Théorie» de léonard de Vlnet e* de nariotte

Les théories qui ont été proposées sont très- nombreuses; la plus ancienne est due à Léonard de V inci. Il supposait que l’œil reçoit d'un point de l’atmosphère la lumière diffusée par ce point et en même temps le noir des espaces célestes. On crovait à cette époque que le noir, au lieu d’être l’absence de lumière, était une qualité particulière de la lumière, et l’on pouvait supposer que le bleu résultait de la combinaison de la couleur noire avec celle de la lumière diffusée.

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LEÇONS Slilt L’OPTIQUE.

Mariotte n donné plus tard une théorie que Bouguor a développée et qui a eu un certain succès, il suppose que la lumière arrivant du soleil se réfléchit sur les particules d’air elles-mêmes, qui auraienl la propriété de ne réfléchir que de la lumière bleue: or on n’a pas d'exemple d’un milieu dont les particules réfléchissent la lumière, et. s’il s'agit des molécules d’air, on ne conçoit pas que les molécules d’un milieu qui reste toujours le même puissent réfléchir la lumière.

Du reste, on ne peut pas attribuer le phénomène à une inégalité de densité, car dans ce cas, que la variation supposée soit lente ou brusque, la réflexion totale ne se produira que dans certaines directions et à la surface de certaines rouelles: par exemple . à la surface de couches sensiblement planes, parallèles à l'horizon, il y aurait une direction déterminée suivant laquelle on recevrait de la lumière, tandis que dans les autres directions on n’en recevrait pas : or, tous les points de l’atmosphère agissent de la même manière.

432. Théorie de l'sbri et de Newton. — Mais s’il faut rejeter l’hypothèse d’une réflexion sur les particules d’air ou sur des couches de densités différentes, il est impossible de se refuser à admettre qu’il y a en suspension dans l’air des particules étrangères qui produisent le phénomène. Cette idée, proposée pour la première fois par Fabri. physicien français du vvn' siècle, fut adoptée et complétée par Newton.

Si l’on admet que le phénomène est dfl à des matières tenues en suspension dans l’atmosphère, on ne peut penser qu’aux particules d’eau, car la poussière ne monte jamais assez haut pour donner lieu aux apparences observées, et, d'un autre côté, l’eau à l’étal de glace ne produit que des phénomènes locaux.

Newton croyait à la présence dans l’air de gouttelettes d’eau extrêmement petites, cpii réfléchiraient la lumière des lames minces, particulièrement le bleu du premier ordre. Du reste, les épaisseurs des particules d’eau n’étant pas toujours les mêmes, les couleurs de la lumière pourraient varier. Celte théorie présente des inexactitudes. D’abord la couleur rouge des nuages ne peut être expliquée par la dimension des gouttelettes d’eau (pii s’y trouvent, car les

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nuages prennent toujours In couleur d«* la lumière qu'ils reçoivent et nous l’envoienl sans In modifier. De plus, l’idée de globules sphériques suspendus dans l’air présente des dillieultés; elle ne permet pas de rendre compte des teintes observées au lever et nu coucher du soleil. L’explication de Newton n’est donc pas admissible.

433. OlMmsilaiu de Forhes. — Forbes a montré en i 84."> <pie l’eau répandue dons l’atmosphère possède toutes les propriétés nécessaires pour colorer la lumière. Depuis, il a indiqué comment le hasard l’avait conduit à ses découvertes sur ce sujet. Il se trouvait, par une belle journée, placé sur une locomotive ayant le soleil opposé au tuyau d’échappement, et regardait cet astre à travers le jet de vapeur : il l’aperçut coloré en jaune orangé à un endroit où la vapeur n’avait pas encore pris la forme de nuage blanc. Des signaux lumineux observés le soir sur la route parurent avoir la même teinte. Il fallait en conclure que la vapeur à l’état gazeux cl sec passe, avant de prendre l’apparence de nuage, par un état intermédiaire sous lequel elle transmet une couleur rouge orangée. Si la vapeur se trouve dans l'air à cet état particulier, elle doit transmettre et réfléchir la lumière; elle transmettra le rouge orangé et réfléchira la teinte complémentaire, c’est-à-dire le bleu. La lumière transmise aura une teinte orangée, jaune ou rouge, suivant l’épaisseur plus ou moins grande des particules d’eau, et tous les phénomènes que présente la lumière à l'horizon se trouveront expliqués par la combinaison des teintes fournies par réflexion et par transmission.

434. Théorie de IM. ClauMiua. — M. Clausius a prouvé que l’état particulier sous lequel se trouve la vapeur d'eau dans l’air est le commencement de l’état vésiculaire. Si l’eau forme une vésicule aussi mince que possible, elle réfléchira vers l’ceil la première teinte lumineuse des anneaux de Newton, et. comme le premier anneau obscur est sensiblement bleu , il est tout à fait évident que les premières vésicules qui se forment, étant extrêmement minces, doivent réfléchir les rayons bleus et transmettre la teinte complémentaire.

Il faut ajouter que l’nlmosphère nous transmet la lumière sans

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en altérer lu propagation rertilij^ne : or il n'en serait pas ainsi dans le ras oh elle traverserait des globules pleins et sphériques comme le supposait Newton. Kn effet. un faisceau cylindrique serait alors transformé en un faisceau conique ayant pour sommet le lover de la lentille formée par le petit globule, et le phénomène se présenterait sous un tout autre aspect; les contours qui limitent les objets observés à la surface de la terre on les astres ne seraient plus nettement déterminés. Il résulte de là que. puisqu’on admet l’evislence et l’action de corpuscules étrangers, il faut les choisir de manière que la marche de la lumière ne soit pas contrariée. I ne lame homogène à faces parallèles peut seule satisfaire à celte condition : la lame peut être courbe, de forme quelconque et en particulier sphérique. Des molécules de cette forme doivent exister dans l’atmosphère, car la forme vésiculaire est celle sous laquelle s’y condense la vapeur.

\insi les vésicules d’eau disséminées dans ralmosphère réfléchissent la lumière qui se colore eu bleu par interférence; elles nous transmettent des rayons colorés en jaune orangé aussi pur interférence. Ces idées sont d’accord avec l’ensemble des observations. Les couleurs réfléchies doivent être [dus marquées que les couleurs transmises, et c’est en effet ce qui a lieu : la teinte rouge n’est sensible que sur la lumière solaire qui a traversé les couches île l’atmosphère les plus basses; ces couches contiennent vers le soir une plus grande quantité de vapeur d’eau que dans la journée, à cause du refroidissement île l’air au coucher «lu soleil.

Ouand l’air est humide, la teinte bleue finit par passer au blanc : cela se comprend facilement. Lorsque l’atmosphère sera très-sèche, elle ne contiendra qu’un très-petit nombre de vésicules: de plus, ces vésicules auront une épaisseur Irès-faihle et par conséquent réfléchiront le bleu du premier anneau de Newton, et quelquefois même ne réfléchiront aucune lumière; ou observera alors le bleu caractéristique des climats méridionaux. Si la vapeur d’eau est plus abondante, les vésicules augmentent d’épaisseur, mais leurs épaisseurs sont très-différentes les unes des autres; on doit donc recevoir par réflexion des rayons lumineux de toutes couleurs, dont les effets combinés donnent des rayons blancs. A mesure que les dimensions des vésicules augmenteront, la proportion de lumière

blanche augmentera: enlin un nuage ne diffusera plus vers noire ceil que de la lumière blanche.