CES CRE

Dissolution de potasse. . . . . . .

éré

TABLEAU DES INDICES DE REFRACTION DES RAYONS DU SPECTRE CORRESPONDANT AUX PRINCIPALES RAIÏES.

Sn benthine. . . .

Le) Crown-glass. . . .

REFRINGENTES.

glass Flint-glass, n° 23, prisme de 45°. .

Flint-

Huile de t

Flint-glass, n° 30. . . :. : . . .

Crown-glass, n° 13. . . . . . . :

Crown-glass, lettre M. . .

Flint-glass, n° 25, prisme de 60°. .

Ces résultats sont d’autant plus précieux qu’on ne connaissait réellement rien de fixe, dans le spectre, ayant les découvertes de Frauenhoffer, car les nuances y sont en nombre infini depuis le rouge le plus vif iuiquan violet le plus sombre, et chacune de ces nuances a nécessairement un indice particulier de réfraction,

41. De la dispersion. Des prismes égaux de substances différentes ne produisent pas des spectres identiques dans les mêmes circonstances. Les couleurs y sont bien toujours rangées dans le même ordre, mais leurs longueurs ne sont pas proportionnelles. Par exemple; un prisme de verre ordinaire donne proportion=

nellement plus de rouge et moins de violet qu’un prisme

de flint-glass. Ge phénomène se trouve nécessairement

lié avec la grandeur des indices de réfraction de chaque couleur. On a donné le nom de dispersion à la diffé-

rence des indices des rayons extrêmes, rouge et violet.

Ainsi la dispersion d’une substance est d'autant plus

grande que la différence des indices extrêmes est plus

considérable. La dispersion, divisée par l'indice moyen

de réfraction diminué de l’unité, se nomme le pouvoir dispersif de la substance.

En désignant par »' l'indice de réfraction du rayon rouge, par n° celui du rayon violet, et par » l'indice moyen, la dispersion cest représentée par n — »’, et le pouvoir dispersif par

42. Brewster a donné dansson Encyclopédie une table des dispersions et des pouvoirs dispersifs d’un grand nombre de substances. Les expériences qui lui servent de base, faites avant la découverte des raies du spectre, ne peuvent avoir autant d’exactitude que si les teintes eussent été rapportées à ces raies; mais on peuten tirer Nous en extrairons seulement ce qui concerne les substances les plus usuelles.

d’utiles indications.

Noms des substances. Pouvoirs Dispersions.

dispersifs.

Chromate de plomb maximum, estimé 4060014000 UNI SELS 400 0,770

Chromate de plomb, idem, doit excéderndes ar0/:n8.2R 10020 208 M0 06 0,576 Chromate de piomb minimum. . . 0,267 0,394 Carbonate de plomb minimum. . . 0,066 0,056 Verrés vertes! lon. 42609070 0x 0,037 Sulfate de plomb. . . . . . . . . . 0,060 0,056 Verre rouge foncé. . . : . .!. « . 0,a6o 0,044 Verresopale: 12e .1e Romeo 060 MD; 058 Verré:orangé:no vu Art ED 06 0,042 Selgemmeit. CAT ENT SN DI0bS 0,029 Flint-glasssi couts 20e 0052 0,032 Verre pourpre foncé. . : . . . . . 0,051 0,091 Flint-glasssr a5.0.231418 LUE A0 eos 0,029 Ideñni ail stress d'hier 0,028 Acide rnitrique: 04 151010 aq ten 06 0,019 Acidenitreux:1.1 241.140 200 of 0,018 Verre:roséif. 41}.1419) 00,200 CE 0,025 Huile de térébenthine. . . . . . . . 0,042 0,020 Atmbré sutirsus 20-H1sTeNt CUBE C eop/us 0,025 Spath calcaire maximum, . . . . . 0,040 0,027 Verre de bouteille. . . . . . : . : 9,040 0,023 Sulfate de sfer.-e594r 2100.00 ETC CEE 0,019 Diamañtuds cost 10cm OT ee 0,058 0,056 Huile diolire:1:'1,54 not ao 088 0,018

Noms des substances. Pouvoirs Dispersions.

: dispersifs.

