II

.4ir;tiy>K ¥iu* — METioEOLoraf»

mrM &€ild de (léterjumer par !e calcul l« vériuble po»

lét toutes c«?â bandes^ retenUite dans laquelle dla

^setil» et par cofisaquent le» teinter qui doivent

r v<*rs \e milieu de larc-en ciel.

i lioïic , corume conséquent© définitive de celw

I, tjiîe toutf.s les couleurs de l'iris sont $iir de*

is coniques plus ou moins ouvturte^^ ayant toutei

me commun la ligne menée par le centre du ioleîj

tml de lobservateur ; que le rone du Tiolel esta

r, fai^nt avec lax^e un angle de 40" 17'; que l«

■i Ai muge est à rextérieur, faisant a^ec Vaxe Uft angle

P^i;et que h largeur totale des couleurs occupe par

at une éteudue de 1° 45'-

»ii, qui a donné le premier une eitplicatton com-

t^latt^eu^ciel, a Wrifié tous ce» résultats par l'expr-

ijwHit à retendue de Tare colore que Ton aperçoit, il m ^mImH queUe dépend de la bauteur du soleil au -dessus 4^nanBon. Au coucher du soleil^ Tare sera vu a IWent^ ^l^vitfa une demi-circontérence entière pour Tobserfa-

tHT aaî serait dans la plaine; mais il pourrait former plus 4 40» jemi-circonférence pour Tobservateur qui serait au ^Miïtttt d'une haute montagne, sur un pic élevé et d'une ^^g^^ un^eur. Au lever du soleil, les mêmes phénomènes st rrir^^Kiuisent du coté de l'occident. Plus le soleil est »«•*'? >ur l horizon , et moindre est l'étendue de l'arc que vi» âpen;oit. Cependant, du haut d'un grand màt d un vtit^>ùi>jn , le soleil étant directement au zénith, on pour- -«i^ voir à ses pieds, sur la mer, un arc-en-ciel d'une cir- ,v«fc^ft?nce entière.

vMire larc-en-ciel dont nous venons de parler, on ob- .sfcre quelquefois un second arc-en-ciel , que l'on appelle ^^-^rrfViir, parce qu'il enveloppe le premier. 11 est produit -^tf la lumière qui a éprouvé deux réflexions intérieures, vxminie on peut le voir dans la ligure 402.

GHAP. I|l. — 4)E hH LUMIÈRE J|^£T£OftfQU£. 755

sabcdc est la marche du rayon qui donne Tarç-en-ciel sierieur; il entre dans la direction sa^ et il sort dans la lirçclion de.

Il est &cile de voir que la déviation ste^ que nou9 appelf^QiDJ^ ^\ €îs( alors donnée par Téquation :

rf' = 6r— 2i— 180%

iX que fon maximum correspond à une incidence détern^ — \

En faisant les calculs pour la lumière rouge et pour la unûère violette , on trouve les résultats suivants :

^opgei = 7r50', r=45°27', rf' = — 50°59. Violet i = 71-26', r=44M7', d' = — W %

Le signe moins ^ qui précède la valeur de d\ annonce que es rayons incidents et émergents se coupent au-devant lu globule d*eau.

Ainsi , dans le second arc-en-ciel , le rouge est en delaoa et le violet en dehors. Les couleurs sont développées Hir une étendue de 3^ lo'. C'est une largeur presque triple le celle du premier arc. Enfin, l'intervalle compris entre e rouge intérieur du second arc et le rouge extérieur du >remierest donné par la différence des déviations corres- Mmdantes, c est-à-dire qu'il est égal à 5o" Sg' — 42* a', m à 8* 57'.

Newton avait aussi pris des mesures exactes qui confirnent ces résultats.

En éliminant 1 et r entre les trois équations qui détermilent le premier ou le deuxième arc, M. Babinet arrive aux

. ^(4-it')

ïquatipns suivantes : jpour le premier, sin' -

)Our le deuxième. cos'-=i:^ ^-^ ^, qui donnent

lirecteiue^t la déviatipn au moyen de l'indice de réfraction. Il parait que, dans /les circonstances extréme^nent favo-

756 LIVRE VllI. METEOROLOGIE.

rables, on a quelquefois observé un troisième arc-en-i*iel ; mais sa lumière est toujours très-affaiblie , parce qu'elle a éprouvé un plus grand nombre de réflexions intérieures dans les gouttes de pluie.

