OPTIQUE

Notions géoërales fUr U propagition de k lanûère.

350. Lei observationi les plus familières noua apprennent qu'un corpê lumineux quelconque émet de la lumière dans tous les sens ; la flamme d'une bougie, par exemple, serait visible de tous les \ïoMs d'une f pbère dont elle occuperait le centre ; il en serait de même d'un corps phosphorescent , ou d'une étincelle électrique. Ce qui se montre en petit , dans nos ex|>ériences habituelles , se manifeste en grand dans Timmense étendue du ciel : le soleil répand de toutes parts le même éclat dans l'espace , et sa lumière brille à la fois sur la terre, sur les planètes, sur tes comètes, et sur tous les corps du firmament , quel que soit le point qu'ils occupent dans la sphère infinie du monde.

Les corps lumineux sont essentiellement composés de matière pondérable ; le vide, tel que nous l'ayons défini , peut bien propager la lumière , mais non lui donner naissance; il en résulte que les corps lumineux peuvent être divisés en fragments pondérables de plus en plus petits, et les derniers fragments que nous puissions physiquement concevoir sont ce que Ton appelle des poinif lumineux. Ainsi , comme un corps ordinaire est une réunion de molécules ou d'atomes , un corps lumineux est une réunion de points lumineux.

360. Dans un milieu homogène la lumière êe propage toujours en ligne droite. En disposant sur une longue règle trois disques percés en leur centre d'un (rou très-petit, on voit à une grande dislance la flammé d'une l>ougte, 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, indépendants de la lumière, pour s'assurer que trois poinlssonten ligne droite.

Quand la lumière vient rencontrer une glace polie ou un miroir de métal m' , suivant la direction / 1 , par exemple {flg. 601) , elle est renvoyée suivant une autre direclioa t il: , et continue de se mouvoir en ligne droite suivant celte nouvelle direction tant qu^elIe reste dans un milieu sensiblement homogène.

Celte déviation que la lumière éprouve en I sur des surfaces polies s'appelle la réflexion de U lumière.

501. Dans un milieu liétèrogène la lumd^ m meut toujourê en ligne courbe, — Quand la lofliièrt passe de l'eau dans l'air ou de l'air dans Teao, la déviation qu'elle éprouve est frappante; pours*eB assurer , il suffit de prendre un vase v ifig, 603) , de placer l'œil en o de manière que Ton aperçoive à peiee le contour d'une pièce de monnaie m , le reste étant caché par le bord 6 , et de verser ensuite de l'eau daot le vase. A mesure que le niveau s'élève , la pièce m sesble s'avancer vers le centre , et l'on parvient enfin A Tapercevoir dans toute sa largeur, quoique en réalilé elle continue d'être cachée par le bord du vase. Donc , la lumière ne vient pas en ligne droite de la pièce «s vers Tœil : mais elle se propage en ligne droite dans l'eau et en ligne droite dans l'air , car chacun de ees milieux est sensiblement homogène dans une si petite épaisseur , et nous démontrerons plus tard qu'elle aoit alors une ligne brisée analogue km io.

Au moyen de l'air atmosphérique , nous voyons d^ 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 m au moyen de l'eau , bien qu'elle soit cachée par le bord du vase comme le sont les astres par les montagnes on les plaines qui limitent notre horizon. U y a sealeaent cette différence qu*en traversant les couches sneeessives de l'atmosphère , la lumière , ne rencontrant pas de changements brusques de densité , ne se brise pas brusquement , comme elle fait en passant de Teau dans l'air , et alors elle suit une ligne courbe au lien d'une ligne brisée.

Cette déviation que la lumière éprouve en traversaDt des milieux hétérogènes s'appelle réfraction.

362. Un rt^xon lumineux est la direction que suit la lumière en se propageant. — Un pinceau est la rénnion de plusieurs rayons voisins. — Un /l^soesnesl la réunion de plusieurs rayons ou de plusieurs piacean voisins ou séparés.

NOTIONS GÉNÉRALES

Si d^n pofiU qiielcomtiie de ta flamme d*une bougie \m conçotl des lignes droites dans (oiHes les dircctfcmt , snivanl chacune de ces lignes droites il j aura tfn rayon de lumière , puisque la lumière se propage émn9 tous les sens et en ligne droite; mais lorsqu*on »*éteignefa itseï do la flamme pour que le milieu de- Tiesne sens^lement hélérogène, les rayons de lumière eonmenoeront à se courber, et les lignes droites primitives ne représenteront plus leurs directions.

