LentillM biooouvn, foyen et iinagei, — On a VU, dans

l'étude des lentilles biconvexes, que l'épaisseur décroissant du centre vers les bords, les petites facettes planes qui correspondent à l'incidence et à la sortie d'un même rayon, vont en s'inclinant de plus

on plus du centre à la périphérie. Or, dans les lentilles biconcaves, au contraire, où l'épaisseur croit du contre vers les bords, les petites facettes s'écartent de plus en plus; de là nécessairement des phénomènes opposés. En effet, tandis que les lentilles biconvexes font converger les rayons lumineux qui les traversent, en les brisant deux fois dans le même sens pour les rapprocher de l'axe principal, les lentilles biconcaves produisant l'effet inverse, ne font qu'augmenter la divergence des rayons.

Ce phénomène est facile à interprétera l'inspection de la figurel 98, dans laquelle on voit comment les rdvons sont déviés deux fois dans le même sens pour s'écarter de l'axe et donner naissance au faisceau divergent MN. Or, l'œil qui reçoit ce faisceau en est impressionné comme si l'objet lumineux était en / ; il se produit donc en ce point un foyor virtuel, lo seul qui soit possible dans les lentilles biconcaves.

Puisque ces sortes de lentilles ne possèdent que des foyers virtuels, il est évident qu'elles ne peuvent donner aussi que des images virtuelles; de plus, ces images sont toujours redressées et plus petites que l'objet. En effet, soit un objet AB vu au travers d'une

346 L U H I ÈB E.

lentille biconcave (flg. 199) ; le faisceau lumineux parti du point A. est dévié, à son passage dans la lentille, de manière à arriver à l'œil comme s'il était émis du point a situé sur l'axe secondaire AO. De même le faisceau émis du point B parvient à l'œil comme s'il était parti du point b. 11 se forme donc en ab, entre les axes secondaires AO et BO, une image virludle, plus petite et redressée, de

des lenlUlet dlTArgeates.

l'objet AB. Cette image est nécessairement toujours plus petite que l'objet, puisqu'elle est plus rapprochée du point 0 oi) se croisent les aies secondaires.

i94 . BèfractioB dn rajoni utorifiqam. — Lcs rayons calorifiques, qui obéissent aux lois de la réflexion de même que les rayons lumineux (191 ), sont aussi soumis aux lois de la réfraction. En effet, lorsqu'on reçoit un faisceau de lumière solaire sur une lentille convergente, il n'y a pas, au foyer, concentration de lumière seulement, mais aussi do chaleur, car si l'on place, en ce point, un corps inflammable, tel que do l'amadou , du papier, un morceau d'étoffe, de bois même, ce corps ne tarde pas â entrer en combus-

APPLICATION DES LENTILLBS. 347

tioij. Si la lentille est à grandes dimensions, on peut même ainsi fondre des métaux.

Cette propriété des lentilles convergentes peut être utilisée pour se procurer du feu, mais elle peut aussi avoir des effets dangereux, eo devenant une cause d'incendie, lorsqu'on laisse une lentille exposée aux rayons solaires. Le même accident peut être produit

Fig ÎOO — Rptracmn drs rajons cdonll[Lpi

par des vases de verre pleins d'eau, lorsqu'ils sont spliériques, car ils réfractent la lumière et la chaleur à la manière d'une lentille biconvexe.

La concentration des rayons caloriRques du soleil par les lentilles a reçu une application dans certains cadrans solaires, où l'heure de midi est marquée par la détonation d'un petit canon fixé sur le cadran (fig. 800). Pour cela, au-dessus du canon est une lentille convergente dont le foyer correspond exactement à la lumière du canon, & l'instant même où le soleil passe au méridien du lieu. Par suite, le canon étant chargé et amorcé d'avance, la lentille enflamme ta poudre juste à midi, et la détonation annonce l'heure au loin.

393. PharM. — On nomme phares des feux qu'on allume la nuit sur de hautes tours, le long des cites de la mer, pour guider

les Davigateurs dans les lénèbres et leur indiquer les écueils. Lee phares élaient connus des anciens, et le plus fameux a été celui que Ptolémée Philadelpbe fit élever, l'an 470 de la fondation de Rooie, sur la petite Ile de Pbaros, près d'Alexandrie, laquelle a été depuis réunie au continent par les atlerrissemente du Nil. C'eel ensuite du nom de cotte De qu'on a appelé phares toutes les

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tours sur lesquelles on allume des feus pour servir de signal aux navigateurs.

