CHAPITRE PEEMIEa

369, De la réflexian dr - Lorsqu on fait tomber 5 lumière solaire il' (

ëtal mm\ on obset iarquables : i" on

je un faisceau rr* qu:

,ur les corps qull renc^.

tuHe^mn de la lumière^

mère sur une surface pi/me.

a cb ambre noire un faisceia i), sur un miroir poli tfe eral deux pbenoniènes re^ Laos une direction dcc^rmipartir du miroir et qui Itaîx le image bnUante du soleil; tous les rayons de ces faisceaux sont des rayons réguUtf^ ment rëlléchis^ ils ont d'autant plus d'éclat que le miruir est mieux poli ; a° des divers points de la chambre noirr on distingue la portion du miroir sur laquelle tombe la lumière; les rayons id^ id\ id*\ etc, qui sont ainsi dispersés dans tous les sens, sont des rayons irrégulièrement réfléchis; ils ont d autant plus d éclat que le miroir est moins poli.

L'angle iîp qu'un rayon incident li fait avec la noritsile ip au point d'incidence i se nomme angle dHncidence.

L'angle rip qu un rayon réfléchi ri fait avec la normale f au point d'incidence se nonmie angle de réflej:lon.

Le plan formé par T angle d'incidence se nomme /7&i dincidence.

Le plan formé par langle de réflexion se nomme plan de réjtexion.

CHAP. 1. RÉFtEXION DE LA LUMIERE. 159

Ces définitions s'appliquent à tous les rayons incidents et réfléchis , mais nous ne devons nous occuper en ce moment que de la réflexion régulière^ et voici les lois suivant lesquelles elle s'accomplit.

\^ Le plan de réflexion coïncide avec le plan d^ incidence. 2® IJangle de réflexion est égal a l'angle dUncidence et situé de Vautre côté de la normale.

Ces deux vérités fondamentales peuvent être démontrées par une seule expérience, que les astronomes ont occasion de répéter souvent et avec des instruments d une grande précision.

Autour du centre c d'un grand cercle vertical w' {flg. i4i)» se meut une lunette / avec laquelle on observe les étoiles. D'abord, on fait une observation parla lumière directe ed^ ensuite on en fait une autre par la lumière e'ir qui est réfléchie sur la surface tranquille d'un vase plein de mercure, et Ton trouve constamment que Tangle dcp est égal à V^n^\epc&, Or, les verticales /7c et ip' étant parallèles, ainsi que les rayons ed et ei qui viennent d'une même Aoile, il est évident que les angles dcp et pco' sont respectifement égaux aux angles e'ip' et ///r, et que par consé<« ^ent ceux-ci sont égaux entre eux ; et il est évident en outre que le plan d*incidence e'ip' coïncide avec le plan de râlexion p'ir.

H n'est pas nécessaire de prouver directement que le rayon i> provient de e f, puisqu au point i il ne peut tomber quun rayon parallèle à ed.

Ces deux lois de la réflexion sont tout à fait générales et ne souffrent aucune exception ; elles sont vraies pour la lumière naturelle qui nous vient des astres, et pour la lu^ flûère artificielle que nous pouvons produire par la com« bustioii, parles actions chimiques, la phosphorescence 9 rélcctricité, etc.

Au moyen de ces principes il est facile de démontrer que les miroirs plans doivent nous faire voir des imagée dea

160 LIVRE VI. OPTlQtJE,

objets , et que ces images sont toujours symétriques des objets par rapport au plan du miroir.

En effet, soit mm un miroir plan {fig» i43 ) » et / un point lumineux; du point / abaissons sur la surface du miroir ou sur son prolongement une perpendiculaire Ik que nous prolongerons d une quantité égale à elle-même ; le point /' qui la termine est symétrique du point /. Mais, ii nous menons une ligne l'ir en un point quelconque du miroir et une ligne li au même point, les angles lik et Vik étant égaux, les angles lip et l'ip léseront aussi; doncr^ opposé par le sommet à l'ip\ sera égal à lip; ainsi le rayon qui tombe suivant // doit se réfléchir suivant le prolongement de VL Ce qui est vrai pour ce rayon est vrai pour tous les autres ; donc enfin tous les rayons dujaiseeau réfU' chi rir'V sont dirigés comme sHls partaient du point l\ q» est le point symétrique du point L

Supposons maintenant que l'on place l'œil quelque part en o dans le faisceau réfléchi, et que rr' représente l'ouverture de la papille. Le petit pinceau de lumière qui tombe dans la pupille est exactement dirigé comme s'il venait du point /',- ainsi par ce pinceau l'œil voit le point lumineux en /' sans soupçonner que la lumière vient du point /et qu'elle a été brisée par la réflexion en ii\

Ce raisonnement s'appliquant à chacun des points d'un corps lumineux quelconque , il en résulte que la flamme d'une bougie, par exemple, qui est située en bg {Jig. i44)j doit être vue en b'g\ car le sommet s est vu en s\ le poini b en b\ le point ^ en g ^ etc. Les corps qui ne- sont pas lumineux , mais simplement éclairés , présentent les mêmes phénomènes, parce que la lumière qui est irrégulièrement réfléchie sur chacun des points de leur surface, se propage comme si elle était immédiatement produite par ces points.

Les images ne sont donc pas renversées , comme on k dit quelquefois, mais elles sont symétriques des objets; ce qui est très-différent.

CHAP. I. E£FL£XIOIf DE LA LUMIERE. 161

Pour construire, en général, une image symétrique d*un corps par rapport à un plan , il faut de tous les points de ce corps abaisser des perpendiculaires sur le plan , et prolonger chacune d*une quantité égale à elle-même ; Tensemble des extrémités de ces perpendiculaires prolongées forme l'image symétrique.

S'il existait des sur&ces réfléchissantes parfaitement polies, l'ceil ne pourrait ni les distinguer, ni même eu soupçonner l'existence ; car les corps ne sont perceptibles à distance que par les rayons irrégulièrement réfléchis à leur surface; et tous les rayons régulièrement réfléchis font voir les points lumineux d'où ils sont sortis et nun pas les réflecteurs sur lesquels ils tombent. Si le globe de la lune, par exemple, était poli comme la surface d'un globule de mercure, nous ne pourrions pas le voir en le regardant, mais nous verrions seulement l'image di^ soleil qui l'éclairé. Dans le même milieu parfaitement homogène, la lumière peut se mouvoir indéfiniment sans éprouver la moindre réflexion régulière ; mais toutes les fois qu'elle se présente pour passer d'un milieu dans un autre , elle éprouve à la iurface de séparation de ces milieux une réflexion régulière plus ou moins abondante.

Si la direction de la lumière réfléchie est déterminée avec une précision géométrique, il n'en est pas de même de son intensité. Sur ce point difficile, dont nous nous occuperons a la fin de l'optique, on sait seulement:

1° Que la quantité de lumière régulièrement réfléchie fa croissant avec l'angle d'incidence , sans toutefois être nulle quand cet angle est nul ;

a* Qu'elle dépend du milieu dans lequel la lumière se meut et du milieu sur lequel elle tombe ;

3* Qu'elle est très-différente pour des corps de différente nature qui sont placés dans les mêmes circonstances.

Nous citerons quelques exemples à l'appui de ces résultats généraux poiu: les faire mieux comprendre.