DES PRISMES

82. HéilnlCioBft et phén^BiéAes géBéran ^«e pvéaeBtaaC II ray^BS qmï Craveraeat des prtsmea. — Va prisme^ en optiqm est un milieu diaphane terminé par deux surfaces planes, pdk et inclinées entre elles.

Le sommet du prisme est la ligne suivant laquelle se rencoi trent les deux faces , ou suivant laquelle elles se rencontreraiei si elles étaient suffisamment prolongées.

La base du prisme est un plan quelconque opposé au somme

soit qu'il existe en réalité , soit que Ton suppose seulement se

exbtence.

L'angle réfringent est l'angle formé par les deux faces du prism

Une section principale est une section faite par im plan pei

pendiculairement à Tarête qui forme le sommet.

Dans la plupart des expériences nous emploierons des prisn» à trois faces rcctangulau'cs ab'j ad et hc* (Fig. 10). Alon quand la lumière traverse les faces aV et bc' , c'est Taréte h qui est le sommet, et la face ad qui est la base; quand el traverse ac el hc\ c'est ce' qui est le sonunet, et ab' qui est ])asc.

La section principale abc ou cibd d'un tel prisme est toujoiai un triangle, et suivant que ce triangle est rectangle, isocèle équilatéral ou scalène , on dit que le prisme est lui-même r^ tangle^ isocèle^ équilatéral ou scalène»

Ces prismes sont en général montés sur un pied de cuiv^ (Fig. 9). En tirant le tube t on peut les élever plus ou motn^ et au moyen du genou g on peut leur donner toutes les position qu'exigent les expériences.

Voici maintenant les phénomènes les plus généraux que pr^ sentent les prismes , soit avec la lumière ordinaire , soit avec 1 lumière solaire.

Premièrement. Un prisme étant hori7x>ntal , le sommet ^ haut, si l'on approche Vœil pivs de l'une des faces pour vecufi voir la lumière qui est entrée par l'autre , on observe deux ph€

CHAP* U. -«- DES PRISHEB. |6»

itemavquables : les objets sont coosidérablement déi/iés relerés yen le sommet du prisme; de plus, ils sont Yen leurs bords de toutes les couleurs de l'iris, du ¥ers leurs bonis horizontaux, car les bords yerticaïuL ne point de couleurs nouvelles. Si le sommet du prisme ait en bas , les phénomèoes seraient inverses. En plaçant le pme verticalemerU , les phénomènes se produisent alors Aor/wtÊÊdemeni de droite à gauche ou de gauche à droite, suivant jkpotttioa du sommet du prisme. En variant ainsi les observalins, OD peut constater que la déviation a lieu vers le sommet |èifiinie perpendiculairement aux arêtes, et la coloration louparallèlement aux arêtes , c'est-à-dire que les dbjets ne colorés des nuances de l'iris que dans leurs bords qui se ent parallèles au prisme.

SicoHdemetU. Lorsqu'un trait de lumière solaire pénètre dans léuabce noire par une petite ouverture suivant la direction '(FiG. 11), si l'on interpose près du volet un prisme horidont le sommet soit en tuuit, on observe de même une ion et une coloration. Le trait est rabaissé vers la base piime dans la directimi/^r, et l'image du soleil, qui était d circulaire et blanche , parait en r allongée perpendiculaiit aux arêtes du prisme et colorée des plus vives nuances Httis. Elle forme ce qu*on appelle le spectre solaire. Quand B iommet du prisme est en bas , la déviation se fait en haut ^ les mêmes apparences ; si le prisme est vertical ou incliné , *kK fait alors latéralement ou obliquement, et il est iacile de ^ifer par Texpérience qu'elle se £ait toujours perpendiculaire- M aux arêtes du prisme.

I^ le diapitre suivant nous ferons l'analyse du spectre so- "■^et, en général, de la coloration des faisceaux qui traversent •frianes; pour le moment, nous allons nous occuper de leur

SQltioQ,

K. llMctI«a émm rmjmBm émmm les prismes , et «onéUlmui

^ Icir éswi>|pBBse. — Les angles d'incidence et de réfraction ^ toujours dans le même plan , il est clair que tous les ^f'^ (foî tcmibent dans une section principale accomplissent •^«rijet sans sortir de cette section. Par conséquent, pour ^ la marche de ces rayons, il nous suffira de considérer ^^ ou le triangle qui forme la section du prisme. ^fitÊtas (Fia. 12) la première face d'un prisme de verre,

i6i LIVRE YI. — OPTIQUE.

et ds la seconde; // un rayon incident faisant avec la normale un angle lin ; ii et i'e le rayon réfracté et le rayon émergent qui en résultent. En passant de Tair dans le Terre, le rayon // se brise et se rapproche de la normale ; arrivé à la seconde £ioe sous une certaine obliquité , il se brise de nouveau et repatte dans Tair en s'écartant de la normale; on conçoit que sa direction d'émergence ïe dépend de l'indice de réfraction de rdr par rapport au verre, de l'angle réfringent du prisme, et de l'angle d'incidence sur la première face. Ces quatre quantité! sont en effet liées entre elles par une formule remarquable; mais , pour ne pas entrer dans une discussion mathématique trop compliquée , nous nous contenterons d'examiner les cas particuliers les plus importants.

Cherchons d'abord les conditions sous lesquelles l'émergenre peut avoir lieu ; car nous savons que la lumière qui est dans un milieu plus réfringent que l'air ne peut pas toujours en sortir pour repasser dans l'air , et qu'il y a pour son incidence un angle limite au delà duquel se produit une réflexion totale.

Soit if cet angle limite, qui est pour le verre ordinaire d'environ 40* 30', et g Tangle réfringent du prisme , nous examinerons seulement les cas où l'on a :

^=2(^, g=sf etg<i'.

1** Si l'angle réfringent du prisme est double de l'angle limite, aucun des rayons qui sont entrés par la première face ne peut sortir par la seconde. En efiet, le rayon qui est entré parallèlement à ai (FiG. 13) se réfracte suivant i7', en faisant avec h normale un angle /' in' = i^. Donc // est perpendiculaire i b ligne sm qui divise l'angle réfringent du prisme en deux parties égales, car, d'après l'hypothèse, msi = if. Ainsi, en arrivant à la seconde face , le rayon ii" se présente sous l'angle limite , et ne peut sortir , ou du moins il est le dernier de ceux qui peuvent sortir. Tout autre rayon incident tel que // donnerait un rayon réfracté ii" qui serait plus oblique en arrivant à la seconde face, et éprouverait nécessairement la réflexion totale.

2® Si Tangle réfringent est égal à Tangle limite, tous les rayon» qui tombent entre la normale et la base du prisme peuvent sortir par la seconde face.

En effet, le rayon qui entre suivant la normale ni (FiG. H) passe en droite ligne et arrive à la seconde face en disant un