SYSTÈME DES ONDULATIONS

l^échclle sonore. D'après les physiciens, les sons les plus graves perceptibles correspondent à 31 vibrations par seconde, et les plus aigus à 56,000 vibrations; le rapport entre les extrêmes de la série acoustique est donc de i à 1126. Pour les vibrations mesurées de Téthcr, le rapport est beaucoup moindre, et, il existe une lacune énorme entre les vibrations mesurées des corps sonores et les agitations moléculaires calorifiques. Mais de ce que nous ne percevons pas certaines ondes, il n'en faut pas conclure qu'elles n'existent point. Ainsi au delà de la limite obscure désignée sur notre figure par la lettre a, il peut y avoir d'autres ondes plus longues, que nous no pouvons apprécier par nos procédés expérimentaux et qui pourraient réunir les deux séries. La chose parait même fort probable. En effet, le professeur Garibaldi de Gênes, a trouvé que k T5'* centigrades les corps chauds et obscurs émettent des ondes dont le nombre ne dépasserait pas 40 000 000 000 000 dans une seconde. Même en poussant ses recherches ingénieuses avec toute l'habileté possible, M. Kœnig n'a pu mesurer un nombre de vibrations sonores supérieur à 50,000 par seconde et les sons obtenus alors ne sont plus des sons musicaux mais de véritables bruits à cause de leur très-courte durée. Le rapport de l'onde la plus courte acoustique, et la plus longue thermique mesurée serait encore 800 000 000 à 1 .

Les corps vibrant qui rendent ces sons excessivement aigus s'échauffent et finissent par atteindre Tincandescence ; par conséquent leurs molécules sont susceptibles de vibrer dans toute retendue comprise entre les limites acoustiques et optiques. Nous sommes donc en droit de conclure que le mouvement oscillatoire des particules matérielles peut s'effectuer avec une lenteur extrême ; comme cela arrive pour les sons musicaux les plus graves, puis s'accélérer jusqu'à présenter cette incroyable vitesse de 946 000 000 000 000 vibrations par seconde qui caractérise Tonde chimique exlrétne du spectre.

Avant d'abandonner ce sujet, nous ferons remarquer que les ondes lumineuses nous offrent un étalon de mesure absolu et inaltérable déjà proposé par nous il y a longtemps. La longueur de l'onde du sodium ou de l'hydrogène ou d'un autre corps simple quelconque est toujours identique à elle-même, tant que le métal

Parallèles

des ondes

sonores et

lumineuses.

Liaison

du son ik la

chaleur.

Étalon de mesure

déduit

des ondes

luQiincub'S.

conserve sa nature. Cette longueur est donc un type de mesure linéaire aussi invariable que la nature des choses. Et un étalon ainsi choisi ne devrait pas être repoussé comme étant trop petit ; car le rapport entre la longueur de l'onde sodiqiie et là longueur du mètre est plus grand que celui qui existe entre le mètre et son prototype, c'est-à-dire le quart du méridien terrestre. En eflet, l'onde du sodium est six-dix-millionèmes du mètre à trèspeu près, (c'est-à-dire O^'^OOO 0006) pendant que le mètre n'est qu'un dix-millionième (0,000 0001 du méridien terrestre ^ Ajoutons que ces mesures d'onde ont été obtenues à l'aide des franges produites par les réticules, lesquelles ont une notable largeur, de sorte que outre la facilité des mesures, on a encore la certitude de pouvoir obtenir toujours des résultats identiques. Mais terminons ici cette petite digression et revenons à notre sujet.

Duiée La durée d'une vibration jaune moyenne étant 550 bilionièmes

l'impression de secoudc', on saisit facilement comment une onde seule, et optique, jnême un petit nombre d'ondes, ne peut ébranler le nerf optique. La sensibilité de la rétine, pour être excitée demande une impression suffisamment énergique et durant au moins quelques centièmes de seconde : faible intervalle de temps pendant lequel plusieurs billions d^ondes lumineuses peuvent se produire. Voilà encore une nouvelle preuve en faveur de ce que nous avons dit plus haut pour expliquer : 1^ comment l'œil n'est pas sensible à l'action des ondes latérales qui prennent naissance au delà d'un orifice étroit traversé par un faisceau lumineux; 2° comment il se fait que les ondes lumineuses ne paraissent pas se répandre dans tous les sens.

Éiasiiciié La vitcssc de propagation de la lumière dans un milieu varie avec le degré d'élasticité de ce milieu ; par conséquent, la lumière se propageant à raison de 300 000 kilomètres par seconde*, il en résulte que l'élasticité de l'éther doit être très-considérable. Celte élasticité tient-elle à la constitution de l'éther, qui, selon Huyg-

* Selon van dcr Willingen, l'onde de la raie G = 6565,6 dix-millionièmes de millimètres.

