CHAP. III. — DÉCOMPOSITION DE LA LUMIÈRE

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 fece f. Pour faire voir ensuite que la longueur du spectre dépend de la nature de la substance du prisme , on peut d'abord verser successivement divers liquides dans le prisme variable en lui conservant le même angle, et observer les longueurs des spectres correspondants; mais, pour les solides, on se sert du polyprisme qui est représente dans la figure 3. Cet appareil est un assemblage de prismes de différentes substances superposés bout à bout et ayant tous le môme angle réfringent ; en le promenant devant Touverture, on oblige le faisceau à traverser 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 j jaune ^ vert^ bleu^ indigo^ violet.

n importe de remarquer qu'elles sont toujours dans le même ordre relatif, et que , par rapport au prisme , c'est toujours le Fouge qui éprouve la moindre déviation. Ce sont ces nuances que l'on appelle ordinairement les couleurs du prisme^ les cou^ leurs du spectre^ les couleurs de l'iris ou de Varc-^n-ciely 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 couleurs 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 eu faisant tomber simultanément sur le prisme pltisieurs iaisceaux par des ouvertures voisines de différents 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 tran- <^hées, on peut encore adopter la disposition suivante qui a

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été employée par Newton. A 4 jnètres de rouverture o (FiG. 5), on place une lentille ayant 2 mètres de distance focale principale , sur laquelle on fait tomber un faisceau de lumière solaire ; alors Timage de l'ouverture va se peindre de grandeur naturelle en o\ à la même distance de 4 mètres ; mais , inounédiatement 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»

93. tMB wmjmmm diversement eolerée sent diversement ré- Arnii^Mes. — - Cette vérité résulte déjà de la forme dilatée du spectre; car il est évident que la lumière violette, qui tombe en u (FiG. 1), forme, au sortir du prisme, un angle d* émergence plus grand que la lumière rouge qui tombe eu r; et, comme elles ont Tune et Tautre une même incidence sur la première face du prisme , il faut bien en conclure que le violet eit plus réfrangibleque le rouge. Le même raisonnement fait voir que les nuances intermédiaires ont des réfraugibilités intermédiaires.

Mais voici des expériences qui conduisent à la même couiéquence d'une manière plus frappante.

V On reçoit le spectre sur un écran a (Fig. 4), percé d*une petite ouverture o' ; denîère cette ouverture , ou fixe dans une position déterminée un second prisme qui fait éprouver une seconde réfraction à la lumière, el Ton marque sur le tableau t le point où vient tomber Timagc. Or, en faisant tourner le premier prisme on peut faire passttr successivement toutes les uuauces par Touverture o' de Técran, et Ton recomiait ainsi que le violet^ qui tombe en h après la seconde réfraction , est plus réfraugiblc que le rouge qui tombe en r\

2^ L'expérience des /;rij///«jr croisés conduit au même résultat; elle est encore plus simple et plus facile. On marque sur le tableau le lieu o de Tiniage solaire qui est formée par le faisceau direct (Fig. 6); ensuite, ou place denière Touverture du volet un prisme horizontal ^ qui produit sur le tableau un spectre ru\ enfin, on place un prisme i^ertica derrière le premier, et Tou obtient un spectre /'//'. Par ce second prisme, la lumière rouge, qui allait tomber en /*, est réfractée en r , et la lumière violette, qui allait tomber en i/, est réfractée en m' : l'obliquité du spectre ru\ est une preuve que la réfrangibilité va croissant depuis le rouge jusqu au violet, puisque toutes les couleurs ayant la même

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idenoe à Umr entrée dans le second prisme ont en sortant des nies d^émergenoe croissant depuis le rouge jusqu'au -violet. S^ Oq fiflût ;teinber successivement toutes les nuances du xtre sur une carte imprimée en caractères très-fins , et après oîr placé au-devant de cette carte une lentille ayant une ■ode distance focale principale, on va recevoir, à une distance ATenable, sur un carton blanc, Timage des lettres au point où les sont le plus nettement dessinées ; on reconnaît ainsi que , mr la lumîèie rouge, le carton doit être très-sensiblement plus în que pour Torangé, et pour celle-ci plus loin que pour le ane, etc., etc.

Les expériences précédentes ne s'appliquent pas seulement ■X sept nuances que nous avons remarquées dans le spectre , MÛ elles s'appliquent aussi aux divers raypns d'une même nance. Par exemple, le rouge r, qui est tout à fait à Textré- ■lé du qiectre (Fio. 5) , et que l'on appdle pour cette raison le rmge extrême^ se trouve sensiblement moins réfrangible que k rouge mojreny et à plus forte raison moins réfrangible que le nmge Umiie de Vorcuîgé. Il en est de même de tous les rayons dms toute la longueur du spectre , depuis le rouge extrême jusfi'au violet extrême. C'est cette réfrangibilité graduellement «Misante qui nous a conduits à admettre qu*il y a dans la luaière blandie une infinité de couleurs dîflKrentes , et , d'après «principe, le spectre peut être analysé de la manière suivante :

Imaginons pour un instant qu'il n'y ait dans la lumière bhnche que le rouge extrême et le violet extrême ; alors il est clair qu'au lieu d*un spectre, nous aurions seulement deux images du soleil, rondes, colorées et séparées, l'une rouge en /*, !t Tautre violette en u (Fig. 7) : mais le rouge qui avoisine le Dt^ extrême , et qui est un peu plus réfrangible que lui , lonne aussi une image ronde qui se superpose en grande partie or la première , en se rapprochant du violet ; le rouge suivant loDne encore une image pareille, qui se superpose en grande •rtie sur la précédente, et ainsi de suite jusqu au violet exrême. Ainsi dans les expériences ordinaires, le spectre est omposé d'une infinité d'images circulaires empiétant les unes sr les autres, et, rigoureusement parlant, une zone étroite nelconque aby fSûsant partie d'un grand nombre de cercles oisins , se trouve composée d'un grand nombre de lumières qui lifierent en couleur et en réfrangibilité : seulement, si les cercles

in LIVRE VI. — OPTIQUE.

sont d'un petit diamètre , les couleurs seront à pen près iden tiques, et les réfrangibilités à peu près égales; c'est pourqui cette 7X>ne peut être considérée comme composée d'une seule < même lumière.

