ses fils (Rauðúlfs þáttur).

Ou est évoqué son utilisation.

"Il raconte une visite du roi Olaf à Rauðúlf, un vieil homme qui affirme avoir le pouvoir d'interpréter les rêves, tandis que ses deux fils Sigurður et Dagur ont celui de localiser les astres et de percevoir d'un seul regard les caractères des hommes. Après une nuit passée dans la maison de Rauðúlf, le roi décide de mettre à l'épreuve les talents de ses hôtes."

"Le temps était couvert et neigeux, comme Sigurður l'avait prédit. Alors le roi convoqua Sigurður et Dagur. Il demanda à ses hommes de regarder autour d'eux, personne ne trouva la moindre recoin de ciel bleu. Puis il somma Sigurður de désigner le soleil, lequel donna une réponse ferme. Alors le roi envoya chercher la pierre de soleil et, la tenant au-dessus de lui, vit la lumière jaillir et ainsi pu vérifier directement que la prédiction de Sigurður était bonne."

Pourquoi la calcite ?

Elle dévie les rayons lumineux suivant leur polarisation, sans perdre de lumière.

Elle permet de retrouver la position du soleil derrière les nuages, même plusieurs heures après que celui-ci a disparu au-delà de l'horizon.

Un peu de physique :

La lumière du soleil est polarisée au contact de l'atmosphère : elle oscille selon un plan de polarisation. L'atteignant, l'axe optique du cristal la divise en deux flux verticaux.

L'un des flux reste vertical, l'autre devient oblique. En regardant par en dessous, on voit deux taches de lumière.

En faisant tourner le cristal sur son axe vertical, on éloigne ou on rapproche le plan de polarisation de la lumière et l'axe optique du cristal

Les deux taches de lumière varient alors en intensité.

Lorsque le plan de polarisation de la lumière est conjoint à l'axe optique du cristal (angle de 0°), le flux oblique disparaît et le flux vertical est à son maximum d'intensité.

À 45°, les deux flux sont d'intensité égale ; et à 90°, le flux oblique est à son maximum et le flux vertical disparaît.

À la première utilisation du cristal, on le calibre lors d'un jour ensoleillé en le plaçant de telle façon que les deux flux apparaissent d'intensité égale puis en traçant sur le cristal une ligne indiquant la direction du soleil à ce moment.

On peut voir les deux flux même par temps brumeux.

Il ne s'agit donc plus que de placer le cristal de telle façon que l'on voie les deux flux en intensité égale, puis de suivre la ligne de calibrage pour trouver la direction où se trouve le soleil.

Cette utilisation n'indique pas la hauteur du soleil, et qu'elle fonctionne mal aux alentours de midi car à ce moment la polarisation de la lumière est au plus bas.

Tag(s) : #gabriel, #Dossiers de Gabriel