CHAPITRE III

Décomposition et Recomposition de la lumière.

389. La lumière blanche du soleil est composée de rayons diversement colorés. — Pour démontrer celte proposition fondamentale, on forme d’abord le spectre solaire ks procédés que nous avons décrits (^^.170), et qui sont reproduits dans la figure 201 : m est le miroir métallique ou le porte- /MWti'êre adapté au volet de la chambre noire; o esll’ouverture du volet dans laquelle on dirige le faisceau de lumière solaire ; elle a 1 ou 2 centimètres de diamètre; p est le prisme réfringent; t est le tableau sur lequel on reçoit les images. Avant de mettre le prisme, l’image directe est ronde et sans couleurs ; elle se forme eu g. Au moyen du prisme, l’image réfractée est oblongueet colorée; elle se forme enru , c’est le spectre solaire. La figure représente le tableau t rabattu et vu de face pour mieux montrer les effets.

En variant celle expérience, il est facile de constater les résultats suivans : 1® Parallèlement aux arêtes du prisme, la largeur du spectre est toujours égale au diamètre de l’image directe qui serait reçue à la même distance ; 2® perpendiculairement aux arêtes, la longueur du spectre dépend de l’angle réfringent du prisme et de la nature de la substance.

Pour démontrer le premier résultat, il suffit de répéter l’expérienc ) avec des prismes différons . |

Pour démontrer le second, l’on peut employer le prima variable, qui est représenté dans la figure 202. Le pied p ci les deux bouts b et b' sont en cuivre, tandis que les deuxl faces /'et f sont des lames de verre montées dans des cadreil

CHAI', m. —DÉCOMPOSITION ET RECOMP. DE LA LUMIÈRE. 190

de mêlai; l’une d’elles est fixe, l’autre est mobile, et peut ôlre parallèle ou inclinée à la première sous des angles différens. Cet appareil substitué au prisme p de la figure 201 n’imprime d’abord aucune déviation au fiiisceau direct , ce qui prouve le parallélisme des deux côtés dans cliacune des lames f et f", mais, lorsqu’on y verse un liquide transparent, on voit à l’instant le faisceau se dévier et se décomposer. Ensuite, on fait varier à la fois la déviation et la coloration, en inclinant plus ou moins la face f' sur la face /. Pour faire voir ensuite que la longueur du spectre dépend de la nature de la substance du prisme, on peut d’abord verser soccessivement divers liquides dans le prisme variable en lui conservant le même angle, et observer les longueurs des spectres correspondans ; mais, pour les solides, on se sert du polyprisme qui est représenté dans la figure 203. Cet appareil est un assemblage de prismes de différentes subslances superposées bout à bout et ayant tous le môme angle réfringent ; en le promenant devant l’ouverture, on oblige le faisceau à tra^ verser successivement les diverses substances avec la même obliquité, et l’on obtient ainsi des spectres inégalement déviés et inégalement colorés.

Dans ces expériences, il est facile de reconnaître que si la longueur du spectre n’est pas au moins double de sa largeur, il se forme au milieu une bande blanche; mais, quand le spectre est très allongé, le blanc disparaît, la séparation des couleurs est complète, et l’on y distingue les sept nuances suivantes : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet.

Il importe de remarquer qu’elles sont toujours dans le même ordre relatif, et que, par rapport au prisme, c’est toujours le rouge qui éprouve la moindre déviation. Ce sont ces nuances que l’on appelle ordinairement les couleurs du prisme, les couleurs du spectre, les couleurs de l’iris ou de V arc-en-ciel, les couleurs simples, etc. ; mais nous verrons que, si nos yeux ne comptent que sept couleurs dans le spectre, il est vrai de dire cependant qu'il y en a une infinité.

La séparation des coaleurs a lieu d’une manière assez complète, quand on reçoit le spectre à 6 mètres de distance, le prisme ayant un angle réfringent de 60®, et l’ouverture du volet étant un cercle de 1 centimètre de diamètre. Cependant elle est plus complète encore quand l’ouverture est plus petite : c’est ce que l’on peut vérifier en faisant tomber simultanément sur le prisme plusieurs faisceaux par des ouvertures voisines de différens diamètres, ou, mieux encore, en faisant tomber un seul faisceau par un triangle isocèle très allongé , dont la hauteur soit parallèle aux arêtes du prisme.

Pour donner au spectre des limites plus nettes et mieux tranchées, on peut encore adopter la disposition suivante qui a été employée par Newton. A quatre mètres de l’ouverture O {fig. 205), on place une lentille ayant 2 mètres de distance focale principale, sur laquelle on fait tomber un faisceau de lumière solaire; alors, l’image de l’ouverture va se peindre de grandeur naturelle en o', à la môme distance de 4 mètres ; mais, immédiatement derrière la lentille, on place le prisme P, qui décompose la lumière incidente, et donne un spectre qui est nettement défini et très brillant, parce qu’il contient dans un moindre espace toute la lumière qu’il contiendrait si la lentille n’y était pas.

390. Les rayons diversement colorés sont diversement réfrangibles. — Cette vérité résulte déjà de la forme dilatée du spectre ; car il est évident que la lumière violette, qui tombe en u (fig. 201), forme, au sortir du prisme, un angle d’émergence plus grand que la lumière rouge qui tombe en r ; et, comme elles ont l’une et l’autre une même incidence sur la première face du prisme, il faut bien en conclure que le violet est plus réfrangible que le rouge. Le môme raisonnement fait voir que les nuances intermédiaires ont des réfrangibilitês intermédiaires.

Mais voici des expériences qui conduisent à la même conséquence d’une manière plus frappante.