LOI DE LA RÉFLEXION

feuille d’étain, on voit se projeter sur l’écran une image renversée des pointes de charbon. Une douzaine de petits trous donneront une douzaine d’images*, cent trous, mille trous donneront cent, mille images j mais, à mesure que les trous se rapprochent l’un de l’autre, c’est-à-dire à mesure que l’étain qui séparait les trous s’évanouit, les images empiètent de plus en plus l’une sur l’autre. Enlevant toute la feuille d’étain, l’écran se montre uniformément illuminé : par conséquent la lumière qui éclaire l’écran peut être regardée comme le résultat de l’empiétement des innombrables images des pointes de charbon. De la même manière, la lumière qui éclaire tout mur blanc par un jour sans nuage peut être regardée comme produite par la superposition des innombrables images du Soleil.

La loi que l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence a sa raison dans une théorie que nous mentionne-

Fig. 3.

rons plus tard 5 il est seulement désirable ici que nous la mettions en évidence par l’expérience. Une simple latte ou règle droite, marquant 5 sur la fig. 3, fait office d’index

perpendiculaire à un miroir M capable de rotation. On reçoit d’abord sur le miroir un rayon de lumière que l’on renvoie en arrière, le long de la ligne d incidence. Quoique les rayons incident et réfléchi passent dans des directions directement opposées, ils ne s’entre-choquent pas et ne se déplacent pas l’un l’autre. Si l’on fait tourner l’index L, le miroir tourne avec lui, et des deux côtés de l’index les rayons incident et réfléchi, Lo, oR dessinent eux-mêmes leur trace sur la poussière de la chambre. La seule inspection des angles compris entre l’index et les deux faisceaux lumineux suffit pour montrer leur égalité. De petites balles élastiques tombant sur le miroir, dans la direction du rayon incident, suivraient la route du rayon réfléchi. Une carte dressée debout ou par sa tranche sur une table, sans inclinaison ou pente à droite ou à gauche, est dite perpendiculaire à la table. Dans le cas de la lumière, les rayons incident et réfléchi sont dans un plan perpendiculaire au miroir.

Cet appareil très-simple nous met à meme de démontrer une autre loi, à savoir que, lorsque le miroir tourne, la vitesse angulaire du rayon réfléchi est deux fois celle du miroir réfléchissant. Lhie simple expérience rendra le fait saillant pour vous. L’arc mn ( Jîg . 3) placé devant vous est divisé en dix parties 5 et, lorsque le rayon incident et l’index croisent le zéro de la graduation, le rayon incident et le rayon réfléchi sont horizontaux. Si l’on amène l’index du miroir à 1, le rayon réfléchi coupe l’arc à 2 5 si l’on amène l’index à 2, le rayon réfléchi va à 4 i si l’index marque 4? le rayon coupe l’arc à 8 ; enfin, si l’index vient à 5, le rayon coupe l’arc à 10, comme l’indique la figure. Dans tous les cas, le rayon réfléchi se meut deux fois plus vite que le miroir.

VITESSE ANGULAIRE DOUBLE DU RAYON RÉFLÉCHI. l3

Un des problèmes de la science, dont le progrès scientifique dépend surtout, est d’aider les sens de l’homme en leur faisant atteindre des régions qu’ils n’auraient jamais atteintes sans ce secours. Ainsi nous armons notre oeil d’un télescope lorsque nous avons besoin de sonder les profondeurs de l’espace, et d’un microscope lorsque nous avons besoin d’explorer le mouvement et la forme dans leurs dimensions infiniment petites. Or cette loi de la réflexion angulaire, jointe à ce fait qu’un rayon de lumière ne pèse pas, nous fournit le moyen d’amplifier de petits mouvements dans un degré extraordinaire. Ainsi, en attachant un miroir à ses barreaux aimantés suspendus, et regardant sur ses règles divisées les images réfléchies par ses miroirs, le célèbre Gauss a pu découvrir les plus petits écarts dans la variation de la force magnétique de la Terre. Par un semblable arrangement, les 'faibles attractions et répulsions de la force magnétique ont été rendues manifestes. Les petits allongements d’une barre de métal par la seule chaleur de la main ont été assez amplifiés par cette méthode pour amener un index du plafond au parquet de cette salle. L’allongement d’une barre de fer dans l’acte de l’aimantation peut aussi être démontré par ce moyen. Helmholtz, il y a longtemps, s’est servi de cette méthode pour rendre évidentes à ses élèves les expériences classiques de du Bois- Raymond sur l’électricité animale ; enfin, dans le galvanomètre par réflexion de sir William Thomson, ce principe a reçu une de ses dernières applications.

