CHAPITRE V SPECTRE SOLAIRE nécoMPosiTtoa nr: la muukrk

I23T. Expérience «in «pcrtrc solnir*. — La déviation, que subit un rayon de lumière solaire en traversant un prisme, est accompagnée d’un

autre phénomène, qui. dans l’obscurité de la chambre noire, présente aux yeux l’une des plus belles expériences de la physique. Sur un écran placé à distance (fig. 008), les rayons émergeant du prisme, forment une image brillamment colorée : c’est le spectre solaire. Sept couleurs principales le composent : le violet, V indigo, le bleu, \evert, le jaune, l 'orangé, le rouge; elles sont disposées sur sept bandes parallèles qui s'harmonisent en passant de l’une à l’autre par des nuances insensibles.

L’image spectrale est toujours limitée par deux côtés rectilignes perpendiculaires à la direction des bandes; aux extrémités des bandes extrêmes

Fig. (MIS.

elles sont terminées en demi-cercle si l’ouverture de la chambre noire est ronde, ou bien en ligne droite si cette ouverture est une fente longue, étroite et parallèle aux arêtes du prisme.

Si, après avoir examiné le spectre solaire en lui-même, on cherche ensuite à déterminer la position qu’il occupe, on reconnaît que l’axe qui le traverse en allant du rouge au violet a une direction perpendiculaire aux arêtes du prisme, c’est-à-dire qu’il se trouve dans le plan de réfraction, et par eonséquenlles d i verses couleurs se succèdent sur l'écran en s’éloignant inégalement du point qu'aurait atteint le faisceau solaire si le milieu réfringent n’avait pas été interposé : le rouge est le moins dévié, puis l'orangé, et ainsi de suite, jusqu'au violet qui se trouve toujours, plus que toute autre couleur, écarté de l’arête de réfringence que lions avons appelée A au g 1205.

1235. Théorie de Newton. — Newton a expliqué le phénomène, et a prouvé la vérité de son explication par un grand nombre d’expériences très-ingénieuses. Il a démontré que In lumière blanche du soleil est formée par la réunion d’un grand nombre de rayons de diverses couleurs, possédant des réfrangibilités inégales. Iles rayons, quand ils cheminent réu-

DÉCOMPOSITION DK LA LUMIÈHK.

nis, nous ilounenl la sensation de fa couleur blanche; mais connue ils possèdent chacun un indice de réfraction spécial, ils sont déviés inégalement en traversant nu prisme et cessent dès lors d'être parallèles; c’est pour cette raison qu'ils atteignent, en des points différents, l’écran placé derrière le prisme. L’expérience, que nous venons de rap|>orler, n’est donc qu'une analyse de la lumière, ainsi que Newton l’a aflirnté le premier.

Les expériences de Newton peuvent être distribuées en deux groupes : dans les uues. il prouva clairement que les différentes couleurs sont inégalement réfrangihles ; dans les autres, il lit une synthèse des rayons diversement colorés, et il établit (pie les sept couleurs du spectre, quand elles sont réunies, reconstituent la lumière blanche.

I2.T6. 1° Expérience des deux bande*. — Sur uil fond noir deux handes (droites I (Jig. BOO). l'une bleue, l’antre rouge, sont collées l’nne à la suite

Fig. GO!).

de l’autre. Nous les supposerons horizontales, comme cela est sur la ligure. A travers un prisme P dont les arêtes sont aussi horizontales, ces bandes apparaissent toutes deux déplacées parallèlement à leur position primitive ; elles sont vues en I’. Mais elles sont déplacées inégalement; on reconnaît que toujours la plus déviée est la bande bleue : il faut donc admettre (pie les rayons bleus sont plus réfrangibles que les rayons rouges.

Pour se rendre un compte plus exact du phénomène et reconnaître pourquoi les bandes paraissent relevées, il sullit de considérer le prisme A HL (Al/* 610), dont l'angle A des faces, traversées par la lumière, est eu

oi’Tlgl :k.

liant. Un rayon IG qui tombe sur ce prisme émerge suivant FE; l'oeil placé en E verra Ir lumière venir dans la direction FE et rapportera le point lumineux à une position qui se trouve sur le prolongement de cette direction EF.

.Mais celte expérience faite avec des matières recouvertes de couleurs artificielles et non avec les rayons du spectre solaire même, ne peut conduire à des conséquences rigoureuses. Dans les expériences suivantes. Newton ngit directement sur les rayons qui forment le spectre.

1237. Hliilr »wrMlT« des divers rajout eelorfs. — Un premier écran, qui reçoit le spectre solaire, est percé d’une ouverture par laquelle •les rayons rouges seuls peuvent passer (fig. 611). La lumière. rouge che-

Fig. g 1 1 .

mine, arrive sur un second écran place à distance et le frappe en un point P que l'on a soin de marquer. Ces opérations préliminaires effectuées, on dispose derrière le premier écran un prisme réfringent maintenu dans une position invariable. Le rayon rouge traverse ce prisme, est dévié et vient en un point R éloigné de P. On fait alors tourner le premier prisme, celui qui détermine la formation du spectre, jusqu’à ce cpie le rayon violet qui s’en échappe passe par l’ouverture et suive exactement a route que suivait d'abord le rayon rouge. La lumière violette traverse le second prisme, elle est déviée et vient en un point V. L’expérience montre que ce point V se trouve plus loin de P que ne l’était le point R dont on avait marqué la position.

Pour s’assurer que le rayon violet est bien tombé sur le second prisme en suivant la même route que le rayon rouge, on retire ce prisme auxiliaire, et si l’expérience est bien faite, on doit voir le rayon violet rencontrer le point P du second écran.

Les différents rayons colorés, autres que le violet, étant substitués successivement au rayon rongé, on trouve que leur ordre de réfran-

hkcomimisiï ion iik i.a i.i mikiu:. 7Iï

gibililc est hien celui (|iii est indiqué par leur distribution dans le spectre solaire. ‘

1238. B° Expérience de* prisme* croisés. — Les expériences successives qui viennent d’êlre exécutées sont reproduites simultanément, on adoptant une autre disposition. Un spectro vertical RV (fiy. 612 et 613) produit parmi prisme dont l’arête de réfringence est horizontale, est reçu sur un écran éloigné. L’observateur marque les positions occupées par les diverses couleurs, puis entre ce premier prisme et l’écran il interpose un second prisme dont les arêtes sont verticales. Le spectre, déplacé par cette interposition, est rejeté de côté en R'V', et ne conserve plus sa verticalité primitive : le rouge est moins écarté de sa position antérieure que le violet. Toutes les autres couleurs ont subi des déviations intermédiaires.

Les figures 612 et 613 représentent cette expérience telle que nous venons de la décrire ; mais les dispositions prises ont été telles, qu’une partie seulement du rayon direct est interceptée par le premier prisme, et que les rayons (pii forment le premier spectre ne sont pas tous

Jt. —

ïîi

Si .

K tu 1112.

Km. Ilia.

interceptés par le second prisme. Par ces dispositions, on aperçoit simultanément le faisceau direct, qui est blanc, le faisceau dispersé par le premier prisme, qui offre les différentes couleurs du spectre, et enfin on voit ces couleurs simples elles-mêmes inégalement déviées par le second prisme.

1239. 4* l ue lentille dévie inégalement le» dlvem rayon» colorée.