94. Cliaqae e««le«p dm speetre eut ue e««le«r aifliple/ ^ Une couleur est simple quand elle se retrouve toujours la même sans qu'il soit possible par aucune action d'en foire sortir da nuances différentes; et nous allons foire voir qu'en efiet la couleurs du spectre peuvent bien être détruites, mais qu'elles M peuvent par aucune cause être modifiées pour nos yeux.

V Après avoir isolé , avec un écran percé d'un petit trou, «| pinceau quelconque du spectre, le violet, par exemple, on péri le foire passer par un nombre quelconque de prismes , de laM tilles ou d'autre^ corps réfringents, sans y découvrir d'aiM nuance que le violet primitif (Fig. 4). ^

2® 1^ l'on fait tomber ce pinceau violet sur un corps d'iuq couleur différente, rouge, jaune, vert, etc., ce corps deviail violet, sans qu'on puisse y découvrir aucune trace de la couM primitive qu'il offre naturellement et qui lui semble propre 4 inhérente. On en peut faire l'expérience sur les feuilles èm plantes, sur les fleurs, le vermillon, l'or, etc., etc. ; tous ces coi|i prennent alors la même nuance, ils deviennent violets, conuM si cette couleur était leur véritable couleur naturelle. PareiUvi ment, dans le rouge, tous les corps sont rouges, jaunes danslfl jaune, veits dans le vert, etc.

3" Un pinceau violet qui se présente pour tniv(Tser un carfâ diaphane rouge, jaune ou vert, se trouve absorbé et détruit, otf bien , s'il passe , il est violet à sa sortie comme il l'était à sOÊ entrée. Cette expérience est surtout frappante avec des verwi colorés en roug(» : tel de ces verres laisse passer librement ta lumière violette, tel autre l'absorbe en totalité, bien qu'à lesrtH garder tous deux à la lumière du ciel ils paraissent égalemenl c*olorés et également transparents : celui qui absorbe le violel absorbe, en général , toutes les autres nuances du spectre, excepte le rouge, ainsi, c'est un coqw transparent pour le rouge et flim ou moins opaque pour les autres couleurs.

On dit quelquefois, d'après Newton, que la lumière simple esl homogène : mais cette cxprc»ssion est inexacte , parce qu*elk î*emble indiquer que toutes les parties de cette lumière éprouvent toujours les mêmes effets. Or, il est farilr de vérifier qu*oi

GHAP. m. — DÉCOMPOSITION DB LA LUMIÈRE. Ift3

lyoo de lumière simple est en partie réfléchi à la surface d*un ■rps diaphane, et en partie réfracté dans son intérieur; ainsi, » deux parties ne sont pas identiques , puisqu'elles éprouvent ks eflets différents. U en est de même lorsqu'on fait tomber un pinceau de lumière simple sur un corps doué de la double réhcdon, car ce pinceau se partage alors en deux autres qui suiwnt des routes différentes. En général , il n'arrive presque jamk qu'un rayon simple du spectre éprouve identiquement les Bcmes effets dans tout son ensemble.

95. Oa rce«Bipoa« la laailére Maaehe ea raateBaat t«ate« kê eealears almples daas la ■ièaie direetioa mm ea les ftdsaat I batcs e«aeaarlr aa ■Éème polat. — Quand les couleurs ont été lifàrées par un prisme , on peut les ramener dans la même diiKCkion par un second prisme de même substance et de même ogle réiringent que le premier, mais tourné en sens inverse r(Fic. 8). Alors le faisceau, qui est coloré entre les deux pris- [aes, devient blanc au sortir du second, et va peindre sur le talieau une image ronde du soleil. Si le second prisme est à larges kes, on peut le placer très-loin du premier, de telle sorte qu'il Kcoive le spectre très-complet. Cette expérience montre assez (Ûrement qu'il n'y a dans un prisme aucune force particulière ||oiir décomposer la lumière blanche ou pour la recomposer, rBiis que la séparation des couleurs simples ou leur réunion se fait ' f elle-même par l'inégale réfrangibilité des divers rayons. Pour opposer deux prismes qui soient exactement de même angle , on put encore employer une cuve rectangulaire de glace , séparée tt deux compartiments piismatiques par une cloison diagonale , pireillement en glace ce' (Fig. 9). Lorsqu'on met de l'eau dans l« premier compartiment, le faisceau émergent forme un spectre; Bais il reprend sa direction et sa blancheur primitives dès qu*on remplit d'eau le second compartiment comme le premier.

fl n'est pas nécessaire que toutes les couleurs simples soient , comme dans l'expérience précédente , ramenées dans la même ivection pour former du blanc : il suffit seulement qu'elles iDncourent au même point , comme nous allons le voir par les ipmences suivantes.

]• On reçoit le spectre sur un grand miroir concave m (Fig. 10),

tTon dirige le faisceau réfléchi, soit dans le faisceau incident

ô-même, soit au dehors, comme le représente la figure. Alors,

«tes les nuances du spectre réfléchies dans des directions d.f-