Dans un milieu homogène la lumière se propage

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toujours en ligne droite. En disposant sur «ne longue règle trois disques percés en leur centre d’un trou très petit , on voit à une grande distance la flamme d’une bougie, ou bien on cesse de l’apercevoir, suivant que les trous sont ou ne sont pas en ligne droite. On conçoit qu’il y a une foule de moyens, indépendans de la lumière, pour s’assurer que trois points sont en ligne droite.

Quand la lumière vient rencontrer une glace polie ou un miroir de métal m , suivant la direction l i , par exemple 130), elle est renvoyée suivant une autre direction ik, et continue de se mouvoir en ligne droite suivant cette nouvelle direction tant qu’elle reste dans un milieu sensiblement lionûogène.

Cette déviation que la lumière éprouve en tombant sur des surfaces polies s’appelle la réflexion de la lumière.

361. Dans un milieu hétérogène la lumière se meut toujours en ligne courbe. — Quand la lumière passe de l’eau dans l’air ou de l’air dans l’eau, la déviation qu’elle éprouve est frappante; pour s’en assurer, il suffit de prendre un vase v (fiij. 131 ) , de placer l’œil en o de manière que l’on aperçoive à peine le contour d’une pièce de monnaie m, le reste étant caché par le bord 6, et de verser ensuite de l’eau dans le vase. A mesure que le niveau s’élève, la pièce m semble s’avancer vers le centre, et l’on parvient enfin à l’apercevoir dans toute sa largeur , quoique en réalité elle continue d’être cachée par le bord du vase. Donc , la lumière ne vient pas en ligne droite de la pièce m vers l’œil : mais elle se propage en ligne droite dans l’eau et en ligne droite dans l’air, car chacun de ces milieux est sensiblement homogène dans une si petite épaisseur, et nous démontrerons plus tard qu’elle suit alors une ligne brisée analogue à m i o.

Au moyen de l’air atmosphérique , nous voyons déjà les astres avant leur lever et nous les voyons encore après leur coucher; c’est un résultat analogue au précédent, car nous apercevons la pièce t?i au moyen de l’eau , bien qu’elle soit

ISOTIO.NS GÉNÉRALES. 137

cachée par le bord du vase comme le sont les astres par les montagnes ou les plaines qui limitent notre horizon. I! y a seulement celle différence qu’en traversant les couches successives de l’atmosphère, la lumière, ne rencontrant pas de changemens brusques de densité , ne se brise pas brusquement, comme elle fait en passant de l’eau dans l’air, et alors elle suit une ligne courbe au lieu d’une ligne brisée.

Celle déviation que la lumière éprouve en traversant des milieux hétérogènes s’appelle réfraction,

362. Un rayon lumineux est la direction que suit la lumière en se propageant. — Un pinceau est la réunion de plusieurs rayons voisins. — Un faisceau est la réunion de plusieurs rayons ou de plusieurs pinceaux voisins ou séparés.

Si d’un point quelconque de la flamme d’une bougie l’on conçoit des lignes droites dans toutes les directions , suivant chacune de ces lignes droites il y aura un rayon de lumière, puisque la lumière se propage dans tous les sens et en ligne droite ; mais lorsqu’on s’éloignera assez de la flamme pour que le milieu devienne sensiblement hétérogène , les rayons de lumière commenceront à se courber, et les lignes droites primitives ne représenteront plus leurs directions.

Quand la lumière se propage dans un milieu homogène autour d’un point lumineux, et qu’on la reçoit sur une surface quelconque , l'on a coutume de dire que celte surface est éclairée par un pinceau lumineux quand elle est petite , et par un faisceau lumineux quand elle est plus grande. Alors on regarde cette surface comme la base d’un cône dont le point lumineux est le sommet , et la lumière du pinceau ou du faisceau est la lumière comprisedans le cône. Mais, quand la lumière passe dans un milieu hétérogène, tous les rayons d’un même faisceau commencent à se propager suivant des lignes courbes, et en général suivant des lignes courbes différentes ; alors , il n’est plus vrai de dire que le faisceau est un cône dro it.

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Un pinceau ou un faisceau de lumière est naturellement divergent, c’est-à-dire que sa section est d’autant plus grande qu’elle s’éloigne davantage du point lumineux. Cependant, quand le point lumineux est très éloigné, on ditque le faisceau est parallèle, parce que toutes les sections sont sensiblement égales, ou, ce qui revient au même, tous les rayons sontsensiblement parallèles. Ainsi, par exemple, la lumière que nous envoie le centre du soleil forme un faisceau parallèle , car deux lignes qui sont à la surface de la terre distantes de quelques pouces , ou même de quelques lieues , et qui vont se rencontrer au centredu soleil, sont deux lignes parallèles.

Les faisceaux de lumière naturelle, convenablement modifiés, peuvent devenir des faiseeaux convergens, c’est-à-dire que les rayons sont ramenés dans une telle direction qu’ils concourent tous au môme point. Ce point de concours de tous les rayons d’un faisceau se nomme un foyer. Mais c’est une chose digne de remarque qu’après s’être ainsi rassemblés et concentrés en un foyer , tous les rayons continuent leur route, comme si chacun d’eux était seul , d’où il suit qu’au delà du foyer le faisceau devient divergent , comme un faisceau naturel.

