II. — riiisiiF.s

|•itlO. Rlleia «le» prlamrH. — Dans la figure précédente, supposons |ue la face CD, en tournant autour d’une ligne passant par le point G,

reste perpendiculaire au plan du papier et prenne la position C'D' {fig. Gôô). Le milieu réfringent terminé par la face AB et par la nouvelle face CD' constitue ce qu’on appelle un prisme, c’est-à-dire un milieu terminé par deux faces planes non parallèles. En même temps que G'D' a tourné autour de G.

la uormaie MM' a été déviée di* la même quantité angulaitv ; elle a (iris la position l'P', et l’angle d'incidence FGM s’est augmenté de toute la quantité dont la

Fig. iîTm.

HRISMES.

normale a tourné. Il faut donc <|iie l'angle d'émergence change en même temps, l’ar suite, le rayon sortant du prisme ne peut pas rester dans la direction till, il doit prendre une direelion telle que (ilT, et dés lors il ne peut plus être parallèle au rayon incident. L’effet du prisme a été de produire une déviation angulaire du rayon émergent par rapport au rayon incident ; et, par cette déviation, le rayon lumineux est éloigné du sommet de l'angle (pie foui entre elles les deux faces AB,C'D'.

Si l’on fait tourner la lace CD en sens inverse, et que I) aille vers B, la normale tournera également ; l'angle d'incidence diminuera ; l'angle d’èniei-gence devra donc diminuer aussi; le rayon, à sa sortie du prisme, suivra une direction nouvelle, et le rayon (•mergent s'éeartei’a du sommet de l’angle que font les deux faces entre elles; il sera toujours rejeté vers la base du prisme. Pour une inclinaison suflisanle de la face t;D, la normale PP' changera de ciilé par rapport é FC, mais la déviation du rayon CH n'en s(>ra ipie jilns considérable.

Fit!. 631. Kif. 633.

I>es ligures (134 et 63.S, ainsi que la figure llôfi, montrent que la déviation du rayon lumineux due é l'interposition d’un prisme écarte toujours la lumière du sommet de l’angle A que forment, en se rencontrant, les deux faces AB, AC.

Les deux dernières figures ont i-té traci'.es de telle manière que l'un des rayons fût perpendiciilaiie à l'une des faces; iioiis avons voulu montrer par là que, sous certaiims conditions, les faces AB, CD pouvaient ne pas dévier, tontes deux à la fois, la Imniére qui traverse le prisme.

li'.tl. t'omlriiflIiHi ceomélrlqne qui donne le rnyou emerqent.

(ll•TI(,tli^,.

• — On pont, .1 l’nidi' rrniip cniiMriirlioii lW*s-siniplp pI i|Ii;

s'pxpli(|iip par PP qiiP nmis avniis dit plus liant (ji! l!282) obtenir la inarrlip dn rayon de lumii-rp dans le prisme Pl à sa sortie du prisme. On donne la direction IC du rayon incident (fig. 0">7), l'angle réfringent BAB' du prisme et l’indice de réfraction « de la matière qui le forme. Du point C comme centre, avec des rayons CN' = u, CM = I, on décrit des circonférences. far le point M, où le rayon incident IC prolongé rencontre la circonférence de rayon 1, on mène une perpendiculaire à la face AB dn prisme; puis on joint le centre C avec le point It de rencontre de cette perpendiculaire avec la circonférence de rayon w. Nous avons di*montré que CT est le rayon réfracté dans l’intérieur du prisme. Un prolonge la ligne CT jusqu’au point f où elle rencontre lu circonférence de rayon « ; puis on mène 01* perpendiculaire à la seconde face AB' du pi isnie. Il est lacile de démontrer que CQ est la direction du rayon émergent. Il n’y a plus alors ipi’à mener par le point T la parallèle TK à CO, |>oiiri|ue le problème soit ccnnplélement résolu.

Kijf. Fîk-

Les prismes que l’on emploie dans les expériences d’optique ont, en général, la forme d’un prisme droit f à base triangulaire, tel que le représente la ligure 6Ô8. L’angle dièdre formé par les deux plans que lu lumière traverse |iorti“ le nom d'angle réfrhigeiu du prisme. Dans les

rniSMKs.

tifcuros 6">4, ti.ïr», (iriO, cVsl l'aiiKlH A qui l■flprésenl<‘ ran<fl(’ ivfriajfeiil . Kn aussi, les ex|H*ri(uit;«\s sont disposées ilt* telle fae.uii, que le

raynii ineiileiit EK soit dans un |ilan pei'pendiculaire aux arêtes latérales (lu prisme, et tous les phénomènes de réfraction ont lieu dés lors dans replan; les résultats observés ont, de cette manière, une plus grande netteté. Ce sont les conditions que nous avons admises dans les cas traités précédemment.

