COLORÉS DE NEWTON

Théorie.

Ne nous occupons que des anneaux réfléchis; Jes lois du phénomène sont les suivantes :

i*» En lumière homogène et sous une incidence normale, les carrés des diamètres des anneaux noirs successifs sont entre eux comme la série des nombres pairs.

2» Sous une incidence oblique, les diamètres qui correspondent à un anneau d'un ordre déterminé sont proportionnels à la sécante de Tangle que fait le rayon avec la normale dans la lame mince.

Newton mesurait les anneaux à Taide d'un compas, non sans ïiîffîculté (*); Babinet traçait une division sur Tune des surfaces limitant la lame mince; mais ces procédés étaient imparfaits et il fallait en corriger les résultats pour tenir compte delà réfraction subie par les rayons au passage de la lentille supérieure. MM. de la Provostaye et Desains imaginèrent une méthode, aussi simple que rigoureuse, par laquelle ils purent vérifier l'exactitude des lois théoriques jusqu'au 67* anneau, pour des incidences de 86% en éliminant toute correction.

Le travail de ces savants physiciens a une grande importance historique ; car, en établissant Taccord entre les résultats de ''expérience et du calcul, ils donnèrent une réponse pérempoire à une grave objection soulevée par Herschel contre la héorie des ondes : Fresnel ne Tavait écartée qu'en mettant ^ doute l'exactitude de la loi.

(*] « Res admodum difficilis est multseque diligentiaB hujusmodi mensuras ^uraU et sine errore colligere. » (Optique.)

37S aUP. XV. — OPTIQUE PHYSIQUE.

Los anneaux sont formés à l'ordinaire entre une lame de \ erre plane et une lentille plan-convexe (^). Ce système est monté sur le chariot de 1^ machine à diviser; en face on dispose, sur un support fixe, un théodolite dont le cercle vertical est perpendiculaire à Taxe de la vis micrométrique. La lunette étant inclinée de façon que le fil horizontal de son réticule passe par le centre des anneaux, il suffit de faire tournerla vis de la machine pour que ceux-ci viennent successivement toucher le second fil aux points où ils sont coupés par le premier. En notant exactement la position de la tète du micromèire chaque fois que Tun de ces contacts a lieu, on peut, par de simples soustractions, mesurer les diamètres correspondants des anneaux.

Cette disposition est représentée par \di fig. i3i. Le dessinateur n'a pas indiqué la source de lumière employée pour éclairer la lentille.

MM de la Provostaye et Desains se servaient d'une lampe à alcool salé à double courant, sans cheminée de verre : les l'ayons étaient transmis à travers une feuille de papier hailé ou un verre dépoli dressé verticalement devant la lampe. On obtient une flamme très pure en remplaçant l'alcool par un mélange de quatre parties d'esprit de bois et d'une partie d'alcool absolu.

L'éolipyle Laurent donne une lumière jaune plus intense : c'est un excellent appareil qui mérite une description spéciale. 11 se compose essentiellement d'une lampe L {fig. i3a), dune chaudière H en cuivre rouge et de deux brûleurs T su> montés d'une cheminée : le sel est introduit dans la flamme à l'aide des cuillers G. E est une soupape de sûreté dont on voit les détails sur la droite du dessin.

Léolipyle peut être chargé d'alcool ou d'esprit de bois: pour verser le liquide on enlève la soupape. Il est prudent de s'assurer que cette soupape n'est pas collée sur son siège e'

i ' ) 4nn,ilcs dr Chimif et de Phjsijue, 3« série, XXVU, p. /|a3 ; iSilg.

LUVII' H. — LOIS EXPERIMENTALES DBS ANNEAUX. 879

|ue l'orifîce V par lequel s'écoule la vapeur d'alcool est libre : >n le débouchera au besoin â l'aide d'une aiguille fine en dé- 'îssani le tube T; ces précauUons ne sont pas inutiles. On l'enflamme la vapeur qu'au moment où se fait entendre un éger crépitement produit par la sortie du jet, trois ou quatre uinutes après avoir allumé ia lampe L. S'il est trop tôl> la lainme descend dans les tubes T : il suffit alors, pour éteindre.

e fermer les trous d'air en tournant la virole I. Lorsque lu iression est suffisante, les flammes brûlcnlavecun petilcôno niérieur violet i en marcbe régulière, on entend un bruit «ccadé, assez rapproché et très régulier, qui témoigne d'un ion fonctionnement «t sert de contrôle.

Le gaz est souvent préférable à l'alcool quand il brûle iran- ((tiillemenl et qu'on dispose d'une pression suffisante d'au moins So"" d'eau : on emploie alors un bec de Bunsen dont on rendra d'abord la flamme parfaitement incolore. Un fil de pUline ou une petite corbeille permet d'introduire une perle

^So CH«r. XT. — OPTIQUE PHTSIQDI.

lie sonde ou de sel, dans le bord de la flamme du côté de lob-

sénateur.

On fait les perles en mouillant un peu l'exlrémilé recourbée p.„ ,^, du lil de platine et en le inm-

pant dans le sel qu'on Tond eosuite à la flamme. On répète»

plusieurs fois cette opération de manière à obtenir uae perie de belle grosseur : elle servin longtemps à condition de la retirer de la flamme dès qu'oa ann fini l'observation et de la conserver dans une boite sèche.

