Les propriétés des prismes se retrouvent dans les

yerres connus sous le nom de lentilles, qui grossissent ou diminuent les objets qu’on regarde au travers d’eux. Ces verres pouvant être considérés comme composés d’une infinité de prismes tronqués, on conçoit que les rayons qui les traversent subissent des réfractions différentes suivant l’inclinaison différente des deux faces de chaque prisme tronqué élémentaire; de sorte que les rayons envoyés par le même objet, et qui convergent naturellement dans l'œil pour y produire la vision de cet objet, peuvent émerger de la lentille avec une convergence plus où moins grande que celle qu’ils avaient en y entrant; dansle premier cas, l’objet paraît plus grand qu’à œil nu, et dans le second, plus petit. (Voy. Lexrizes, tom. IL.)

55. Analyse de la lumière. Nous avons signalé cidessus (28) le phénomène de la coloration des bords des objets vus au travers d’un prisme; ce phénomène indique évidemment que la lumière subit une certaine modification en passant dans le prisme, car les couleurs accidentelles qu’on aperçoit sont indépendantes de la couleur propre des objets et présentent toutes les nuances de l’arc-en-ciel ; mais pour reconnaitre la nature de

LUM cette modification, il est nécessaire d’avoir recours à des expériences plus décisives.

Imaginons qu’au volet d’une chambre bien close, ct dans laquelle ne pénètre aucun rayon lumineux, on ait percé un petit trou rond de 3 ou 4 millimètres de diamètre, et qu’à l’aide d’un miroir plan, placé au dehors, on fasse passer par ce trou un faisceau réfléchi de lumière solaire; tant que ce faisceau ne rencontrera aucun obstacle sur son chemin, il se propagera en ligne droite ct il ira peindre sur le mur opposé une image ronde du soleil. Supposons maintenant qu’à une petite distance du trou on place un prisme de verre ou de cristal de manière que le faisceau lumineux soit forcé de le traverser ; on observera alors, non seulement que le faisceau dévie de sa direction, mais qu’il se dilate et se colore : en sortant du prisme, il est plus large que lorsqu'il y est entré, et continue à s’élargir, en se propageant jusqu’au mur opposé, sur lequel il va peindre une image oblonguc composée de bandes diversement colorées. La fig. 4, pl. XV, indique l'élargissement du faisceau incident, GG' est le diamètre de l’image propagée directement, et RU la largeur de l’image réfractée et colorée.

Si l’image réfractée est reçue sur un fond blanc distant du prisme de 5 à 6 mètres, ses couleurs seront vives et tranchées, et l’on pourra reconnaître, 1° que sa longueur, cinq à six fois plus grande que sa largeur, est dans un sens perpendiculaire aux arêtes du prisme; 2° qu’elle est terminée, sur sa largeur, par deux droites parallèles, et sur sa longueur, par deux demi-cercles; 3° que sa surface est divisée en sept bandes parallèles entre elles et aux arêtes du prisme; les nuances trésbrillantes de ces bandes se succèdent dans l’ordre indiqué par la figure 5, savoir : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Le rouge est à l’extrémité la plus proche de l'angle réfringent du prisme, et le violet à l'extrémité opposée. Cette image, ainsi réfractée et colorée, se nomme le spectre solaire. |

36. On ne peut expliquer ces phénomènes qu’en supposant chaque rayon de la lumière blanche solaire composé de sept rayons parallèles élémentaires diversement colorés; et comme il est impossible d'attribuer au prisme aucune force particulière capable de les désunir, il faut supposer en outre que ces rayons sont inégalement réfrangibles, ce qui les fait s’écarter de plus en plus les uns des autres dans les deux réfractions qu'ils subissent en traversant le prisme. Pour élever cette

hypothèse à la certitude, il s’agit donc de prouver,

1° que les rayons colorés ont des réfrangibilités différentes; 2° que la réunion de ces rayons produit de la lumière blanche. C’est ce que l'expérience démontre complètement.

Si l’on reçoit le spectre solaire sur un écran, çt qu’on

perce une petite ouverture au centre d’une des bandes colorées, le faisceau des rayons de cette couleur qui passera par l'ouverture se propagera isolément de l’autre côté de l’écran, et on pourra le soumettre à toutes les expériences capables de faire connaître son degré de réfrangibilité. C’est de cette manière qu’on a constaté que le rayon rouge est le moins réfrangible de tous, et le rayon violet le plus réfrangible. Entre ces deux limites, la réfrangibilité des autres rayons varie d’une manière continue. On a également constaté que chaque rayon n’est plus susceptible d’aucune décomposition ultérieure, et qu'il conserve inyariablement sa nuance en se réfractant. Les traités complets d’optique renferment un grand nombre d'expériences qui conduisent toutes à ces résultats.