1^92. Déviation inlnlmum de la lumière daua lea prlumea. — .Si,

quand la lumière traverse un prisme, on suppose le rayon incident et le rayon émergent prolongés jusqu’à leur |K)inl de lencontre, on trouve que ces deux rayons EF, Gll {fig. 6ôi) font entre eux un angle d dit migir de déviation dont la valeur dépend de l'indice de réfraction de la substance, de l'angle réfringent A et de l’angle d'iucirbmce EFN du rayon sur la face d’entrée Al! du prisme. On peut montrer par une expérience simple, à tout un auditoire, les valeurs sncc(‘ssivcs que peut (irendri' cet angle de déviation quand on fait varier l’angle d’iiuddcnce seuhnneiit. Il suffit de faire tomber dans la chambre noire un faisceau horizontal ib‘ lumière solaire sur le bord d’iiii prisme de manière que l’arête horizoutide A de ce prisme coup(' à peu prf's le faisceau en deux parties l'-gales. On voit alors les rayons «le lumière directe passant au-dessus du prismi>, aller former sur le mur (pii est en face de l’ouverture du volet une image blanche tré.s-bri liante, tout en éclairant sur leur trajet les poussières de l’air. En même teinjis, la portion réfractes’ du faisceau lumineux va former sur h* mur une image colorée toujours rejeli'-e vers la base dn prisme, la» marche des rayons émergents est visible tout aussi bien que celle des rayons directs par l'illumination qu’ils produisent sur leur |iassage. L'angle de déviation est donc manifeste pour l’observateur. .Si on fait alors tourner le prisme autour de, son axe de ligure dans un .sens convenable, on voit l’image colorée se rapprochi’r de l’image tixe, l’angle de déviation diminuer de plus en plus, jusqu’à ce ipi’il atteigne une valeur minimum (pi’on ne peut dépasser, quel que soit le sens de la rotation eximmuniquée au prisme. Le calcul et l’expérience s'accordent pour prouver que lorsque celle déviulion minimuin est atteinte, l(‘s angles d’incidence et d’émergence EK.N, HtlN' sont égaux. On a d'ailleurs, (‘ii appelant i (‘t e les angles d’incidence et d’émei'gence, )■ l'angle de réfraction à la première face et r' l'angle d’incidence sur la seconde face ;

il = i ^ r + e — r' — i + e — r + !■'

r.48 OITIOLE.

mais )■ + >•' = A; et comme dans le cas de l'angle de déviation minimum, que nous nommerons D, on a : c = » et r = »■' on en déduit :

I) = 2i — A ou

et

snitsiiluniit res valeurs (le i el de r. dans la formule = u

«in r

si" I (A + D)

il vient n—

qui permet de déterminer « lorsque D el A ont t'dé im’sun'îs exactement.

1 293. Quand on veut employer des prismes liquides, on se sert de llacons prismatiques semblables à celui de la figure f>39, dans lesquels on introduit du liquide par l'onverlure B. Alors, à travers les lames de

Vig. 639.

verre très-minces à faces parallèles qui limitent le prisme liquide en (I el en O', on peut faire passer un rayon de lumière qui est forcé, avant son émergence, de clieminer dans l'intérieur de la masse lii|uide.

CIIANIItb l\

LENTILLKH

Pamii les diverses courbures que peuvent iilïecler les surfaces qui liinilcnt les milieux réfringents, il en est qui leur donnent la propriété (le produire, sans déformation notable, des images agrandies un diniiiniées, des objets extérieurs; habituellement, les surfaces employées dans ce but sont sphériques. Les milieux réfringents, ainsi constilués, représentent les pièces essentielles qui composent les instruments d'opliqiie, el à ce point de vue ils ont une grande importance. N’auraienl-ils pas celte utilité pratique, que les pliénoinéncs intéressants auxquels ils donnent naissance suffiraient pour justifier l'étude attentive que nous allons en faire.

h29i. Diver«c« NorteM de leB(llle«. — Les corps réfringents, limités par des suifaces sphériques, s'ap|)ellenl des lenlillen. Il y a autaid d’espèces de lentilles que de groupements possibles de deux surfaces de ce genre. On peut donner à rniie el à raulre tel rayon de courbure que l'on désire ; on peut même prendre, égal à l'infini, le rayon de l’une de.s surfaces ; ce qui revient é la remplacer par un plan.

Malgré les formes diverses quelles affectent, toutes les lentilles ont été classées en deux groupes, et cette classification est fondée sur la considération des deux effets optiques qu'elles exercent. Le premier groupe comprend toutes celles qui jouissent de la propriété de provoquer la convergence des .rayons, qui allaient en s’écartant les nus des autres. On les appelle à cause de cela InUilli’ii convergentes. Par leurs formes, elles présentent un caractère commun ; elles sont plus épaisses au milieu que vers les bords. Les figures lUO, (141, 642, représentent la coupe de quelques-unes d'entre elles. La lentille de la figure 640 est dite biconvexe; celle de la figure 6H, plan-convexe, el la dernière (Hg. 642/,

oi-iiyii;.

c(iii L'sl noiicave-ciJiivi’xe »e iioiiiiiiu ménisque converijent. Le raMPii tie eoiirhure île la surface concave est ici plus grand que celui de la surface convexe. Les lentilles du second groupe sont plus minces au milieu ipi'anx bords ; on les nomme lentilles tlivergenles, car elles augmentent

ZI

Fig. •JMI.

Fis

Fig. lUi

Fig. Ri.".

Fig. 6Fi. Fig.

la divergence des rayons. Les ligures ci-jointes représentent les coupes de plusieurs de ces lentilles. Un voit, dans la ligure 64Ô, une lentille biconcave; dans la ligui'e (U.f, une lentille jilan-cüncuve, et dans la ligure ti-ib, une lentille concuve-convexe ou ménisque divergent. Dans cette dernière espèce de lentille, c’est la surface concave qui a le rayon de courbure le plus petit.