529. Il 7 a aussi des arcs secondaires ou surnuméraires qui paraissent résulter des interférences des rayons qui ont traversé les gouttes d*eau avec ceux qui ne les ont pas traversées en même nombre. M. Babinet rend sensibles les franges analogues aux contours des arcs-en-ciel , ou des arcs surnuméraires, en dirigeant un trait de lumière sur un filet d'eau vertical et cylindrique de i à a millimètres de diamètre.

La lune peut donner des ^rcs-en-ciel comme le soleil , surtout quand elle est pleine et qu'elle brille de tout son éclat. Il arrive cependant, même dans ces circonstances, que les couleurs sont toujours très-pàles, lorsqu'on les compare aux couleurs des arcs-en-ciel solaires.

HALOS , PARHÉLIES , CERCLE PÀRHISLIQUS , COUROHHBS , OMRRES DIVERSES, ETOILES FILANTES, AERO&ITHBS.

530. Les halos sont des cercles colorés , ayant le rouge en dedans, qui apparaissent autour du soleil dans certaines

CHAP. III* — DE Là LUMIÈRE MlÊTÉORIQDE. 757

aces Sont entre elles des angles de 60®, et sont perpendi- :ulaires aux bases. Or, si Ton admet que ces prismes aient eurs axes horizontaux , et qi\e leurs faces soient convelablement tournées , il est facile de voir que la déuiaUon nifitmum qu'ils impriment aux rayons solaires incidents est Tenviron 23** pour la lumière rouge , puisque d'après la

fonnule on a sin { — ^r — J : sin 3o = io8 : 81 , ou à peu

près, car on ne connaît pas très-exactement l'indice de réfraction de la glace. Ces rayons, qui ont éprouvé la dériation minimum , sont analogues aux rayons efficaces de l'arc-en-ciel , puisqu*ils sont sensiblement parallèles , et arrivent à l'œil sans diminuer d'intensité. Cette hypothèse explique donc à la fois la formation du halo de 23% larrangement de ses couleurs et ses dimensions. D'ailleurs M. Arago s'est assuré que la lumière est en effet polarisée , comme la lumière réfractée, et non pas comme la lumière réfléchie.

Le halo de 46"" s'explique en admettant que les prismes ont leur axe obliquement situé, de telle sorte que l'angle réfringent soit alors l'angle droit que les faces latérales font avec la base du prisme. La déviation minimum pour cet angle réfringent de 90** est en effet d'environ ^&^ comme l'indique l'observation.

' Le cercle parhélique est un cercle blanc ' horizon tal, /7a^tant par le soleil y et formant une bande assez vivement éclairée, dont la hauteur est égale au diamètre de lastre; il n'accompagne pas toujours le halo. M. Babinet regarde le cercle parhélique comme formé par la réflexion que la lumière solaire éprouve sur les faces verticales des aiguilles Je glace disposées dans tous les sens. On comprend en effet |ue, si l'on prend la verticale de l'observateur comme axe l'un cône droit, ayant pour génératrice la ligne qui joint *œil de l'observateur au centre du soleil, il sera toujours >ossible de mener par la génératrice primitive et par un

758 ttVttÈ Vu T. MÉTÉOROLOGIE.

point quelconque àe la base du cône , suppose dans la région des aiguilles flottantes de glade, un plan perpendiculaire à ùiie petite facette verticale, passant par te point de la base du cône , et convenablement orientée, pour que ce plan contienne les angles d'incidence et de réHetion, et pour que ces angles soient égaux. Cependant , il reste à discuter en détail les diverses apparences du cercle parhélique dans ses différents points, et malheureusement Ion n'a que de très-rares occasions de l'observer.

Le cercle parhclique, lorsqu*il est complet, pénètre dans l'intérieur des halos et les coupe en deux parties égales; en même temps, l'on observe encore quelquefois une bande blanche qui coupe les halos verticalement, formant ainsi, avec le cercle parhélique, une croix plus ou moins bien définie dans Tintérieur du halo de 23% le soleil formant par conséquent le centre de cette croix. Quand le phénomène est complet, on observe enfin , un peu au dehors du halo de 23°, et sur les bras de la croix , des images trèsvives et colorées du soleil, puis Ton en voit encore une autre que l'on nomme anihélie ou faux soleil , parce qu elle se trouve sur le cercle parhélique au point diamétralement opposé au vrai soleil. M. Babinet a essayé d'expliquer toutes ces apparences, mais il n'a pas publié le détail de ses

CHAP« 111. — bË lJL lumièbe iffârlSbiiiQUK. 759

Aê séilibté làSsàét ^cbre beâucioti^ à d^ii^ i cépèUââtit. fà Verra avée ihxêtët Tënoncë âù théorème siir XkiftkA I. Biibiiiet tkit reposer reiplicàtioti qù*il eh donhé. (Càrkp' 0!f rehdus, iSiy. ) C*est en s'âppdyânt sûr le ttifime ptitiipe qufe M. Babinet explique aussi le phënoniëtae Sik ôm- Wët argentées observées par M. Necker, de GenëVé ; lès «iileurs des fils d'amîgnée , et celles des objets très-délléi stj^sé^ aux rayons solaires souà certaines conditions.

