CHAPITRE IV
Desraie« da spectre, de la dispersion et de l'achromatisme.
506. Des raies du êpectre. — Nous appellerons raies du spectre les changements brusques d'intensité que Frauenhofer a découverts dans la lumière du spectre. Ces changements se présentent tantôt sous l'apparence de lignes noires ou presque complètement noires, tantôt sous l'apparence de lignes brillantes.
La figure 690 représente ce phénomène singulier , pour la lumière solaire : r i» est le spectre ordinaire ùù sont marqués les espaces occupés par les diverses couleurs , et r' «' offre les principales raies que l'on y distingue; dies sont toujours noires, et, en concevant que cette figure soit projetée sur la première , on aura une idée des positions de ces diverses raies par rapport aux nuances du spectre. On voit d'abord qu'elles ne tombent pas aux limites des couleurs, mais qu'elles se trouvent réparties depuis le rouge au violet avec une grande irrégularité , sans rien ofi^rir de remarquable au pas* sage du rouge à l'orangé, de l'orangé au jaune, etc. On peut remarquer ensuite qu'il n'y a pas moins d'irrégularité dans leur apparence que dans leur position : les unes sont très-déliées et ne paraissent que comme ôes lignes noires isolées et à peine visibles ; d'autres sont très-rapprochées et ressemblent plutôt à une ombre qu^à un assemblage de lignes distinctes; enfin , il y en a quelques-unes qui sont très-tranchées et paraissent avoir une étendue sensible. Pour établir quelques points de repère au milieu de cette confusion , Frauenhofer a choisi les sept raies qui sont marquées fr, o, J, a, /*, g, A, comme ofi^rant le double avantage d'être faciles à reconnaître et de partager le spectre en espaces qui ne sont pas trop inégaux. De fr à c on compte 9 raies fines et bien déterminées ; de c à d on en compte 30 ; de d à e, environ 84 de différentes grosseurs ; de e à /, pins de 76 , entre lesquelles on en distingue trois des plus fortes du spectre et des mieux terminées ;ée fkg 185, et de ^ à /i 100 : 6e qui fait 574 de 6 à h. Si l'on compte encore celles qui sortent de ces limites, on peut évaluer à 6 ou à 700 le nombre total des raies noires ou plus ou moins sombres que présente le spectre solaire dans toute sa longueur.
Pour observer ce phénomène, il ne suffit pas de jeter les yeux sur le tableau qui reçoit le faisceau de lumière décomposé par le prisme; ces espaces noirs sont beaucoup trop fins et trop resserrés pour être aperçus directement ; mais il est nécessaire d'employer un appareil particulier, et surtout un grossissement considérable. On peut disposer rcxpérience de la manière suivante : on fait entrer dans la chambre noire un pinceau de lumière solaire par une ouverture longue et étroite o ipy. QbO) ; à la dislaucc de 6 ou 7 mètres on reçoit ce
LIVRB rf.'^ OPTIQUE.
faisceau 8ur un prisme p (rèspur, sans stries ni filandres, el tourné de manière que set arêtes aoîl parallèles à la longueaf de roOtèrlure ; dtrrière ce prisme on dispose une Innette achromatique /, pour qa*elle reçoive le faisceau réfracté et décomposé; et c*est en regardant dans là tunetie snccesslVetneiii tôtiiés lés nuances du spectre que l'on dislingue les raies qui appartiemieÉt ■« diretses poHiaiis de té \aaigfàtuh
Après atotr fait cette déomiTerte importante, Frau^ liofer a cMistaté : 1* (|ne lés raiet sont tout à Mt indépendaates de Tangle réfringent du prisme } ei 9* qu'elles sont pareillement indépendantes de la nature de la lubstance réfringente , c'est-â-dire que, dans tous les eas , elles restent les mêmes pour leur nombre ^ leur fohne et leur disposition.
Jusqu'à présent on a trotté «ne identité si tfbMite entre la lumière du soleil et toutes les autres lumières naturellea ou artificielles , ffuMI éialt très-important de eherclier si cetie identité se soutiendrait encore à la nouteHe épreuve des raies du spectre. C'est dans cette tue que Frauenhofér a feil avec le même appareil dl- Terees èxpérlenèes sor l'étincelle électrique, sur la flamme d'une lampe , sur la lumière de Ténus et stfr oelle de Sirius.
La lumière électrique donne des raies brillantes, au lieu de raies noires) l'une des plus remarquablea par ta Tife Intensité ëe troiif e dans le vert.
La lumière d'une lampe dontae pareillement des raies brillantes) on peut surtout éii distinguer deux trèsintenses fers le rouge et l'orangé. La flamme de l'bydrofi^ne et celle de l'alcool présentent sous ee rapport la même apparence que les flammes d'huile.
La lumière de Ténus donne les mêmes raies que la lumière du soleil , seulement elles sont moins belles à distinguer vers les extrémités du spectre.
Enfin, la lumière de Sirins donne aussi des raies noires , mais elles sont tout à Hit différeiltes de celles du soleil ou des planètes. Il )r en a trois eUrtout qui sont très- remarquables : l'une dans le tert^ eldeux dahs le bleà.
D'autres étoiles de première grandeur paraieseill
dinrtier des raies diffêrenlet de e^es de flirinf et de èettesdtf soMli>
Ainsii par tette nouvelle dsmnée et par oes ebservn- Uons préetits^ se trontent établis des earaetèret di«- Unctifl entre 1^ diverses lumièrei naturdlei mi artifieiellei | ^est «ne vaste carrière ouverte par l'habile artifle de Munleh dont noua avons à déplorer la peHt. nous pouvons eapérer que lee phjaleieiis svivrOMavee Un vif Inléfêl ces premières déoouvertea qoi tiennenl de si près à l'origine de la lumière et a«x: ooÉdiHons tem lesquelles elle prend natasance^soit artifleielleaienft di«i les corps terre«trcS| soit natureltemetilënna le «OM et les étoiles.
