Au cours de la piciiiiric pulcmiciuc a\ oc Hooke
une cause ou pour une aulre, pourvu que nous connaissions les lois qui président à sou développement. Disons donc que la lumière est quelque chose, dont la caractérislique est de pouvoir ébranler Tétlier, sans prétendre expliquer dans le détail la genèse de celtt; perturbation. Ainsi conçue, la théorie 'HKhdatoire semble à Newton, sinon absolument vraie, du moins la j)lus commode ci la phis vraisenddabh; de toutes.
Que Newton ait été amené à admettre réth(;r comme lieu de la pr()pai>ati()n lunnneuse, on i)cut l'attrii^ucr aux i-aisons générales étudiées jjIus haut, et à linlluence des arguments di- Jluoke. Mais qu'il ait envisagé cet éther comme susceptible de vibrations, c"cst-à-dire (juil ait lait consister la lumière en alternances de mouvements très rapides, c'est ce quon ne peut comprendre sans se reporter à la théorie naissante des interférences, telle qu'elle avait été esquissée })ar Ifooko dans sa Micrographie, telle (pielle est reprise et développée par VOplique.
Jlooke avait expliqué dune manière extrêmement originale un phénomène alors tout nouveau dans la science, celui de la coloration des lames minces^ Lorsqu'une lame très mince d'une substance transparente reçoit directement les rayons du soleil, on voit qu elle se teinte de couleurs irisées si l'épaisseur de la lame nest pas la même parloul, dune couleur plate et uniforme si la lame est partout identique à elle-même. Hooke rendait compte de ce phénomène de la manière suivante. Lorsqu'un rayon de lumière rencontre une lame mince, une partie seulement du rayon subit la réflexion .sur la surface d'avant, 1 autre est réfractée, puis réfléchie par la sin-face d'arrière de la lame. Ce second rayon, nécessairement aflaibii par son jkissage au travers de la lame, ressort de cette dernière dans la direction même où est passé le premier, et se propage dans l'éther parallèlement à lui. Mais la lumière se communique avec une vitesse finie, et notre second rayon a ])ris durant la traversée de la lame un retard lini sur le premier. Il s'ensuit qu'une fois rejetés dans l'air, les deux rayons ne chemineront plus de coilcert comme ils le faisaient dans la lumière jjrinnlive. J)ans celle-ci les parties fortes et faibles (c'est-à-dire
l.Cr. Micro'jrii//hia, p. Oo-GO.
LES ORIGFNKS l)K LA TIIÉORIL] DK L'ÉTIIKR (iOli
iiiUMiSPS et non intenses) du rayon étaient mélangées. Maintenant la partie la plus forte marche la première, et le (l(Mixièn1e rayon très affaibli suit à un certain intervalle de temps.
Il suit de là que, selon les cas, deux phénomènes peuvent se j)i(''S(Mih"i'. On bien 1 épaisseur de la lame étudiée est assez petit(> pour ipie le r(>tard subi jiar le. deuxième rayon soit inaj)préciable à l'œil, et dans ce cas le faisceau réfléchi fera sur notre organe l'impression d'im faisceau ufiique, mais dim faisceau dont la partie la plus intense se propage la première : cest la définition inéni(> du rouge ou du jaune telle que Uookc la donne dans sa Micvogra}')hie . Si l'épaisseur de la lame est plus gi'aiid(\ rinl(i'vall(> de b-nips (pu Sépare l(^s deux rayons linira par être S(^nsil)!e, v\ Id'il ])ercevfa simulbinénicnl non jK'.s le diMixième rayon et le pr<'niier. mais le deuxième et ww autre qiu sera veiui frapper ultérieurement la surface d'avant. L'impression ressentie sera celle d'un rayon uni([iie. oii les radiations peu intenses précéderaient les radiations ini, (Mises .■ c'est la définition du bleu d'après Hooke.
On voit que la théorie des interférences, tout en témoignant de l'ingéniosité de Hooke, demeure très imparfaite chez lui. C'est avant tout une théorie subjective, expliquant l'origine des couleurs par les propriétés physiologiques de r(eil. Le retard relatif des rayons intenses et des rayons peu intenses est un fait qui n'apprend rien sur la structure respective de ces rayons, et surtout le degré de ce retard, d'où dépend esscnli(dlement la coloration, n'est pas objectivement mesurable. Il est même surprenant que Ilooke, partisan convaincu de la théorie des ondulations, et auteur d'une théorie de la diffraction fondée sur le flux et le reflux des ondes, n'ait pas songé à appliquer des considérations du même ordre à l'étuth^ objective des interférences. On ne peut l'attribuer qu'au manque de précision et à l'absence de mesures qui l'obligeaient à se contenter d'explications qualitatives. Newton va reprendre le phénomène d(>s inlerférences, mais, grâce à une suite d'observations quantilalives, il ])0urra en déduire les lois des vibrations ellesmêmes, et caractériser lêllier de Ilooke [lar des j)ropriélês (pii avaient échappé à ce dernier.