* Il faut donc 50 000 000 000 OOO palsations lumineuses pour donner naissance à la couleur qui dans le spectre occupe le milieu du jaune.

^ I es nouvelles recherches donnent 298 000 kilom.; mais, poi r notre but, ces différences font insensibles.

NOTIONS SDR L'ÉTHER. 181

hens, serait un fluide formé de sphères élastiques, ou bien estelle un simple effet de la rotation des molécules d'éther ? Cette question sera élucidée plus loin. Toujours est-il que Téther doit être énormément élastique. Le calcul enseigne que, dans un milieu homogène, un ébranlement vibratoire se propage avec une vitesse représentée parla racine carrée du quotient de l'élasticité

par la densité V= V/-î. Donc, si nous pouvons connaître un des

deux termes de ce rapport, nous aurons l'autre ; mais jusqu^à présent il a été impossible de déterminer isolément l'une des quantités e et il. On dit à la vérité que l'éther doit être d'une très-faible densité, car dans les espaces intraplanétaires il n'oppose aucune résistance au mouvement des corps célestes. Cette proposition est une pétition de principe : on suppose en effet l'éther destiné exclusivement à propager la lumière ; or rien ne prouve qu'il ne puisse être lui-même principe de la gravité, et si cela était évidemment il pourrait présenter une très-grande densité sans apporter aucune perturbation dans le système planétaire. D'un autre côté, en admettant avec quelques-uns la très-faible densité de l'éther, il est difficile de comprendre comment un milieu extrêmement rare (c'est-à-dire dans lequel des atomes très-petits sont séparés par des distances relativement très-grandes) peut propager un mouvement avec une énorme vitesse, et, de plus, sous forme d'ondes tellement courtes, que 2 000 au moins sont nécessaires pour représenter une longueur de 1 millimètre.

Cauchy, en soumettant à une analyse très-rigoureuse certaines Distances observations d'Arago, arriva à conclure que la distance entre deux cisadensHc. atomes d'éther devait être sensiblement de yj^ de Tonde rouge*. D'autres physiciens ont émis une hypothèse tout opposée. Pour eux, l'éther est un milieu continu, supposition inadmissible aujourd'hui, car les phénomènes de la polarisation de la lumière montrent que l'éther est constitué par des atomes séparés. Jusqu'à présent, il nous est donc impossible de chercher un rapport entre la densité de l'éther et celle de la matière pondérable, parce que les termes de comparaison nous manquent complètement. Rappelons-nous que la densité d'une substance est toujours

* Cauchy, Exercices d'analyse et de phys. math., t. I, p. 326.

relative^ et nous n'avons pas moyen de comparer Téther à la matière pondérable : il nous faudrait, à la rigueur, connaître leur structure, car la masse d'éther est inappréciable à nos moyens. Paraiièio Assurémeut Télher est une matière susceptible d'être mise en et la lumicro. mouYcmcnt par la vibration des particules appartenant aux corps en ignition, de la même manière que Tair est mis en vibration par un instrument de musique; si bien que Ton peut établir de précieux rapprochements entre ces deux ordres de phénomènes. Ainsi : l"" notre oreille est le seul organe capable de percevoir comme son l'ondulation aérienne, tandis qu'un solide animé de vibration, étant mis en contact avec une partie quelconque de notre corps, nous fait percevoir le frémissement de ses chocs; de même l'œil a seul la faculté de sentir le mouvement de l'éthcr comme lumière^ et tous nos membres peuvent percevoir la vibration de la matière sous forme de chaleur; 2"^ le son et le frémissement vibratoire d'un corps reconnaissent tous deux pour origine des mouvements de même nature, mais l'un se passe dans l'air ctTautrc dans un corps solide ; de même la lumière et le calorique dit statique ou de température sont des mouvements similaires : le premier se produit dans l'éther, et le second dans un corps pesant ; 5*^ parfois les vibrations de Tair ne produisent aucune impression sur Toreille, certains sons nous échappent, parce qu'ils sont trop graves, les autres à cause de leur trop grande acuité ; Tœil se trouve dans les mêmes conditions rclativemeut aux vibrations extrêmes des spectres calorifique et chimique; 4"" un corps sonore, par l'intermédiaire de l'air, communique son mouvement aux instruments accordés à l'unisson, quand même ils seraient à une assez grande distance; de son côté, un corps chaud échauffe un autre placé à distance, car, grâce à l'éther, un échange s'établit entre eux par simple rayonnement. Ces principes une fois posés, il devient inutile de chercher la lumière sans chaleur, et Melloni, à la fin de sa tro^ courte carrière scientifique, était arrivé à cette même conclusion ; 5"* l'amplitude des vibrations dans les corps sonores est extrêmement petite, eu égard à la longueur des ondes aériennes ; la même chose doit arriver mais à un degré encore plusélôvé pour les vibrations lumineuses. Grove, en faisant réfléchir un rayon solaire sur une petite lame de platine

NOTIONS SDR L'ËTHER.

formant miroir, n'a pu constater aucune différence dans le rayon réfléchi successivement par le métal d'abord froid, puis porté à rincandescence à l'aide d'un courant électrique.