Pendant plus de mille ans on ne fit en Optique aucun progrès en dehors ou au delà de cette loi. Des hommes du moyen âge, en effet, les uns s’elForçaient de développer les lois de l’univers a priori , d’après leur propre conscience,

tandis que beaucoup d’entre eux étaient si préoccupés de ce qui concerne le monde à venir, qu’ils regardaient d’un œil dédaigneux tout ce qui appartient à ce monde. Parlant de ceux qui de son temps cultivaient la Philosophie naturelle, Eusèbe dit : « Ce n’est pas par ignorance des choses admirées par eux, mais par le mépris du travail inutile qu’elles imposent, que nous nous occupons peu de ces matières, réservant l’activité de nos âmes pour des choses meilleures ». Lactance disait aussi : « Rechercher les causes des choses, se demander si le Soleil est aussi grand qu’il le paraît, si la Lune est convexe ou concave, si les étoiles sont fixées au firmament ou si elles flottent librement dans l’air, de quels matériaux sont formés les cieux et quelle est leur grandeur, s’ils sont en repos ou en mouvement, quelles sont les dimensions de la Terre, sur quels fondements elle est balancée ou suspendue : disputer ou conjecturer sur ces matières, ce serait absolument comme si nous choisissions pour sujet de discussion une ville d’une contrée lointaine, dont nous n’aurions jamais rien entendu que le nom (1). »

Pour ce qui regarde la réfraction de la lumière, le cours des recherches régulières fut repris en 1160, par un philosophe arabe nommé Alhazen. Elle fut ensuite étudiée

(‘) On retrouve l’esprit de ces anciens héros de la foi jusque dans des régions inattendues. Dans le numéro d’avril de la Contemporary Review , après avoir décrit comment la science nouvelle est devenue ce qu’elle est, mon ami, M. le Dr Acland, met le langage suivant dans la bouche de l’évêque Wilson : « Ce qui me surprend, c’est que vous vous soyez donné tant de peine pour arriver à si peu. Vous méritez par cela les plus grands éloges qu’une créature raisonnable puisse désirer. Votre exactitude et la peine que vous prenez semblent prouver d’une manière irrécusable l’incertitude de quelques-unes de vos données et, par conséquent, la futilité de quelques-unes

par Roger Bacon, Vitcllus et Kepler. Une des plus grandes occupations de la science est la détermination par des instruments précis des rapports de quantité des phénomènes, la valeur de ces mesures dépendant en grande partie de l’habileté et de la conscience de l’homme qui les prend. Vitellus semble avoir été à la fois ingénieux et consciencieux, tandis que Kepler s’était habitué à fouiller dans les observations de ses prédécesseurs, à les considérer sous tous les jours, pour en extraire en quelque sorte par distillation les principes qui les unissaient. Il a agi ainsi avec les mesures astronomiques de Tycho-Brahé, et il en a tiré les lois célèbres qui portent son nom. Il fit de même avec les mesures de réfraction dé Vitellus-, mais, dans ce cas, il ne réussit point -, le principe, quoique très-simple, lui échappa, et il fut découvert d’abord par Willebrod Snell, vers l’année 1621.

Moins dans le but d’approfondir le phénomène en luimême que de le présenter sous une forme qui vous fasse mieux comprendre plus tard le jeu de la pensée théorique dans l’esprit de Newton, on peut démontrer comme il suit le fait de la réfraction.

Je ne le ferai pas en traçant la marche du rayon par un dessin fait à la craie sur un tableau noir, mais en lui faisant dessiner lui-même sa trace brillante sous vos yeux. Un

de vos conclusions. Je sais d’ailleurs qu’en dépit de toutes vos peines vos sciences contiennent en elles-mêmes un si grand nombre d’exemples d’erreurs démontrées, que, hommes candides, vous devez souvent sentir glisser sous vos pieds le fond matériel qui leur sert de base. » Schelling exprime en ces termes son mépris des connaissances expérimentales : « L 'Optique de Newton est l’exemple le plus frappant d’un édifice entier de tromperies, qui, dans toutes ses parties, est fondé sur l’observation et l’expérience. » On trouve toujours en Allemagne de petits imitateurs de Schelling.

vaisseau circulaire peu profond RIG(j%. 4), avec une paroi en verre, est rempli à moitié d’eau rendue trouble par son mélange avec un peu de miel ou l’addition d’un peu de mastic, et est dressé sur sa tranche avec sa paroi vitrée verticale. Au moyen d’un petit réflecteur M, et à travers la fente I, ménagée dans la bande circulaire qui entoure le vase, on fait pénétrer au sein du vase, dans une direction quelconque, un faisceau lumineux, il tombe sur l’eau en O, y entre, et marque lui-même sa trace à travers le liquide, sous forme d’une bande brillante OG. En même temps, le

Fig. 4.

faisceau traverse invisible l’air situé au-dessus de l’eau, parce que l’air est impuissant à dilïuser la lumière, mais une pincée de tabac projetée au sein de cet espace révèle aussitôt la trace du rayon incident. Si l’incidence est verticale, le rayon 11’est pas réfracté ou ne dévie pas de sa course. Si elle est oblique, la réfraction à la surface commune de F air et de l’eau, en O, est rendue clairement visible. O11 voit aussi que le long de OR la réflexion accompagne la réfraction, le rayon se divisant de lui-même, au point d’incidence, en deux portions, l’une réfractée OG, et l’autre réfléchie OR.

La loi par laquelle Sneli lie entre elles les mesures