533. Les étoiles filantes ont , dans cè& derniers téhips , Élfiré Tattention d'une foule d'observateurs : oh a ëdiiâtatë i|tfténtes sont en général boris des dernières Itimtes de Fatfltoftplière, et que leur distance s*élève soùvetlt à pkis dé dent cents Keneis, que leur vitesse varie de six à dix lieues fir seconde; qu'il y a peu de nuits où iin obserVàtieur, ft'ittachant à explorer seulement un quart du ciel, n'en d>serve au moins six ou huit par heure; qu'à certaines époques de Tannée, et surtout du ii au i3 novembre et du 10 au 12 août, le nombre dés étoiles filantes est beaucoup plus considérable, et qu'elles prennent alors une dinction déterminée. Ces résultats conduisent à supposer fpieles étoiles filantes sont de petits corps célestes disper- Mi en plus grande abondance dans certaines régions du ciel, où ils se meuvent avec rapidité, et qu'ils deviennent lisibles pour nous , lorsque la terre , par son mouvement de rotation autour du soleil, se rapproche des régions où semblent se concentrer les orbites de ces espèces de corps. Oa peut consulter sur ce sujet le Mémoire très-intéressant de M. Quetelet ( Catalogue des principales apparitions tÉtoUes filantes , iSSp).

'*533. Les aérolithesy dont la chute a été constatée par Unt d'observations authentiques, ne paraissent pas être sins analogie avec les étoiles filantes.

Depuis le commencement du siècle , on peut estimer à une centaine environ le nombre des aérolithes qui sont tombés en Europe seulement, et dont la chute a été bien

LIYEB VIII.

constatée. On peut regarder comme un dit général, qu une fois arrivés près delà terre, ces météores se présentent sous l'apparence d'un globe de feu plus ou moins volumineux, animé d'une grande vitesse, laissant sa route, quelquefois sinueuse , marquée par une traînée de lumière qui persiste pendant quelques secondes, ou même pendant quelques minutes; ce giobe éclate, soit dans l'atmosphère, soit au moment de son contact avec la terre, et les fragments en sont dispersés à diverses distances. Tous les fragments qui ont été recueillis , sont recouverts en tout ou en partie d une couche d'apparence vitreuse, et l'analyse chimique a constaté que leur composition diffère de celle de tous les minerais connus, que le fer en fait essentiellement partie, et le nickel très-souvent.

CHAP. Vf. — DE j^ÈLEcrmciri atmosph. 761

GBAPITBE IV.

De Véleetricité atmosphérique.

534. Première découuerte sur Pc/ectricité atmosphérique. ' Otto de Guericke , bourgmestre de Magdebourg , et cebre inventeur de la machine pneumatique, fut le premier d découvrit quelque apparence de lumière électrique. Le icteur Wall , presque à la même époque, en excitant Téctricité sur un grand cylindre d ambre , observa une étinilleplus vive et un bruit beaucoup plus fort; et, chose di- \e de remarque , cette première étincelle produite par la ain des hommes fut à Tinstant comparée aux éclats de la udre: cette lumière et ce craquement, dit Wall, dans son émoire {Treuis. philos.)^ paraissent en quelque façon re- «senter le tonnerre et Téclair. L*analogie était frappante, De fallait que de l'imagination pour la saisir : mais pour i démontrer la vérité, pour trouver dans un phénomène petit les causes et les lois du plus grand phénomène de nature, il fallait une série de preuves que Ton ne pouitattendre que d'un génie supérieur. Cependant, plusieurs lysiciens cherchaient ces preuves dans des rapprocheents plus ou moins ingénieux : les uns remarquaient que tincelle est crochue comme 1 éclair, d'autres pensaient que tonnerre est entre les mains de la nature ce que l'électrié est entre les nôtres : « J'avoue que cette idée me plaiit beaucoup , disait l'abbé Nollet , si elle était bien utenue ; et pour la soutenir, combien de raisons spécieui,etc.» Enfin, tout se passait en raisonnements qui ne uvaient rien conclure, parce qu'en physique c'est l'expénce seule qui doit donner ses conclusions. Pendant que • n raisonnait ainsi en Europe et dans tout l'ancien monde rant sur cette grande question , l'on expérimentait ei^