897. Deê UM^iM de réfraeHmp9mi'di9er$ nytmf Ou ^^eeite. -^ La re^efehe des indices de réfraoUfa des divers rayons de Inmière est «n proMne d%ae grdnde importance pour la théorie de roptiqnè et pov la Oènstfuction des instrumentai L'Invarinbililé dei raies du spectre offife, pour le résoudre^ un mifta beaneoup plus eKact que ceux qu'on pouraii empidrir ^luaiM on n'avait, polir pointsdè repère^ que des nnaneei de couleurs toujours incertaines, àinli , au lieu de ëé^ terminer pour chaque substance l'indioe de réiraeUsa du i^uge, de l'orangé ^ du jaune, ete. , on iterebelei indices de réfraction des raies que noua avons prisédeinment appelées b, c, d, e, ^, g^ h {fiffi MO). Les mpérienees se réduisit toti|o(trs à obeerver l'angle dlseklenee sur le prisme^ l'angle d*émergene6 et la déviation a« moyen du théodolide (fig. 689); mais on paat aussi simplifier cette recherche en plafOnt le prisme cdlnme nous l'dvons indiqué, de manière qu'il dofcoe sticoessivement pour chaque rayon la déviation mddmmmf alors cette déviation est la seule donliéedeÉl on ait besoin. La lunette qui rcfoil le spectre an sertir du prisme est munie d'un fil mteroniétrique paralWe aux raies j qtai permet de remplir la condition ém mùdmum avec le derni^ degré d'exactitude.
Toiei le tableau de quelqua expérieneêi trèa^efcaciei faites par Frauenhofér. Nous avons désif^ par «» ,««« na.... it7,les indices de réfraction correspondant aux r«lefè,o,<£,o,/;sr,A.
CHAt». IV< ^ ACHROMATISME.
tABLEAU t)È9 INDICES DE nÉPftACTlÔH DBS DIVERS RAYONS DO SPECTRE.
8U»8TAIfCK8 téMn^tniM.
•to
Flînl-glass h« ÏS. . .
Qrowa-glasst • . .
SaH. »•*...
Eao
Potasse, k « . . .
Huile de térébenthine.
Fliiit-ylast n*" 5. . .
Flint-ylaM n« 50. . .
Crown glass n* 15. .
Crown -glass LiU. If.
Flim-glast n« 25 et
Prisme de 60*. . .
FlîDt- glass n« 25 et
Priflne de AH^'é . .
I467IO69 1,546566 1,844177 1,844162 1,416568 1,493874 1,640375 1,666072 1,544684 1,579470
mÉmÊÊÊHÉÊÊM
898. De ta dfspersùm, des rapporte de dhpersion dans plusieure substances, et des pouvoirs disper- 9ifÉ. — Bn observant avec attention les spectres formés par des prismes de diverses substances , oh heconnatt bientôt que les diverses couleurs, quoique rangées toujours dans le même ordre , n^occiipent pas cependant des longueurs proportionnelles. Ainsi , un prisme de flint, par exemple, donne propdrlionneltemenl moins de rouge et plus de violet qu*un pHsme de crov^n , et II y a d*autres substances qui offrent des différences encore plus frappantes. En général , la même couleur est tantôt plus ou moins resserrée, tantôt plo^ ou moins développée. Ce phénomène se trouve évidemment lié avec les grandeurs des indices de réfaction correspondant à chaque couleur. Si Ton prend la différence de ces indices , pour le violet et le rouge, on aura ce que t^oti appelle la dispersion de la lumière. Une substance est d*autânt plus disperslve que lk»or elle cette différence est plus grande. Ainsi Ton voit , d*après le tableau précédent , que la dispersion de ta lotnlêre comprise entre la première et la septième raie se trouve exprimée par les nombres suiyanti :
flint tf» 1S ..,.»...•. . 0,045515
Crown no 9 0,020754
Eaa 0,015242
fias ........... . 0,015185
Potatae 0,016759
Téra»6ntliiiM 0,023578
Flint tt* 8. . . i 0^^58511
Flint n» 50. . • 0,042502
Crown no 15 0,020872
Crown Litt. M 0,024696
Flint ffo 38, prisme 60*. «... . 0,045000 Flini no 28, prisme IS^i 0^045118
l^eau est donc, parmi eet substances , celle qui a la moihd^edispersian, et le flint oelle qdi a la plus grande; C*ett ce i)ue l^an peut aisément montrer aux yeuit en pfenârtt m prisme d*eau et un prisme de flint dent les angles soient tell , par exemple, que les rayons i^uges éprouvent à peu près la même déviation, cà^ On pôulra toir alors qu^à la m^fù% distanee le premier speetlre dura beaneoap moins de longueur que le second.
Il n*est pd* seoletbeht déeessaire de connaître la dispersion totale de chaque substance , mais il importe eneore dé conhatlre là dispersion quelle exerce sur les divers rayons. Ainsi , pour les rayons compris entre la première et la deuxième raie , les dispersions du flint n* 15 i du crown n* 9, et de l*eaB , sont respectivement 0,001952 , 0.081017, 0,000777 ; car elles sont les dilMrenées dès indièei de iréfraetion correspondant aux limites de riniervaHe , e'est-Mire à la première et à la seconde i^lè:
Loi^qu'on «ivisf la digpersion partielle du totale â*une substance par la dispersion correepondante d*ane autre substance, on a le rapport des disperefene, (Test ainsi que le Ublèaii suivant i éti i«Mt dii tableau prêeedont*
uvhÊ VI.--0P11QIJË.