Tout aussi bien que les rayons calorifiques, les rayons chimiques présentent des phénomènes d'interférence ; par suite, on doit les regarder comme un genre de mouvement particulier, et les actions chimiques de la lumière se classent parmi le^ actions mécaniques au même titre que les effets calorifiques. La question fameuse : a Que devient la lumière lorsqu'elle s'éteint? x> se trans- Torme en cette autre : a Que devient le mouvement lorsqu'il cesse d'être appréciable à nos sens? » Ainsi, la théorie dynamique ramène à de simples problèmes de transformation de mouvement la théorie de tous les phénomènes qui présentaient des difficultés considérables dans le système de l'émission ; car, pour en donner une explication rationnelle, on était forcé de supposer un anéantissement de la matière lumineuse.

Les indications précédentes sont suffisantes pour le moment ; nous les développerons plus tard, et nous montrerons alors comment l'optique fournit les preuves les plus complètes à l'appui de la théorie dynamique de la chaleur.

Il sera bon maintenant de faire quelques réflexions générales sur l'éther, car encore à notre époque, un grand nombre de personnes acceptent l'hypothèse de l'éther avec la plus grande répugnance.

Plusieurs physiciens modernes, reconnaissant que l'émission newtonienne est impossible à soutenir plus longtemps, ont supposé que la lumière se propageait simplement par l'intermédiaire de la matière pondérable ^ S'il s'agit de la transmission de la lumière par les solides diaphanes, la question ne saurait être tranchée ici, car dans ces substances l'éther a des rapports tellement intimes avec la matière pesante, qu'il est difficile de décider si lui seul agit dans ces conditions. Laissant la question pendante pour le moment, nous dirons, que l'éther peut pénétrer tous les corps à la façon des molécules lumineuses imaginées par les nev^toniens, ou bien encore à la fagon des radiations admises par d'autres sa-

Question ftmeusa.

Considérations sur l'éther.

* Exemple, le célèbre M. Grovc cité par nous en maintes circonstances, et Eulcr luimême.

L'éther

n*est pas

la diffusion

des almosphères planétaires.

Opinions

opposée:»

sur sa.

constiluiion.

L'éUicr réclamé

par lus phénomènes électriques.

vants; et, négligeant pour le moment le côté général de la question, nous nous bornerons à l'examen de la propagation de la lumière dans les espaces planétaires.

On a supposé d'abord ces espaces occupés par une matière pondérable proprement dite, avec toutes les (|ualités qui lui sont propres, et on a supposé que l'éther consistait dans une sorte d'extension des atmosphères planétaires. Cette hypothèse est inexacte, noys le déclarons sans hésiter. Il n'existe aucune preuve de cette diffusion indéfinie des atmosphères, et l'admettre serait renverser d'un seul coup toute la mécanique céleste. Bien plus, il n'est pas possible de regarder cette matière comme extrêmement raréfiée , car alors comment expliquer son élasticité considérable et la rapidité avec laquelle elle propage la lumière? En effet, d'après la loi de Mariette (on doit admettre cette loi pour un gaz aussi raréfié ) , l'élasticité étant proportionnelle à la densité, la vitesse de propagation deviendrait celle que nous présentent les corps pesants, c'est-à-dire infiniment moindre que celle de la lumière. Mais si l'on entend par continuation d'atmosphère une expansion de leur matière constitutive, raréfiée et placée en état de répulsion absolue ou d'atténuation, c'est-à-dire formée par les atomes élémentaires , alors la question change d'aspect, et la discussion roule plutôt sur les mots que sur le fond, comme nous l'avons dit dans le livre précédent.

Il est vraiment curieux de voir comment d'un côté certains physiciens cherchent à tout rapporter à l'action de Télher, tandis que d'autres regardent cet agent comme un jeu de l'esprit dont on peut se passer complètement pour expliquer la constitution des corps. A entendre ces derniers, tout se réduit à démontrer que chaleur et électricité sont un simple mouvement de la matière pondérable, et que l'on peut se dispenser d'admettre un milieu impondérable servant à la propagation de la lumière. Nous avons suivi rigoureusement tous leurs raisonnements, et ils ne nous ont pas convaincus. Aussi regardons -nous comme indispensable d'admettre Texistence de l'éther.

Nous avons bien volontiers laissé de côté le fluide calorifique, et nous avouons qu'un grand nombre de phénomènes électriques s'expliquent par le seul mouvement de la malière pondérable;