Pour recomposer de la lumière blanche avec les rayons colorés, il suMit de recevoir le faisceau émergent sur un second prisme semblable au premier, mais tourné en sens inverse ; le faisceau, qui est coloré entre les deux prismes, sort parfaitement blanc du second, et va porter contre l'écran une image ronde du soleil. On peut encore recomposer la lumière blanche par plusieurs autres procédés.

Nous pouvons donc énoncer comme une vérité démontrée, que la lumière blanche du soleil est composée de rayons diversement colorés et diversement réfrangibles, tout en faisant observer, cependant, que nous entendons par rayon coloré un rayon qui a la propriété de produire la sensation d’une couleur déterminée.

37. Toutes les lumières que nous produisons artificiellement donnent des spectres analogues au spectre solaire ; mais les couleurs sont moins vives, et il manque toujours certaines nuances, ce qui explique la différence qu’on observe dans les couleurs des objets vus le jour et vus à la clarté des bougies ou des lampes; car les couleurs naturelles des objets ne sont produites que par la décomposition de la lumière blanche qui s'opère à leur surface : certains rayons élémentaires étant absorbés et certains autres réfléchis. Par exemple, les corps qui nous paraissent blancs réfléchissent également tous les rayons colorés; ceux qui nous paraissent noirs les absorbent tous, et les autres n’en réfléchissent que quelques-uns et absorbent le reste. Ainsi, la lumière de nos foyers n’étant pas absolument la même que celle du soleil, les nuances des couleurs produites sur un même corps par ces lumières doivent être différentes.

58. Il résulte des diverses réfrangibilités des rayons élémentaires, que lorsqu'un rayon de lumière blanche traverse un milieu terminé par des surfaces parallèles, il se décompose en entrant, et se recompose en sortant, car la décomposition est une suite nécessaire de la première réfraction , et la recomposition une conséquence non moins nécessaire du fait même de l'émergence sans

Tow, mu,

coloration. Ainsi, quoique la lumière blanche n’éprouye aucune altération en traversant des lames parallèles, si Von pouvait placer son œil dans l’intérieur d’une telle lame, on recevrait, dans différentes directions, des rayons différemment colorés.

39. Des raies du spectre. On nomme raies du spectre des lignes noires, ou seulement obscures, parallèles, et réparties très-inégalement sur son étendue, qui ont été signalées pour la première fois par Wollaston, et dont on doit l'analyse complète à Frauenhoffer.

Ces raies sont fines et si rapprochées, qu’on ne peut les apercevoir qu’à l’aide d’une lunette. La figure 12, pl. XV, représente leur disposition, telle qu’elle a été observée par Frauenhoffer ; leur nombre est de plus de 700. Pour établir quelques points fixes de comparaison, cet habile observateur a choisi les raies marquées B, C, D, E, F, G, H, qui, parmi les plus faciles à reconnaître, ont l'avantage de ne pas diviser le spectre en parties trop inégales. La figure indique leur position dans les diverses bandes colorées.

Frauenhoffer a constaté, 1° que les raies sont entièrement indépendantes de l'angle réfringent et de la substance du prisme; 2° qu’elles sont les mêmes pour la lumière solaire et pour toutes les lumières qui en proviennent, comme celle de la lune et des planètes; 3° que la lumière d’une lampe, au lieu de donner des raies noires, donne des raies brillantes autrement disposées. Les flammes de l'hydrogène et de l’alcool présentent sous ce rapport les mêmes apparences que la flamme d'huile ; la flamme électrique donne pareillement des bandes brillantes ; 4° que la lumière de Sirius donne des raies noires, mais différemment disposées. D’autres étoiles de première grandeur paraissent donner des raies différentes de celles de Sirius et de celles du soleil.

La découverte de ces raies est d’une grande importance pour établir des caractères distinctifs entre les diverses lumières naturelles et artificielles; elle a permis, par les points fixes que les raies établissent dans le spectre, de déterminer les indices de réfraction des principaux rayons colorés, avec une précision beaucoup plus grande qu’on ne l'avait pu faire avant.

4o. La connaissance des indices de réfraction des divers rayons colorés étant très-importante pour la construction des instrumens d’optique, et leur recherche offrant de grandes difficultés, parce que les nuances des couleurs, loin d’être brusquement tranchées, passent insensiblement de l’une à l’autre, on s’est attaché à déterminer les indices de réfractions des raies fixes marquées B, C, D, ete. Voici les résultats de ces recherches. Les indices donnés ci-dessus (33) ne doivent être considérés que comme ceux de la réfraction moyenne.

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