PROPAGATION ET RÉFLEXION DE LA LUMIÈRE

Propagation rectiligne. — Ondes. — Rayons. — Ombre. — Pénombre. Chambre obscure. — Réflexion de la lumière. — Miroirs; plans; sphériques; — concaves; — convexes; — conjugués.

PROPAGATION RECTIUGNE.

L'existence des objets éloignés nous étant révélée par les yeux, même & travers le vide» il faut qu'un agent spécial soit interposé dans l'espace entre l'œil et les objets. On le nomme lumière, fluide lumineux ou éiher. Il est perpétuellement en mouvement» puisqu'il nous montre, après ua intervalle extrêmement court, tous les changements qui surviennent dans les objets extérieurs. Nous pouvons nous représenter ce mouvement de deux manières : ou bien la lumière est composée d'une infinité de molécules qui sont lancées dans toutes les directions par les sources éclairantes et qui, finalement, arrivent dans l'œil : c'est l'ancienne théorie de rémission; ou bien l'agent lumineux est un corps élastique, remplissant l'espace, pénétrant la matière pondérable, et dont les molécules reçoivent et transmettent des vibrations engendrées par les corps éclairants, comme les milieux pondérables transmettent les vibrations sonores : c'est la théorie des ondulations; c'est la seule qui puisse expliquer tous les phénomènes, la seule que nous admettrons.

j. — Jpp. 9

0I1KB8. — RATOIS. — Le mouvement parti» à un moment donné, d'un point lumineux arrive après un temps déterminé sur une surface que l'on nomme surface de Vonde. Dans les cristaux, ces surfaces peuvent devenir très-complexes; dans les milieux homogènes et non cristallisés, elles sont sphériques par raison de symétrie, et la vitesse de propagation se mesure par l'accroissement du rayon pendant l'unité de temps. Ces sphères grandissent comme un ballon qui se gonfle, et, à une distance infinie du point de départ, elles sont planes.

L'expérience prouve que dans l'air on voit chaque point lumineux dans la direction de la droite qui joint l'œil à ce point, d'où l'on déduit que : dans les milieux homogènes la lumière se propage en ligne droite; et l'on nomnie rayon la direction qu'elle suit. De cette propagation rectiligne résultent quelques conséquences que nous allons développer.

I. — Un point lumineux 0, placé devant un corps opaque, envoie un cône de rayons tangents BOB' i^Jig. 326).

Fig. 3a6.

Les points du corps situés en avant de la ligne de contact BCB' sont éclairés; ceux qui sont placés derrière sont dans l'obscurité. Tous les corps qui pénétreront dans le tronc de cône BB'FF' s'éclipseront, et sur un écran vertical on verra se dessiner une ombre portée FF'.

FÉROKBBE. — Si nous considérons maintenant deux corps, l'un lumineux AA', l'autre opaque DD' (fig, 327), tous deux de révolution autour d'un même axe, et que nous menions les cônes tangents intérieurement et extérieurement, aucun rayon ne pénétrera dans celui-ci, qui découpera sur l'écran

PROPAGATION ET RÉFLEXION DE LA LUMIÈRE. lag une ombre absolue ; mais l'espace compris entre les deux surfaces sera parliellement éclairé ei marquera une pénombre.

Fie- 317-

Le point M, par exemple, ne verra pas la partie NB' A'P du corps éclairant, mais seulement la portion supérieure NBAP. et comme celle-ci, d'abord nulle, augmentera quand le point H ira de la limite de l'ombre à la limite FF', la pénombre s'illuminera peu à peu jusqu'à se Tondre insensiblement dans la lumière complète en FF'. Le point M' sera dans les mêmes conditions que H, et il y aura stir le corps une pénombre s'éclairant de plus en plus, depuis CC jusqu'à DD'.

CTA**?* OBSCUBE. — Quand les rayons partis d'un objet ABC Ifig, 3a8) pénètrent dans une chambre obscure par un trou

très-étroit, ils peignent sur la paroi opposéel'image renversée de cet objet. En effet, parmi les faisceaux élémentaires en-

i3o CHAPITRE PREMIER.

TOjés par le point A, un seul traverse l'ouverlare O, et, continuant sa route, va illuminer A'; de même B et C éclairent B' et C. La couleur des diverses parties de l'objet, le rapport de leurs éclairemenis, toutes leurs conditions de forme se reproduisent sur récran, où se peint une image reaversée semblable à l'objet. Par conséquent, le Soleil sera dessiné par un cercle, et, pendant une éclipse, on verra l'ombre envahir progressivement l'image, comme elle envahit l'astre lui-même, mais par le bord oppos^.

Supposons qae l'ouverture s'agrandisse- et devienne, par exemple, une Tente linéaire AB (fig. 339). Les points extrêmes

A, B donneront deux images rondes du Soleil, d'abord petites et séparées (a, b), qui empiéteront ensuite l'une sur l'autre à mesure que le fond se reculera (n', 6' et «", f), jusqu'à ne former qu'une seule image ronde, un peu confuse sur les bords.