M. Laurent construit ausi excellent brûleur à gaz, qui peul fonctionner avec la pressioD la plus faible : une virole pennet de régler l'admission de l'air proportionnellement à la tension du g;az d'éclairage. Une corbeille de platine reçoit le chlorure de sodium préalablement fondu en plaques ou en grains ( ' ). Pour obtenir le maximum d'effet 0 faut toujours que la cuiller soit, non pas au milieu de la flamme,

mais bien sur le côté, dans la partie violacée. On évitera avec

soin que le sel en fondant ne vienne à tomber sur l'oriGce du

gaz et l'obstruer.

Manuel opératoire.

1° Le tliéiidolile est d'abonl solidement installé : son aie doit ùlre vertical et le plan du limbe perpendiculaire à l'aie de la machine. On le laisse flxe pendant toute la durée deî

LXXVll* M. — LOIS EXPftBUE^TÀLES DES A55EÀUX. 38 1

expériences; lorsqu'on veut changer rinclinaison, on déplace la machine à diviser, en la transportant parallèlement à ellemême.

2* La surface supérieure des verres, entre lesquels se développent les anneaux, doit être horizontale. Le plan inférieur BSt d'abord réglé par les vis calantes de son support; puis on Y superpose la lentille en la frottant légèrement sur le plan, et l'on s'assure qu'en faisant tourner le système des deux verres le diamètre d'un anneau particulièrement visé n'éprouve aucune variation. L'exacte horizontalité de la face supérieure est dès lors assurée.

Un centre noir doit apparaître au milieu des anneaux; une certaine friction est nécessaire pour réaliser cette condition, mais il ne faut point qu'elle soit trop foile, sinon on pourrait déformer les surfaces en contact.

3* On mesure les diamètres sous une incidence voisine de la normale en amenant sous le fil les parties les plus sombres de chaque bande obscure. La tache centrale compte comme premier anneau.

Il y a avantage à éclairer le réticule en pratiquant une petite ouverture dans l'oculaire en face des fils : la lumière d'une bougie assez éloignée suffit pour les rendre apparents. 4* On fait varier l'inclinaison de la lunette pour vérifier la loi des sécantes.

Dans les cas de grandes inclinaisons, les anneaux sont noyés dans une forte proportion de lumière réfléchie à la première surface du verre supérieur. Il est nécessaire d'arrêter cette lumière étrangère : on y parvient en plaçant contre les verres tine petite bande verticale de papier dont le bord inférieur horizontal limite à volonté la largeur du faisceau lumineux incident.

On peut rendre ainsi complètement sombre une partie plus ou moins grande de la surface des verres et c'est ordinairement quand la ligne de séparation d'ombre et de lumière passe par leur centre que l'on voit apparaître les anneaux.

582 CBAP. W. — OPTIQUE PHTSIQUB.

Réraltats.

Le Tableau suivant, emprunté au remarquable travail que je viens d'anaUser, vérifie complètement la loi des diamèires :

Inclinaison i7**37'

Diamètre de la lentille 38"

Ordre de l'anoeau. Dianèlre obsené. Diamètre calculé.

mm

Deuxième 9,40 9,66

Troisième i3,42 '3,49

Quatrième 16, 53 16, Sa

Cinquième '9» 17 19,06

Sixième . 21,37 21, 33

Septième 23, 5 1 23,36

Dixième 28,80 28,62

Quarante-troisième 61 ,53 61 ,82

Les diamèties ont été calculés par la formule

d^=:2 {m — i)D 1 séc « ( * ),

dans laquelle m est Tordre de Tanneau obscur considéré en prenantla tache centrale pour le premier, D le diamètre delà lentille sphérique, X la longueur d'onde de la lumière employée et i l'angle d'inclinaison.

Voici les diamètres observés sous des inclinaisons différentes avec une lentille de i3'",29de rayon : les nombres sont relatifs au 4' anneau.

Inclinaison. Diamètre observn. Diamètre calculé,

o f mm mm

(') l'ji oir.'l, /= -- = 2(/w — 1);. séc/.

.XXYIIl'' M. — LONGUEURS d'ONDE PAR LES MIROIRS DE FRESNEL. 383

L'expérience ne peut guère être poursuivie au delà de 86* : ar 90®, d'après Newton, les diamètres seraient trois fois et (ni plus grands que sous l'incidence normale. Signalons, avant de finir cette Manipulation, une curieuse périence due à M. Stefan. Quand on observe l'espace inlore, au delà des derniers anneaux visibles en lumière inche, et qu'on recouvre la moitié de la pupille avec une laîlle de mica, on voit apparaître un nouveau système d'anaux qu'on désigne sous le nom d'anneaux supplémentaires Stefan. Ils sont produits par le nouveau retard que subisit, au passage du mica, les rayons interférents auxquels l'apreil a déjà communiqué une différence de marche. )'après M. Bouty on peut encore produire les anneaux supimentaires avec la lumière qui a traversé un vase rempli de )eur d'acide hypoazotique, ou une cuve contenant une soion faible de didyme dans l'eau ou de permanganate de pose daps l'huile d'olives.

LXXVIIP MANIPULATION.