RÉFRACTIONS ATMOSPHÉRIQUES

qu'il avait dans le premier. La réfraction du rayon lumineux (c'est ainsi que l'on nomme la déviation qu'il éprouve) s'effectue de telle manière que le rayon incident À | AB, et le rayon réfracté BC JA ‘sont situés dans un plän perpendiculaire à la surface DE qui sépare les deux milieux; mais ces deux rayons font des angles inégaux avec la perpendiculaire à cette surface menée par le point B. Si les deux milieux M et M’ sont de même nature et de densités différentes , si ce sont, par exemple, deux masses d'air séparées l’une de l’autre par le plan DE, et que l'air soit plus dense en M’ qu’en M, lerayon lumineux, :

en passant de M en M’, se réfractera de manière à se rapprocher de la perpendiculaire à la surface D E menée par le point B, comme le montre la figure.

D’après cela, il nous sera facile de nous rendre compte de la marche d’un rayon lumineux à travers l’atmosphère terrestre. Pour y arriver, nous regarderons l'atmosphère comme se composant de couches sphériques concentriques et superposées, dans chacune desquelles la densité de l'air est la même partout; la densité ne variera què lorsqu'on passera d’une couche à une autre. Cette hypothèse ne serait pas admissible si nous considérions l'atmosphère tout entière, parce que, comme nous le verrons bientôt, la surface de la terre n'est pas absolument sphérique ; mais comme nous n’avons à nous occuper que d'une petite. portion de l’atmosphère, s'étendant à peu de distance tout autour de la verticale du lieu d'observation, nous pouvons faire cette hypothèse de couches sphériques concentriques, ayant leur centre commun en un des points de cette verticale, sans qu'il en résulte aucune erreur appréciable. Soit E À, fig. 407, un rayon lumineux qui vient d’un astre E, et qui pénètre dans l’atmosphère en a. En passant du vide dans la première couche, il éprouve une première déviation, et se dirige suivant a b, en se rapprochant de la perpendiculaire aO à la surface extérieure de cette couche, menée par le point a. Arrivé en b, il éprouve une seconde déviation, en pénétrant dans la seconde couche qui est plus dense que la première. et se rapproche par conséquent de la perpendiculaire b O menée en b à la surface de

Fig. 106.

séparation des deux couches. En continuant ainsi, il éprouve une série de déviations successives, toutes dans le même sens, et finit par arriver en À, après avoir traversé la dernière couche suivant la direction d A.

L'observateur, qui setrouve au point À, et qui reçoit-ce.

ravon lumineux, éprouve la même sensation que si la lumière, n'ayant pas subi de déviation, était venue dans la direction E’ A. Il en résulte qu’il voit l’astre comme s'il était en E”: il le voit plus rapproché du zénith qu'il ne . l’est réellement.

D'ailleurs il est aisé de re-.

connaître que le rayon lumineux, dans ses déviations :

successives, ne sort pas du plan mené par sa direction pi . primitive Ea et par le point n O centre des couches atmosphériques, plan qui con- Ê = tient par conséquent la dioi | rection AZ de la verticale | __ correspondant au point À; la direction apparente E’ A, suivant laquelle l'observateur voit l’astre E, se trouve donc dans le plan vertical qui passe par la position réelle de cet astre. Ainsi l’on peut dire-que les réfractions éprouvées par les rayons lumineux qui viennent d'un astre et qui traversent l'atmosphère, ont pour effet de relever cet astre dans le plan vertical qui le contient, sans le faire sortir de ce plan. | 8 58. Pour avoir une connaissance complète de la déviation que l’atmosphère fait éproùver aux rayons lumineux qui la traversent, il ne s’agit plus que de déterminer la quantité dont la distance zénithale d’un astre est diminuée par l’effet de la réfraction atmosphérique. Cette détermination ne peut se faire exactement qu’à la condition que lon connaisse la loi suivant laquelle varie la densité de l’air dans toute la hauteur de l'atmosphère. Mais on ne peut espérer d'arriver à la connaissance de cette loï, dont la recherche présenterait des difficultés insurmontables, surtout en raison des

Fig. 107.