LIVUE Vîir. — MéTioEOLOÛlÉ;

I Amérique, cliez un peuple nouveau à peine connu d.ins les [iciences, et ces expériences s'attaquaient directement à !a 'foudre, Franklin trouvait le moyeii de la faire descendre

du ciel pour Tinterroger elle-même sur son orîgtne. Aprèi avoir fait plusieurs découvertes électriques, particulièrement sur la bouteitte deLejde et sur le pouvoir des pointes, Franklin eut la pensée hardie d*aller chercher 1 electridte au sein des nuages ; il avait conclu de quelques expériences décisives qu'une lige de métal poiotne, élevée à unegninrie hauteur, au sommet d'un édifice^ devait recevoir réleclri* cité des nuées orageuses. Il atiendail avec une grande anxiété la construction d*un clocher que Ton devait à celte époque élever à Philadelphie; mais, lassé d attendre et m* patient dVxécuterune expérience qui devait lever iuu& b doutes^ il eut recours à un autre moyen plus expéiliiif *t non moins sûr pour les résultats. Comme il ne s'agissait que de porter un corps dans la régîou du tonnerre, c*eslà^dire^ à une assez grande hauteur dans les airs, FraiiUin imagina que le cerf-volant, dont s'amusent les enfants^ pou* vait lui servir aussi bien qu'aucun clocher que eepflt être,

II prépara donc deux hâtons en croix , un mouchoir de soie, une cnide d'iint' longueur ronveiiiilde ^ el prufiiant du premier niii^^'c , il s'en fut dan,s les clianips tenler l'fï pér ieijre. l de soulr |iersonne l'at couipagnait^ c'étiiït sun (ils ; rrai^^nant ïr ridiriile dont on ne uiinK|iie pas de couvrir les essais infrucUuniXj comme il le dit iivec iiïgénuil*^ il ii'avyii vfjuWi nietirc prrsiMirif ihius sa confidence» Lt' cerf-volant était lancé. Un nuage qui promettait heauroup n'avait produit aucun effet; d'autres nuages s'avançaient, et l'on peut juger de l'inquiétude avec laquelle ils étaient attendus. Tout ])araissait tranquille, on ne voyait aucune étincelle, aucun signe électrique : à la fui, cependant, quelques fdamenls de la corde eoinmençaient à se soulever comme s'ils eussent été repoussés ; un petit hruissernent se fit entendre : ericouragé par ces apparences él« 'triques.

CHAP. IV. DK l/iLECTRIClTÉ ATMOSPH. 763

'ranklin présente le doigt à TeiLtrémité de la corde, et voit araître à Tinstant une vive étincelle qui fut bientôt suivie le plusieurs autres. Ainsi, pour la première fois, le génie le rhomme fut se jouer avec la foudre et surprendre le lecret de son existence.

L'expérience de Franklin eut lieu en juin 1752 ; elle fut répétée dans tous les pays savants, et partout avec le même succès. Un magistrat français, De Romas, assesseur au préridiat de Nérac, profitant de la première pensée de Franklin, qui avait été publiée en France , avait imaginé aussi de substituer le cerf-volant aux barres élevées; et dès le mois de juin 1753, avant d*avoir connaissance des résultats de Franklin , il avait obtenu des signes électriques trèsénergiques , parce qu'il avait eu Theureuse idée de mettre nn fil de métal dans toute la longueur de la corde. {Mém. i^ Savants étrangers^ t. II.) Plus tard, en 1767, De Ro- Bu répéta de nouveau ces expériences pendant un orage, et cette fois il obtint des étincelles d'une grandeur surprenante. « Imaginez-vous de voir, dit-il , des lames de feu de neuf ou dix pieds de longueur et d'un pouce de grosseur ^i faisaient autant ou plus de bruit que des coups de pis- U)let. En moins d'une heure , j^eus certainement ti^ente lames de cette dimension , sans compter mille autres de sept pieds et au-dessous.» {Mém. des Savants étrangers^ t. IV.)

Malgré toutes les précautions bien entendues que prenait cet habile expérimentateur, il fut une fois renversé par la violence du choc.

Ces résultats démontrent d'une manière assez éclatante que la foudre n'est en effet qu'une étincelle électrique.

Les cerfs-volants qui ont servi à prouver cette identité peuvent servir à beaucoup d'autres expériences qu'il serait bon de tenter maintenant pourlavancement de la science : cependant , leur usage ne peut jamais être assez ordinaire pour qu'il convienne d'en donner ici la description.

535, De r électricité pendant l^s orages^ — En étudiant