363. L’intensité de la lumière d’un point lumineux décroît comme le carré de la distance augmente. — On sait que les sections abcla' b' d’un cône droit (Jig. 132) sont entre elles comme les carrés des distances au sommet sc el sc' : s c' étant , par exemple , double de s c, la section a' b' sera quadruple de la section ab. Or, ce cône étant un faisceau lumineux, il est évident que la lumière qui passe en ab est la même que celle qui passe en a'b', et, puisqu’ici elle est répandue sur un espace quadruple, elle doit en éclairer chaque partie avec une intensité quatre fois moindre.

Cette proposition ne s’applique pas rigoureusement à un corps lumineux d’une grande étendue , dont on recevrait la lumière à de petites distances. Car le point s' n’éclaire pas a b tandis qu’il éclaire a b' , et les points qui seraient compris

NOTIONS GÉNÉBALES. J 39

entre s et s' enverraient tous en a' b' plus de lumière qu’eu ab; par conséquent un corps lumineux qui s’étendrait de s à s’ donnerait sur a b un éclat qui ne serait pas quadruple de celui qu’il donnerait sur a' b'.

36i. Les corps qui ne sont pas lumineux par eux-mémes se distinguent en corps opaques, comme te bois, la pierre et les métaux; corps diaphanes ou transparens, comme l’air, l’eau et le verre; et corps translucides, comme le papier mince et le verre dépoli.

Les corps opaques ne transmettent point de lumière au travers de leur masse ; mais l’opacité est toujours dépendante de l’épaisseur, tous les corps réduits en lames ou en feuilles assez minces laissent passer une partie de la lumière qu’ils reçoivent ; ainsi , au travers d’une feuille d’or collée sur du verre, on distingue une lueur verdûtre très sensible, lorsqu’on regarde une bougie ou même la lumière du ciel ou des nuées.

Les corps diaphanes transmettent ta lumière et laissent apercevoir nettement au travers de leur substance toutes les formes des objets. Les gaz, les liquides et la plupart des corps cristallisés semblent, en général, avoir une diaphanéitc parfaite lorsqu’ils sont en petite masse; car ils sont absolument incolores et ils laissent apercevoir non seulement les formes des objets, mais encore toutes les nuances de leurs couleurs. Cependant les plus diaphanes de ces corps deviennent colorés quand ils ont une épaisseur suffisante, et c’est une preuve qu’ils absorbent alors une partie de la lumière qui les traverse. Ainsi, utie goutte d’eau est parfaitetnent limpide , tandis que l’eau prise en masse est d’un vert bleuâtre très éclatant.

Les corps translucides laissent passer une partie de la lumière qu’ils reçoivent , mais ils ne laissent distinguer ni ta couleur, ni la distance, ni la forme des objets. Dans le langage ordinaire, le mol transparent s’applique souvent aux corps translucides comme aux corps diaphanes.

iiO LIVRE TI. — OPTIQUE.

365. De V ombre et de la pénombre. — Quand un corps opaque est éclairé par un seul point lumineux , la forme de l'ombre qui en résulte est facile à trouver : en effet , si l’on conçoit une ligne droite qui passe par le point lumineux et qui fasse une révolution autour du corps en s’appuyant sans cesse sur son bord, cette ligne décrit une espèce de surface conique dont le prolongement au delà du corps donne la trace du contour de l’ombre 133). Nous devons prévenir cependant que cette ombre géométrique ne coïncide jamais avec Vombre physique , parce que la lumière se diffracle ou semble s'infléchir en passant près des limites des corps, et l’effet de celte diffraction est toujours de faire paraître de la lumière dans une partie plus ou moins grande de l’ombre géométrique et de faire paraître , au contraire , de l’ombre au dehors.

Ce qui précède s’applique à un assemblage quelconque de points lumineux, mais alors on distingue Vombre et la pénombre. L’ombre est encore le lieu de l’espace qui ne reçoit aucune lumière, et la pénombre est l’ensemble des lieux qui sont dans l’ombre par rapport à quelques uns des points, tandis qu’ils reçoivent la lumière des autres.

La lumière qui pénètre par une petite ouverture dans une chambre noire, c’est-à-dire dans un espace exactement fermé de toutes parts, présente aussi des phénomènes d’ombre et de pénombre. Par exemple, v {figure 134) étant la petite ouverture pratiquée au volet, le faisceau qui vient du point lumineux s et qui pénètre dans la chambre est un cône indéfini , ayant s pour sommet et v pour base. La surface de ce cône est la limite géométrique qui sépare la lumière de l’ombre absolue; mais dans ce cas, comme dans le précédent, l’ombre physique est loin de coïncider avec l’ombre géométrique, car on observe de la lumière au dehors du cône et de l’ombre au dedans. Pour prendre une idée plus nette de ce phénomène de diffraction , supposons que l’ouverture soit circulaire et de deux ou trois millimètres de diamètre ,