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lure du sol , de nombreux courans s’établissent avec plus ou moins de régularité ; il en résulte dans l’air une espèce de tremblement ondulatoire très sensible à l’œil , et tous les objets éloignés ne donnent plus que des images mal définies, qui semblent se briser et se recomposer à chaque instant. Ce phénomène, qui s’observe aussi dans nos climats pendant les chaleurs de l’été, n’est pas encore le phénomène du mirage. Si le vent ne souffle pas, et si les couches d’air, qui reposent sur la plaine, restent parfaitement immobiles pendant qu’elles s’échauffent au contact de la terre, alors le phénomène du mirage se développe dans toute sa magnificence ; l’observateur qui regarde au loin distingue encore l’image directe des éminences, des villages, et de tous les objets un peu élevés : mais, au-dessous de ces objets, il voit leur image renversée, et cesse, par conséquent, de voir le sol lui-même sur lequel ils reposent. Ainsi, tous les objets élevés paraissent comme s’ils étaient au milieu d’un lac immense, et l’aspect du ciel vient compléter cette illusion, car on le voit aussi comme on le verrait par réflection sur la surface d’une eau tranquille; à mesure que l’on avance, on découvre le sol et la terre brûlante au même lieu où l’on croyait voir l’image du ciel ou de quelque autre objet; puis au loin, devant soi, l’on retrouve encore le môme tableau sous un autre aspect. Ce phénomène a été souvent observé pendant l’expédition de l’armée française en Égypte. C’était un spectacle bien nouveau pour nos soldats, et en même temps une illusion bien cruelle. Quand ils voyaient au loin, sur les plaines brûlantes, le reflet du ciel, l’image renversée des maisons, des palmiers et de tous es objets de l’horizon, ils ne pouvaient douter que toutes ;es imagés ne fussent réfléchies à quelque distance sur la surface d’un lac. Fatigués par des marches forcées, sous ’ardeur du soleil, dans un air chargé de sable, ils couraient lu rivage; mais, ce rivage fuyait devant eux : c’était l’air échauffé de la plaine qui prenait l’apparence de l’eau, et jui donnait cette image réfléchie du ciel et de tous les ob-

gg4 LIVRE VUI. — MÉTÉOROLOGIE.

jets élevés de la terre. Témoins de ce phénomène, les savons de l’expédition eurent, comme toute 1 armée, un instant d’illusion, mais cet instant fut court : Monge en découvrit sur le champ la cause, et en développa toutes les circonstai;ccs. C’est, comme nous allons le voir, un jeu particulier de

la réfraction.

5‘2G. Explication du mirage. — Supposons que a b reurésente la surface horizontale du sol {(ig. 1 expé¬

rience prouve que par l’effet de la chaleur les couches inférieures de l’air peuvent prendre une densité croissante à mesure que l’on s’élève, qu’à une certaine hauteur celte densité devient à peu près constante, puis, qu’elle décroît ensuite, conformément aux lois ordinaires de la constitution de l’atmosphère. Cela posé, concevons un point élevé ?i, et examinons comment sa lumière doit être modifiée pour arriver h l’œil que nous supposons placé en p. Il est évident d’abord que l’œil verra une image directe du point l par les rayons voisins dep h : ces rayons, il est vrai, ne viendront pas en lignes absolument droites, puisque, entre i et h l’air n’a pas absolument la même densité; mais ils n< pourront éprouver que de légères inflexions, et il en résultera seulement une certaine irrégularité dans les contours d

l’image. . , .

Mais, parmi les rayons que le point h envoie dans tous le

sens il Ven trouvera qui suivront la route hiklmnop et qui donneront, par conséquent, dans la direction p o a une image renversée de l’objet, comme s’il y avait réflectio sur un miroir. En effet, le rayon fti, par exemple, arrivai obliquement pour pénétrer dans la couche c' qui est rnoir. réfringente que la couche c dans laquelle il se trouve, doit s réfracter en s’écartant de la normale. Par la même raison, doit s’écarter aussi de la normale en passant de la couche I dans la couche c”, et s’en écarter encore en passant de celle ci dans la suivante. Ainsi, l’obliquité augmentant sans cessi il pourra bien arriver qu’à la fin le rayon ne puisse pli!