AT eee casio e ©, 01. 03000 0,020 Suülfatelde Cure. +. . 1. ..- + +, 05000 0,019 RE rue «+ + + à 0,009 0,012 MEME CGI ROTAX. ee + ee ©: e 102004 0,018 MÉMREANYRIMES ee ce ee 0 «ec 405002 0,017 RE. <<. 10,020 0,011 Cristal de roche. . . . . . . . . . 0,026 0,014 Spath calcaire, minimum. . . . . 0,026 0,016 SHAROAUOT- ne en ee 105022 0,010

45. La dispersion des rayons colorés est l'unique cause des bandes irisées qui apparaissent sur les bords des objets vus à travers un prisme, bandes dont l'effet est de rendre les contours de l’image mal terminés et incertains. Ce phénomène ayant également lieu avec les verres lenticulaires des lunettes, il est très-difficile de construire des instrumens dioptriques capables de donner des images bien nettes et sans coloration étrangère; si, comme l'avait cru Newton, le pouvoir dispersif de toutes les substances réfringentes était le même, il serait absolument impossible de construire des instrumens qui eussent la propriété de dévier la lumière sans y développer les couleurs, instrumens auxquels on donne le nom d’achromatiques. Newton , désespérant du perfectionnement des télescopes ordinaires, voulut les remplacer par un instrument plus exact, et c’est à une erreur qu'est due l’invention du télescope à miroir, devenu si fécond entre les mains d’Herschell.

Euler signala le premier la possibilité de composer des lentilles achromatiques, en se fondant sur la constitution de l’œil humain ; mais c’est à Dollond, célèbre opticien anglais, qu’on doit la solution du problème et la découverte de la différence des pouvoirs dispersifs des divers corps transparens. Après beaucoup d’essais sur toutes les espèces de verres, il obtint, de deux prismes placés l’un contre l’autre, les angles réfringens opposés, une lumière émergente incolore, quoique déviée d’une manière assez considérable. C’est avec les deux sortes de verres de ces prismes qu'il construisit ensuite des lentilles achromatiques, en réunissant un verre convexe de crown-glass avec un verre concave de flint-glass.

Pour faire comprendre comment un prisme peut devenir achromatique, imaginons un prisme quelconque triangulaire, traversé par un faisceau de lumière blanche; si on applique sur la surface d’émergence celle d’un autre prisme semblable au premier, mais tourné en sens opposé, le système formera un prisme quadrangulaire, et la dispersion et la déviation produites par le premier prisme étant détruites par la dispersion et la déviation produites par le second en sens inverse, la lumière sortira du système sans altération ; ce qui résulte d’ailleurs du fait, que le système se réduit à une

simple plaque à faces parallèles. Mais ce système ne faisant éprouver aucune déviation aux rayons lumineux, l'objet vu au travers apparaîtra sous les mêmes dimensions qu’à l’œil nu; et ce qu’il importe, c’est d’avoir des images plus grandes ou plus petites, suivant le besoin. Concevons maintenant que la substance du second prisme, au lieu d’être la même que celle du premier, soit plus dispersive; comme la dispersion augmente avec l’angle du prisme, il faudra donner au second prisme un angle réfringent plus petit que le premier, pour que l’image soit incolore; et alors elle conservera une certaine déviation. Nous ne pouvons qu’indiquer ce principe, dont l'application à la construction des instrumens achromatiques présente des difficultés trèsembarrassantes, malgré tous les progrès de l’optique.

44. Des couleurs produites par des lames minces. Tous les corps diaphanes réduits en lames très-minces font éprouver à la lumière des décompositions analogues à, celles du prisme, et les rayons réfléchis, comme les rayons émergens, prennent des teintes très-variées. On peut observer ces phénomènes dans les bulles de verre ou de savon soufflées jusqu’au point où elles éclatent ; un moment avant de se briser elles présentent des couleurs vives et changeantes. Les liquides volatils répandus en lames minces sur des surfaces polies d’une teinte foncée se colorent pareillement. L’air lui-même partage cette propriété, lorsqu'il est contenu entre deux plaques transparentes, comme le seraient, par exemple, deux plaques de verre pressées fortement l’une contre l’autre. Newton s’est beaucoup occupé de ces phénomènes , qui l’ont conduit à des résultats très-importans. Nous allons indiquer les faits principaux qu’il a observés.

Sil’on place unelentille bi-convexe AB d’untrès-grand foyer (PL. XV, fig. #) sur un verre plan, et qu’on fasse arriver sur la lentille un rayon de lumière blanche, on aperçoit au point de contact des verres une tache noire et tout autour une série d’anneaux diversement colorés, dont le nombre augmente à mesure qu’on presse avec plus de force la lentille contre la plaque. Le point noir ne devient visible que lorsque la pression est assez grande pour établir un contact immédiat des deux verres, Ainsi, on commence par voir au centre , sous une pression modérée, un cercle d’une certaine couleur; cette couleur s'étend, en augmentant la pression, jusqu'à ce qu’il paraisse au centre une nouvelle couleur que la première entoure en bande circulaire. La pression croissant toujours, la nouvelle couleur s'étend à son tour; une autre la remplace âu centre, et ainsi de suite, jusqu’à ce qu'enfin il arrive un point noir qu'entourent tous les cercles de couleur. En diminuant graduellement la pression, les mêmes phénomènes se reproduisent en sens inverse, et tous les cercles colorés diminuent et disparaissent successivement.

