PROPAGATION DE LA LUMIERE

chissant parfaitement la lumière, sont recouverts d'une couche d'argent tellement mince qu'on distingue très-nettement les objets au travers ; seulement, ils apparaissent avec une légère teinte bleue ; au travers de l'or la teinte est verte.

255. Propagation de la lumière en ligne droite f rayons et faiioeauz luminettx. — En parlant de la propagation de la lumière, on appelle milieu la substance même au sein de laquelle elle est transmise : ainsi , l'eau , l'air, le verre, sont des milieux dans lesquels la lumière se propage. Or, la nature du milieu pouvant modifier la marche de la lumière, nous supposerons d'abord un milieu parfaitement homogène, c'est-à-dire non-seulement composé dans toutes ses parties des mêmes éléments, mais ayant partout la même densité, conditions qui pourraient exister l'une sans l'autre; l'atmosphère, par exemple, a bien partout la même composition, mais elle n'a pas la même densité, à cause des variations de température et de pressions auxquelles elle est soumise dans ses différentes parties.

Cela posé, l'expérience montre que dans tout milieu homogène la lumière se propage constamment en ligne droite. En effet, nous cessons de voir un objet quelconque aussitôt qu'entre cet objet et l'œil est interposé un corps opaque ; de même, nous ne pouvons recevoir aucune lumière à travers les petits trous percés dans des plaques opaques, placées les unes à la suite des autres, si ces petits trous ne sont exactement en ligne droite. Observons encore que la lumière émane des corps lumineux dans toutes les directions, car nous les voyons également dans toutes les positions où nous nous plaçons autour d'eux.

Cette émanation de lumière en tous sens autour d'un corps lumineux se désigne, de même que pour la chaleur, sous le nom de rayonnement , et on appelle rayon lumineux la ligne droite que suit la lumière en se propageant. Dans l'hypothèse de l'émission, un -rayon de lumière serait formé d'une file de molécules lumineuses se succédant sans cesse avec une rapidité extrême; dans celle des ondulations, c'est une file de molécules ne se renouvelant pas, mais animées, d'une manière continue, de petits mouvements vibratoires excessivement rapides.

Enfin, on nomm^ faisceau lumineux un ensemble de rayons

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éma d'une même source de lumière; si les rayons sont parallèles entre eux, ce qui arrive quand le coq» lumineux est très-éloigoé, comme le soleil, on dit que le foisceaa tslparaUHe; il est dittrgent, lorsque les ravons' lumineux se propagent en s'écutant les uns des autres, ce qui est le cas des rayons émis tout autour d'une bougie; au contraire, si les rayons vont cmicourir vers ua oièflie point, on dit que le faisceau est eonrergent : on en verra bi«ilàt des exemples dans l'étude des miroirs et des lentilles.

S6. Y^tcae de la lamière. — Rien, à la surface de la terre, ne peut nous donner une idée de l'excessive vitesse avec laquelle se propage la lumière. On n'a pu, en effet, constater aucun intervalle

appréciable entre l'instant où une lumière artificielle apparaît dans un lieu, et celui où elle est aperçue dans un autre lieu, quelle qu'en soit la distance : aussi, n'est-ce que par l'observation des phénomènes astronomiques qu'on est panenu à déterminer la vitesse de propagation de la lumière.

C'est Rœmer, astronome danois, qui, le premier, en 1675, a trouvé que cette vitesse, par seconde, est de 77000 lieues de 4000 mètres, découverte qu'il fit en observant les éclipses d'un des satellites de Jupiter. On sait que cette planète a quatre satellites ou lunes qui l'accompagnent autour du soleil, de même que la lune suit la terre dans son orbite. Or, le premier de ces satellites, c'est-à-dire le plus rapproché de Jupiter, fait uniformément, autour de cette planète, une révolution complète en 4S heures, !8 minutes et 36 secondes; mais, comme à chaque révolution, ce satellite centre dans l'ombre portée par Jupiter (âg. 155], il se

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trouve périodiquement éclipsé à des intervalles de temps égaux.

Cela posé, tant que la terre occupe la portion de son orbite la plus voisine de Jupiter, comme dans la figure ci -dessus, les éclipses se reproduisent régulièrement toutes les 42 heures, 28 minutes et 36 secondes; mais à mesure que la terre, en tournant autour du soleil, s'éloigne de la planète, on observe un retard d'une éclipse à la suivante; et lorsqu'au bout de six mois la terre a passé de la position T à la position t, il s'est produit un retard de 16 minutes et 36 secondes. Or, en passant de la position T à la position t:, la terre s'est éloignée de Jupiter de deux fois la distance du soleil à notre globe, et comme cette distance est de 38 millions de lieues, on en conclut que c'est pour franchir l'intervalle Tt, de 76 millions de lieues, qu'il a fallu un excès de temps de 16 minutes et 36 secondes, ou 996 secondes; résultat qui correspond à la prodigieuse vitesse de 77000 lieues par seconde.

Pour rendre appréciable, s'il est possible, une aussi énorme vitesse, remarquons que pour parcourir cet espace de la terre au soleil, franchi par la lumière en 8 minutes et 18 secondes, un boulet de canon exigerait plus de 17 années; et qu'avec la vitesse de locomotion des chemins de fer, 50 kilomètres à l'heure, il faudrait trois siècles et demi.

Malgré l'immense vitesse de la lumière, les étoiles qui scintillent au firmament sont séparées de notre globe par des intervalles si considérables, que, pour les plus rapprochées, les rayons lumineux qu'elles nous envoient mettent plus de trois ans à se propager jusqu'à nous. Quant aux étoiles qui ne sont visibles qu'à l'aide du télescope, on démontre en astronomie qu'il en est de si éloignées qu'il faut des milliers d'années pour que leur lumière nous parvienne. Qu'on juge alors quelle est l'immensité des cieux, et combien notre globe est petit en comparaison de cet infini I

257. Inteniîté de la lumière, loi de ton déoroÎMement ; photomètre.— L'intensité d'une source lumineuse, c'est-à-dire l'énergie de son éclat, se mesure par la quantité de lumière qu'elle transmet sur une surface déterminée, par exemple, sur un écran d'un mètre carré de superficie. Or, vu la divergence des rayons lumineux ém^^^ nés d'une même source, cette quantité de lumière, cette intensif

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décroissent rapidement à mesure que le corps éclairé s'éloigne du corps lumineux. En effet, on démontre par des conaidérationa géométriques que ïlntentilé de la lumière est en raison inverse du carré de la distance; c'etit-à-dire qu'à une dislance double le corps éclairé reçoit quatre fois moins de lumière; à une distance triple, neuf fois moins, et ainsi de suite.

On vérifie cette loi à l'aide d'un appareil connu sous le Doin daphotomèire, de deux mots grecs qni signifient mtture de la

Pig. ISe. - Pïotomitn de Biualord.

lumière. Il se compose d'un écran de verre dépoli Â, fixé verticalement sur une petits planchette de bois [fîg. 156). Devant cet écran est une tige opaque B, au delà de laquelle sont les lumières qu'on veut comparer, de manière que les ombres portées par la tige viennent se former sur l'écran. Or, on remarque que les ombres sont eiacleraent de même teinte quand les deux lumières ont le même éclat; mais si l'une d'elles est plus intense que l'autre, l'ombre qui lui correspond présente une l«inle plus foncée; et, dans ce cas, pour donner aux deux ombres la même teinte, il faut reculer progressivement la lumière la plus éclatante.