LONGUEUR D'ONDE

voisinage. D ■ cette façon, un ébranlemenl lumineux, parti il un certain centre, se propage dans toutes les directions, avec des vitesses qui, pour une radiation -impie donnée, dépendent à la fois de la densité de l'éther et de son élasticité; c'est-à-dire : i°du nombre des particules éthérées que contient une portion déterminée de l'espace; a0 des relations établies entre ces particules.

Au bout d'un certain temps, l'ébranlement, qui avait son origine en O, atteint au même moment toutes les particules distribuées sur une même surface, dite surface d'onde, el dont la forme dépend de la distribution de l'éther dans le milieu. Quand la constitution de ce milieu est telle que l'onde soit sphérique, on peul démontrer que, si 0 esl le centre d'ébranlement, O' l'un des points de la surface d'onde et P un point extérieur situé sur le prolongement de 00', le mouvement de P n'est directement influencé que par celui de 0'. C'est ce qu'on exprime en disant que la lumière se propage en ligne droite. A la notion d'un ébranlement lumineux, on peut donc substituer celle de rayons linéaires divergents. On admet que les vibrations de l'éther s'effectuent perpendiculairement au rayon. Donc, à chaque instant, le déplacement des particules éthérées a lieu dans un plan normal au rayon; mais, dans ce plan, l'orientation peut être quelconque et varie généralement, dans ce qu'on nomme la Lumière naturelle, avec une très grande rapidité. Il n'en est pas ainsi quand la lumière est ce qu'on appelle polarisée. Dans ce cas, les vibrations sont orientées et ne s'effectuenl que suivant l'intersection du plan normal au rayon, ou plan de l'onde, avec un autre plan, de direction définie, passant par ce même rayon.

Il va en outre des modes vibratoires pour lesquels les vibrations, au lieu d'être rectilignes, se font circulaire ment ou elliptiquement.

Longueur d'onde. — Soit 00' (lig, 265) un rayon lumineux, 0 étant le centre de l'ébranlement et 0' le point où cet ébranlement est parvenu quand la particule 0 a exécuté une vibration complète, c'est-à-dire quand, partie de O, elle y est revenue après s'être déplacée successivement de 0 en A, de A en B et de B en 0. Au moment où elle repasse par sa position d'équilibre 0, les particules voisines sont écartées de la situation de repos et, à une certaine distance OO,, il s'en trouve une qui est à l'extrémité de sa course en B,, l'intervalle 00, correspondant au temps que la particule <> emploie pour aller de B en 0. Aune distance 0,0.,= 00,, on rencontre au même moment une particule traversant sa position d'équilibre, tandis que, de O., en 0', il y a écart en sens contraire. L'intervalle 00', qui est l'espace parcouru par l'ébranlement lumineux parti de <>, pendant la durée dune vibration entière, porte le nom de longueur d'onde et se désigne par /.. Deux particules d'étber 0, et 03, séparées

l'une de l'autre par une longueur égale à - 1, se trouvent, au même moment,

DE LU'PARENT. COURS DE MIMÎR ALOGIE

226 PROPRIETES OPTIQUES

dans des états vibratoires opposés ou, comme on dit aussi, dans dès phases opposées, et tous Ks états vibratoires possibles sont représentés simultanément sur l'intervalle d'une longueur d'onde.

Pour une même vitesse de propagation, la longueur d'onde esi évidemment

d'autant plus grande que la durée de la vibration esl elle-même plus longue. Ainsi, pour chaque radiation simple, À doit posséder une valeur spéciale.

Interférences. — D'après ce qui précède, si plusieurs ébranlements lumineux viennent à se superposer, une même particule d'éther pourra se trouver, à un moment donné, sollicitée, soit à se déplacer dans une même direction par deux impulsions exactement de même sens, soit à se déplacer simultanément dans deux directions opposées, par des impulsions de sens contraires. Elle pourra donc, dans le premier cas augmenter, dans le second cas diminuer l'amplitude de ses vibrations. C'est ainsi que la superposition de deux mouvements lumineux peut parfois amener la suppression totale de l'état vibratoire,

-t-à-dire de la lumière. Ces phénomènes d'addition et de suppression ont reçu le nom d interférences.

Pour que l'interférence d'extinction se produise, il faut que les deux mouvements qui tendent à se communiquer simultanément à la particule d'éther soient dans des phases rigoureusement opposées, c'est à-dire qu'ils diffèrent l'un de l'autre par un nombre impair de demi-longueurs d'onde. Or la valeur de À étant spéciale à chaque nature de radiations, l'interférence absolue, c'està-dire la suppression totale de l'effet lumineux, ne peut avoir lieu que si l'on emploie une lumière simple, comme celle que fournit la flamme de l'alcool salé. Avec la lumière blanche, il y a seulement production d'une teinte colorée, par suite de la disparition, dans le faisceau total, de celle des radiations qui est atteinte par l'interférence.

De plus les interférences en lumière blanche ne sont sensibles à l'œil que quand la différence de marche des vibrations concourantes n'est pas trop considérable. Supposons, en effet, que deux mouvements vibratoires se trouvent

dans des phases qui diffèrent de — , À se rapportant, par exemple, à l'une radiations du violet. Celte couleur se trouvera éteinte. Mais il peut se faire que ^— soit équivalent a — *— pour une autre radiation, appartenant au faisceau bleu, a — — pour une troisième, faisant partie du vert, etc. Dans ce cas,

plusieurs radiation- pourront se trouver éteintes ensemble dans les diverses parti'- du faisceau total, et il en résultera une teinte blanchâtre affaiblie, à laquelle on donne le nom de blanc d'ordre supérieur. Ici donc c'est en quelque sorte l'excès du phénomène qui en empêche la manifestation.

Enfin i! convient d'ajouter que l'interférence n'est possible qu'entre rayons issus de la même source, suivant presque rigoureusement le même chemin, et

MILIEUX ISOTROPES. REFLEXION. 227

qu'elle ne se produit pas quand les rayons sont polarisés à angle droit l'un sur l'autre.

Vitesse de propagation. Élasticité et densité de l'éther. — La longueur d'onde est d'autant plus grande : i° que la vitesse de propagation du mouvemenl est plus considérable; i° que la durée de la vibration AB est plus longue. Quant à l'amplitude de cette vibration, comme il s'agit de très petits mouvements, on admet qu'elle n'influe pas sur la durée. Mais la vitesse de propagation varie avec les milieux et, de plus, pour un milieu donné, elle peut différer suivant la nature des radiations, c'est-à-dire précisément suivant la durée des vibrations. Néanmoins, clans l'air et dans le vide, il ne paraît pas que les vitesses de propagation des diverses radiations diffèrent d'une manière appréciable (i).

Dans chaque milieu, l'élasticité e et la densité d de l'éther ont des valeursparticulières, en relation avec la distribution de la matière pondérable dan- ce milieu. Mais tandis que la densité est constante dans toutes les parties d'un milieu homogène, l'élasticité peut varier suivant la direction du mouvement vibratoire, ce qui se comprend, cette élasticité étant la force de résistance développée par l'union réciproque des particules d'éther, et celte force pouvant varier, suivant la manière dont la vibration, par la direction qu'elle affecte, met enjeu ces actions réciproques. En tout cas, la relation qui unit la vitesse h ces deux élément?: est

p=Va

Cela posé, il y a deux sortes de milieux à distinguer : les milieux dits isotropes, pour lesquels la valeur de e et, par suite, celle de c, sont indépendantesde la direction des mouvements vibratoires; et les milieux dits anisotropes ou hétérotropes, dans lesquels ces éléments diffèrent avec la direction des vibrations.