Ces cercles colorés se succèdent dans cet ordre autour du point noir : bleu, blanc, jaune et rouge; l'anneau bleu est faible, les anneaux rouge et jaune sont trèsapparens et de même largeur que le blanc; cette première série est entourée d’une seconde dont l’ordre est: violet, bleu, vert , jaune etrouge. Toutes ces couleurs sont larges et claires, à l'exception du vert, qui paraît terne et étroit; une troisième série, pourpre, bleu, vert, jaune, rouge, entoure la seconde; enfin une quatrième série, consistant en deux anneaux vert et rouge, n’est plus entourée que d’anneaux ternes, dont les couleurs indécises finissent par se confondre avec le blanc.

Si, au lieu de recevoirlesrayons réfléchis, on place l’œil au-dessous de laplaque pourrecevoirlesrayonstransmis, on voit un cercle blanc au centre et une suite de cercles colorés dont les teintes se succèdent dans un ordre tel que les anneaux qui se correspondent par réflexion etréfraction ont des couleurs complémentaires, c’est-à-dire des couleurs qui, réunies, composeraient de la lumière blanche. Par exemple, si la couleur d’un anneau réfléchi est produite par le mélange des deux premières couleurs du spectre, le rouge et l’orangé, celle de l'anneau réfracté correspondant sera produite par le mélange des cinq couleurs restantes, jaune, vert, bleu, indigo et violet.

Les bandes colorées ne sont circulaires que lorsque les rayons incidens sont perpendiculaires ; s’ils tombent obliquement , les anneaux s’élargissent et deviennent elliptiques.

45. Pour ramener le phénomène à ses élémens, Newton répéta les expériences, en employant de la lumière homogène ou d’une seule couleur primitive ; il vit qu'avec la lumière rouge, il ne se formait que des cercles rouges séparés par des cercles noirs; qu’avec la lumière jaune , il n’y avait pareillement que des cercles jaunes, et ainsi de suite. En général, chaque rayon simple produit par réflexion et par réfraction une série d’anneaux alternativement noirs et de sa couleur: les anneaux noirs réfléchis correspondent aux anneaux colorés réfractés, et vice versd.

En mesurant les diamètres des anneaux réfléchis dans leur partie la plus brillante, Newton trouva que, quelle soit la couleur de la lumière homogène, les carrés de ces diamètres sont entre eux comme les nombres impairs 1, 5, 5, 7, 9, etc. ; et que les carrés des diamètres des anneaux transmis ou des anneaux noirs réfléchis sont comme les nombres pairs 0, 2, 4, 6, 8, etc.

Ces rapports une fois trouvés, il devenait facile de calculer l’épaisseur de la couche d’air correspondante à un anneau, en mesurant d’abord son diamètre, car la courbure du verre convéxe étant connue, et le verre plan lui étant perpendiculaire, la distance des deux surfaces à une distance quelconque du point de contact est déterminée par çette dernière distance, c’est-à-dire

par le diamètre de j’anneau correspondant. En outre, le diamètre d’un anneau quelconque étant mesuré directement, ses rapports précédens avec les autres servent à calculer ceux-ci; mais il n’est pas même besoin de connaître ces derniers pour obtenir les épaisseurs de la couche d'air; car en désignant par e l'épaisseur de l'air correspondante à la circonférence intérieure du premier anneau réfléchi, on voit aisément que les épaisseurs aux périmètres intérieurs et extérieurs des anneaux successifs sonte, 3e, 5e, ve, 9e, et que les épaisseurs de l’air correspondantes au milieu des anneaux sont 2e, 6e, 10e, 14e, etc., pour les anneaux réfléchis, eto, 4e, 8e, 19e, 16e, etc., pour les anneaux réfractés. Ces rapports sont les mêmes pour chaque lumière homogène; mais l'épaisseur absolue de la lame d’air correspondante à un anneau du même rang varie avec la couleur, et augmente du rouge au violet. En prenant pour unité l’épaisseur de la lame d’air à la circonférence du premier anneau de la lumière rouge, celles qui se rapportent aux autres couleurs sont :

Epaisseur de la lame d'air, Désignation des couleurs. au périmètre intérieur

du premier anneau,

Rouge extréme.. 5... e.

Limite du rouge et de l’orangé. . . . e. 0,9248 Limite de l’orangé et du jaune. . . e. 0,8855 Limite du jaune et du vert.. . . . .. e. 0,8255

Limite du vert et du bleu. . . . ... e. 0,7635

Limite du bleu et de l'indigo.. . . . . e. 0,7114 Limite de l’indigo et du violet... . .. e. 0,6814 Violétiextréme fer ee e. 0,6300

La valeur de e en millimètres est 0"",00008057; si l’on multiplie par cette valeur de e les nombres cidessus, ceux qu’on obtient représentent les valeurs absolues des épaisseurs, et par une particularité trèsremarquable, ces valeurs absolues sont entre elles comme les racines cubiques des carrés des fractions