Les phénomènes d'interférence découverts |»ar .Xewton .sont ceux des lames minces et des anneaux. Si Ion place une len-
tille de grande ouverture angulaire au contact d'une lame de verre parfaitement dressée, on constate la formation, autour du point où les deux corps se touchent, d'un système d'anneaux concentriques, alternativement clairs et obscurs. Si la lumière employée est monochromalique, il est possible de compter un très grand nond)re d'anneaux, el l'on constate que les anneaux obscurs ont des diamètres cpii croissent comme les racines carrées des nombres impairs, tandis que les anneaux brillants croissent comme les racines carrées des nombres pairs. D'ailleurs, selon qu'on observe le phénomène par réflexion ou par transparence, la tache centrale sera noire ou brillante et les anneaux concentriques inversement disposés : un anneau clair par transparence semblera noir i)ar réflexion. Si maintenant on substitue à la lumière monochromatique une lumière blanche, ciiaque couleur prise isolément produira un svstèmo d'anneaux, mais ces anneaux empiètent rapidement les uns sur les autres et à une certaine distance de la tache centrale on retrouvera du blanc d'ordre supérieur.
Tel est le phénomène découvert par Newton. Quelles conclusions en (levait-il tirer en ce qui concerne la nature de la lumière? Conformément à sa méthode ordinaire. Newton commence par rechercher de (juelles grandeurs j)hysiques sont fonctions les alternatives de lumière et d'obscurité. Elles dépendent certainement des deux surfaces de la lame, puisqu'elles dépendent de son épaisseur. Si, comme certains le prétendent, c'est la surface d'avant de la lame qui était le siège de tout le phénomène, on ne comprendrait i)as que celui-ci changeât d'aspect lorsque, l'épaisseur augmentant, cette surface demeure la même. Pareillement il est impossible de croire que la surface d'arrière intervieune seule, car si au moment on l<> rayon touche celte surface il ne gardait pas quelque chose de l'impression reçue au contact de la première, on ne comprendrait pas que l'éloignement de celle-ci modillàt l'influence de celle-là'. La seule idée qui ressorte des faits est donc quil se propage quelque chose (l'une surface à Vanlre, et ce quel-
I. V. Lecl. Opt.. 1^ II. P III l'ri'i» -^11. « PeiuJet iui^c alterna reflcxio oc relViiitio .-il) ulr;i(im' siipcrlicic ciiin.siiuc k'iiiii.s l;uncli;i> : pendet t>nini ex
di.slaiilia i|).saiiiin inicr .-^c Poiro coilsimuiimis (>sl effici cain iii sc-L'iinda
superficie. Si eniin in piiiiia siiperdcic enieereliir. anlequam radiiad sccundam piTvciiiiciil. iilii|m' noo pcndrret ex secuiida. »
qiie chose peut être modifié par lo simple accroissement de l'épaisseur.
Mais les modifications qu'apporte l'épaisseur présentent le caractère tout particulier d'être périodiques. Si une certaine é|)aisseur produit l'extinction de la lumière, on est certain que les extinctions suivantes auront lieu pour des épaisseurs différant entre elles de quantités constantes. Entre <leux extinctions se trouve d'ailleurs un maximum d'intensité, et les maxima s'échelonnent périodiquement comme les minima. Cette périodicité doit se retrouver dans l'ébranlement lumineux (pii traverse la substance de la lame. On peut dire que l'ébi-anlement luiniiieux manifeste à intervalles égaux une tendance à la réfraction et une tendance à la réllexion. Selon (|iril rencontre dans le milieu matériel une disposition rpii favorise ou coiitrarie la sienne propre, on aura à constater une frange lumineuse ou une frange obscure. Ainsi la périodicité du phénomène des aiuieaux permet de conclure à la périodicité du rayon lumineux. Tout rayon de lumière pendant son passage au travers d'une surface réfringente rencontre une ccriaine « constitution ou disposition de passage, qui se répète ensuite à intervalles égaux tout le long du rayon, et fait que dans certaines phases le rayon va se transmettre facilement à travers une seconde surface réfringente, dans d'autres phases, alternant avec les premières, il va subir la réflexion ^.
Nous pouvons alors définir d'une manière précise deux propriétés nouvelles de la lumière. Tout rayon lumineux possède des alternances de facile ré/lexion (vices facilioris reflexionis) ; ce sont les moments où sa structure est telle (piil puisse être réfléchi par une surface interposée. Il possède aussi des alternances de facile transmission, ce sont les moments où sa structure est telle qu'il subira nécessairement la réfraction-. P.emarquons que l'action ou la disposition qui produit effecli-
1. V. Lecf. O/jL, ilt'ul. « Oiiiiiis radius himinis iii traiisiiii.s.sii suo per (inamlibet buperficiam refriiigentem iiancisciUir constitulionem qiiaiii- (lain si'u disj)Osi(ioiKMii traiisiloriain, (pM- iii radii iJioifivssii a-qualibiis rcvi'i-tihu- iiitcrvallis, ollicilipic tili in siiigulis di.-iposilidiii.s isliii.s aci'cssil)iis, tiansmiUetur faciliu-s per siiperficiom refrinKfiiU'm pi-o.\iiin- deinccns siii)j('clani ; in sini^ndis antcin cjn-sdcMi intt'iiiiissihns sivi" intorvallis, rc'llcilitnr facilin.s ai) cjnsMindi .snpcilicii- ».