CHAP. III. DE LA LL'MI|Î;rE MÉTÉORIQUE.

passer du milieu réfringent où il est dans le milieu moins réfringent auquel il se présente; alors, il sera forcé de se réfléchir, et, continuant sa route vers l’œil, il arrivera dans la direction mnop ; l’œil verra donc le point h dans la direction po 5;, et dans une position à peu près symétrique du

point h par rapport au plan îwu, sur lequel est censé se faire la réflection.

La marche du rayon est ici tracée en ligne brisée; mais, comrne la densité va croissant par degrés insensibles depuis la surface, on conçoit que le rayon se dévie aussi par

degrés insensibles, et qu’il suive une ligne courbe, et non une ligne brisée.

Tel eslle principe de l’eiplicalion du mirage donnée par Monge en présence même du pliénoméne ; elle a éié publiée dans les Mémoires de l’Institut d’Égypte.

Voici une expérience qui n’imite le mirage que bien faiblement , mais qui peut servir cependant à en faire comprendre l’explication.

ce (fig. 393) est une caisse de tôle, ayant environ 1 métré dô longueur sur 15 ou 18 centimètres tant en largeur iiu en hauteur ; on la remplit de charbon allumé, on la suspend à la hauteur de l’œil, et, par un rayon visuel qui rase les bords de la caisse, on regarde une mire un peu éloignée lelle que m. Alors, on voit une image directe delà mire dans direction pwî, puis l’on voit une image renversée dans la hrection pm'. C’est cette seconde image qui est analogue mx images renversées du mirage -, elle est évidemment profite par la réflection de la lumière sur les couches d’air ■haud qui avoisinent la paroi de la caisse, et non par une éflection qui aurait lieu sur la paroi elle-même. Il est inlifférent pour le succès de l'expérience que le rayon visuel ase une paroi latérale ou la paroi supérieure.

Wollaston a encore imaginé une autre expérience, par îquelle on produit le mirage dans un liquide. On prend un 'eut vase en cristal de forme ronde ou carrée, on y super-

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pose, avec tous les soins convenables, deux liquides d’inégale densité qui puissent se combiner lentement près de la couche de superposition : l’eau et l’acide sulfurique, l’eau et l’alcool, l’eau et le sirop de sucre concentré, peuvent très bien remplir cet objet. Quand la combinaison est opérée bien parallèlement dans une couche d’une épaisseur suffisante, on approche l’œil vis-à-vis cette couche pour regarder une petite mire, disposée sur la paroi opposée, et l’on voit aussi une image droite de cette mire et une image renversée.

527. Phénomènes de mirage observés en différens lieux et dans diverses circonstances. — A Ramsgate, le docteur Vince a observé un effet remarquable du mirage. Lorsque de Ramsgate on regarde du côté de Douvres, on aperçoit, par un beau temps, les sommets des quatre plus haute! tours du château de Douvres ; le reste de l’édifice est cach( par une colline dont la crête se trouve à peu près à doua milles de l’observateur; la moitié de cet espace est occupi par la surface de la mer. Le docteur Vince, établi à Rarasgate à peu près à 70 pieds au-dessus de la surface de la mer fut fort surpris, le 6 août 1806, lorsqu’on regardant di côté de Douvres, vers sept heures du soir, il aperçut no seulement les quatre tours du château, comme à l’ordi naire, mais le château lui-même dans toutes ses parties ( jusqu’à sa base. On le voyait, dit-il, aussi distinctement qu s’il eût été tout d’une pièce transporté sur la colline du côl

de Ramsgate.

Le même physicien a publié beaucoup d’autres observa tions qu’il a faites du même lieu, et particulièrement en n gardant sur la mer, avec un bon télescope, les vaisseaux qi s’approchaient ou s’éloignaient de Ramsgate. Nous citeroi encore les deux observations suivantes :

Un jour, il aperçut un vaisseau qui était précisément! l’horizon : il le distinguait nettement, mais en même temi il en vit une image renversée, très régulière et disposée v(

CHAP, m. DE LV LUMIÈRE MÉTÉORIQUE. 597

licalomenl an-dessus de lui, de Icllc sorle que le somracl du

mut rdel el le somme, du ma, de rimage renversée é, aient en coïncidence (fy. 395).