Quand la lumière se propage dans un milieu homo- ( autour d^un point lumineux , et qu'on la reçoit mie surface quelconque , Ton a coutume de dire que cette surface est éclairée par un pinceau lumineux qnattd elle est petite, et par un faisceau lumineux qiuiiid elle est plus grande. Alors on regarde cette surface comme la base d*un c6ne dont le point lumineux est le tommet , et la lumière du pinceau ou du faisceau est îm luiBiére comprise dans le c6ne. Mais, quand la lumière passe dans un milieu hétérogène, tous les rayons dNiii même faisceau commencent à se propager suivant des lignes courbes , et en général suivant des lignes iMUbfs différentes ; alors , il n*est plus vrai de dire que le filaceau est un cône droit.

Vn pinceau ou un faisceau de lumière est naturellement Mmr§ûiUp c'est-à-dire que sa section est d'autant plus grande qu'elle s'éloigne davantage du point Imineux. Cependant, quand le point lumineux est trèa-éleigné , on dit que le faisceau est parallèle, parce que toutes les sections sont sensiblement égales , ou, ce qui revient au mèm^ , tous les rayons sont sensi- MemenC parallèles. Ainsi, par exemple , la lumière que nous envoie le centre du soleil forme un faisceau parallâe, c^r deux lignes qui sont à la surface de la terre (fislantes de quelques pouces , ou même de quelques lieoes , et qui vont se rencontrer au centre du soleil , sent deux lignes parallèles.

Les ftiisceaux de lumière naturelle, convenablement nodiflés, peuvent devenir des fàisceaus convergent, c*est-àHilre que les rayons sont ramenés dans une telle dlicctiOD qu'ils concourent tous au même point. Ce point de concours de tous les rayons d'un faisceau se nomme un /b/'er. Hais 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 ai diacun d'eux était seul , d'où il suit qu'au delà du foyer le faisceau devient divergent , comme un faisceau naturel.

S63. L'intemiié de ta lumière d'un point lumineus décroU comme le carré de la distance augmem^. — On sait que les sections a bel a' 1/ d'un cône droit (ftg, 603) sont entre elles comme les carrés des distances au sommet t c et s c' :'a c' étant , par exemple, double de t c , la section a' 1/ sera quadruple de la section a d. Or, ce cône étant un faisceau lumineux, il est évident que la lumière qui passe en a 5 est la même que celle qui passe en af h\ et, puisqu'ici die est répandue sur un espace quadruple, elle doit en rociLLST. — tUn. m raTitQVB.

éclairer chaque partie avec Uitc intensité quatre fois moindre.

Celte proposition ne s'applique pas rigoureusement à un corps lumineux d'une grande étendue , dont on recevrait la lumière à de petites dislances. Car le point a' n'éclaire pas a h tandis qu'il éclaire a' b\ et les points qui seraient compris entrea et a' enverraient tous en a' h' plus de lumière qu'en a h\ par conséquent un corps lumineux qui s'étendrait de a à a' donnerait sur a 6 un éclat qui ne serait pas quadruple de celui qu'il donnerait sur a' V.

564. Les corps qui ne sont pas lumineux par euxmêmes se distinguent en carpe opaques, comme le bois, la pierre et les métaux; corps diaphanes ou transparents, 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 assex minces laissent passer une partie de la lumière qu'ils reçoivent ; ainsi , au travers d'une feuille d'or collée sur un verre, on distingue une lueur verdàtre très-sensible, lorsqu'on regarde une hougie ou même la lumière du ciel ou des nuées.

Les corps diaphanes transmettent la 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 diapbanéité parfaite lorsqu'ils sont en petife 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, une goutte d'eau est parfaitement limpide, tandis que l'eau prise en masse est d'un vert bleuâtre trèséclatant.

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

565. De l'ombre et de la pénotnbrs. — 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'appuyani sans cesse sur son bord, celte ligne décrit une espèce de surface conique dont le prolongement au delà du corps donne la trace du contour de l'ombre {fig, 604). Nous devons prévenir cependant que cette ombre géométrique ne coïncide jamais avec Vombre physique, parce que la lumière se diffiracte ou semble s'infléchir en passant près des limites des corps, et refiPet de cette diffraction est toujours de faire paraître

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