Dans l'origine, les phares étaient éclairés avec des feux de bois, de charbon, ou de matières bitumineuses; mais ces feux étaient ternes et vacillants. On les remplaça plus tard par des lampes A huile, placées au foyer principal de réflecteurs concaves qui renvoyaient au loin avec une grande intensité le faisceau réfléchi, celui-ci étant parallèle (Ï5T). C'était là déjà un grand progrès; mais ce n'est qu'en 18i2 que Fresnel, déjà immortalisé par ses savantes recherches sur la théorie des ondulations de l'élher, donna aux phares toute la perfection qu'ils ont aujourd'hui.

APPLICATION DES LEli:1fI tLSTS; 349

Abandonnant les réflecteurs métalliques qui se ternissent facilement sous l'influence des brouillards salés de la mer, Fresnel leur substitua de grandes lentilles plan-convexes, au foyer desquelles il plaça une forte lampe à quatre mèches concentriques, et équivalente, pour la quantité de lumière et pour l'huile consommée, à 17 lampes Carcel. Mais la difficulté de construire des lentilles assez grandes, et en même temps la nécessité de leur donner peu d'épaisseur, afin d'éviter l'absorption de la lumière, forcèrent Fresnel à adopter un système particulier de lentilles dues à Bulîon, et connues sous le nom de lentilles à échelons.

Vues de face dans la figure 201 et de profil dans la figure 202 , elles se composent d'une lentille plan-convexe A, de 30 centimètres de diamètre, autour d,e laquelle sont disposés, au nombre de huit ou dix, des anneaux de verre qui sont aussi plan-convexes et dont la courbure est calculée de manière que chacun ait le même foyer que la lentille centrale A. Une lampe étant placée au foyer L de ce système réfringent (fig. 202), il en résulte un immense faisceau horizontal RC qui va porter au loin la lumière. En outre, en dessus et en dessous de ces lentilles sont disposés des miroirs de verre étamés 7nn formant plusieurs étages. De la sorte, les rayons qui iraient se perdre vers le ciel et vers la terre sont utilisés et renvoyés dans la direction horizontale. \gC:

Par cette double combinaison, on obtient un vaste faisceaS^brizontal qui propage la lumière de la lampe jusqu'à 16 et même 20 lieues, mais ne la porte que dans une direction. Pour multiplier les points de l'horizon pour lesquels la lumière est visible, Fresnel, au lieu du seul système de lentilles et de miroirs représenté dans la figure 202, en a réuni huit semblables sous la forme d'une énorme pyramide de verre à huit faces, comme on le voit dans la figure 203, qui montre un phare de premier ordre, construit par M. Sautter, et qui a excite l'admiration des visiteurs à l'exposition universelle de 1855. Le système des miroirs et des lentilles seul a 3 mètres de hauteur.

Construit comme on vient de le voir, un phare éclaire fortement huit points de l'horizon, mais tous les autres points sont privés de lumière ; en sorte que, pour les vaisseaux naviguant dans ces parties obscures, le phare ne serait d'aucun secours. Fresnel a

levé cette difficulté au moyen d'un mécanisme fort simple représenlé dans la partie inférieure de la figure i03. Un mouvement d'horlogerie M, mû par un poids P, imprime à tout I» système len-

Fig. ÎD3. - Coupe d'un pbua da prei

ticulaire AB un mouvement de rotation lent sur sis galets. Pendant une révolution complète de l'appareil, tout l'horizon se trouve donc successivement éclairé, et le navigateur perdu dans la nuit voit apparaître huit fois le/eu, et huit Tois disparaître. Ces apparitions et disparitions, qui ont roçu le nom d'êcllpse», ont été utilisées

pour distinguer les phares entre eus, en Taisant varier pour chacun le nombre des éclipses dans un temps donné.

Les phares étant visibles d'autant plus loin qu'ils sont plus élevés.

fig. 104. — Ëclaiiage des pbi

on les dispose, comme le montre la figure 204, sur des tours dont la hauteur varie de 50 & 80 mètres. Les côtes de France et d'Angleterre, des deux côtés de la Manche, sont ainsi illuminées par de nombreux phares comme nos boulevards le sont par des becs de gaz.

Nous reviendrons bientôt sur les propriétés des lentilles en décrivanl leur importante application aux instruments d*optique, tels que les lunettes, les télescopes, les microscopes, etc. ; mais auparavant il importe de faire connaître les brillants phénomènes de coloration que présentent les prismes lorsqu'ils sont traversés par »un faisceau lumineux.