Une autre fois, toujours dans le môme mois d’août, et vers le soir, il vit un autre effet : l’image du vaisseau était encore renversée, mais au-dessous de lui (fij. 396).

te capitaine Scoresby a eu l’occasion d’observer un grand nombre de phénomènes analogues dans les mers du Grofinand. Dès que le soleil se montre dans ces parages, les couches d air qui reposent sur le sol ou sur la surface de la mer tUe.gnent promptement une température beaucoup plus laule que les couches d’air qui sont à quelques pieds de lauteur, et les réfractions extraordinaires se présentent sous es apparences les plus variées et les plus fantastiques.

MM. Biot et Mathieu ont fait des observations analogues Dunkerque , sur les bords de la mer, dans la plage sal donneuse qui s’étend au pied du fort Risban. M. Biot en a lonné la théorie détaillée dans les Mémoires de l’insliiut >our 1809 ; il a fait voir qu’à partir d’un certain point f )ris a quelque distance au-devant de l’observateur o (/ïffurê 197), on peut concevoir une courbe tel,, telle que tous les oints qui sont au-dessous d’elle restent invisibles, tandis ue tous les points qui sont au-dessus, jusqu’à une certaine auteur, donnent deux images : l’une ordinaire et directe autre extraordinaire, inférieure à la couche et renversée’ ansi, un homme qui s’éloigne de l’observateur, en partant U point t, lui offre les apparences successives qui sont rerésentées sur la flgure 397.

MM. Sorel et Jurineont observé sur le lac de Genève n septembre 1818, à dix heures du matin, le phénomène emarquable qui est représenté dans la figure 398 La ourbe abc représente la rive orientale du lac ; une barque hargée de tonneaux, ayant ses voiles déployées, était en p is-à-vis la pointe de Belle-Rive, et faisait route pour rcnèvc ; les observateurs l’apercevaient avec un télescope

598 LIVRE VIII.— MÉTt;OROLOCIE.

dans la direction gp ; ils étaient au bord du lac , au deuxième étage de la maison de Jurine, à une distance d’environ deux lieues. Pendant que la barque prit successivement les positions </, r, s, on en vit une image latérale très sensible, en q'y r', s', qui s’avançait comme la barque elle-même, mais qui semblait s’écarter à gauche de ÿp, tandis que la barque elle- même s’en écartait à droite. Quand le soleil éclairait les voiles, cette image était assez éclatante pour être aperçue à l’œil nu. ?

La direction des rayons solaires au moment de l’observation est indiquée en ly.

Il suffit de connaître la position des lieux pour voir à l’instant que c’est un phénomène de mirage latéral : à droite de gp, l’air était resté dans l’ombre pendant une partie de la matinée; à gauche, au contraire, il avait été échauffé par le soleil ; la surface de séparation de l’air chaud et de l’air froid devait être ù peu près verticale dans une petite éten-| due au-dessus de l’eau ; de part et d’autre de cette couche s’était fait un mélange de densité croissante, en allant de gauche à droite, et là se produisait, dans les couches verti-j cales, ce qui se produit ordinairement sur le sol dans de couches horizontales.

Ces exemples seront suffisans pour donner une idée des] apparences indéfiniment variées ou singulièrement bizarre qui peuvent résulter des réfractions extraordinaires que la] lumière éprouve dans des couches d’air dont les densités changent rapidement. Nous avons supposé que ces changeraens s’accomplissaient dans des couches planes et réguliè-j res, mais l’on conçoit qu’ils pourront souvent, par une foui de causes, s’accomplir dans des couches courbes et irrégu Hères : alors les images produites par le mirage seront défor mées dans tous les sens, tantôt élargies, tantôt allongée outre mesure, et quelquefois dispersées comme si l’obje lui-même était brisé en mille pièces. On ne peut pas doiiteifj que le phénomène connu sous le nom de Fata Morgana ntl

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