CHAPITRE V

Optique.

L'émancipation en vertu de laquelle h philosophie naturelle s'est dé{îagée de l'influence théologique et métaphysique, s'est accomplie au moyen d'une succession d'efforts partiels,' conçus d'une manière isolée, quoique tous convergents vers un même but final, presque toujours inaperçu de ceux mêmes qui ont contribué à cette immense régénération. Si une telle incohérence est une preuve éclatante de la force de cet instinct universel qui caractérise les intelligences modernes, ellea produit aussi beaucoup de lenteurs et d'embarras, et même une véritable hésitation dans la marche de notre émancipation définitive. Personne n'ayant encore conçu la philosophie positive dans son ensemble, et les conditions de la positivité n'ayant pas été analysées, et encore moins formulées avec les modifications convenables aux divers ordres de recherches, il en est résulté que dans les parties du système scientifique qui ne constituaient point le sujet de leurs travaux, les fondateurs de la philosophie naturelle sont demeurés sous l'influence metaphysique ou théologique dont leurs découvertes préparaient la ruine. Aucun penseur n'a eu, autant que Descartes, des conceptions à la fois claires et complètes sur le vrai caractère de la philosophie moderne, aucun n'a exercé aussi sciemment une action aussi directe, aussi étendue, aussi efficace quoique transitoire, sur sa transformation, et aucun ne s'est montré aussi indépendant de l'esprit de ses contemporains. Cependant Descaries, qui renversa l'ancienne philosophie relativement à 1 ensemble des phénomènes inorganiques, et même quant aux phénomènes physiques de l'animalité, a été entraîné par son siècle dans un sens opposé, quand il essaya de donner une nouvelle vie aux anciennes conceptions théologiques et métaphysiques sur la nature morale de Thomme. S'il en a été amsi de Descartes, qui est un des principaux types de la marche générale du développement de l'humanité, nous ne devons pas être surpris que des hommes d'un génie plus spécial, et plus particulièrement occupés du développementde la science que de celui de l'esprit humain, aient obéi à l'impulsion métaphysique, à certains égards, tandis qu'à d'autres,

quelquefois peu éloignés, ils suivaient la direction de l'esprit

Ces réflexions sont éminemineni applicables à l'histoire philosophique de l'oplique. partie de laphysique dans laquelle un positivisme incomplet conserve encore la plus profonde consistance, surtout, à cause des travaux mathématiques qui s y rattachent. La formation de cette science est due principa- -ementaui philosophes qui ont le plus contribué à jeter les bases de la philosophie positive, tels que Descartes, Huygheiis et Wewton. Cependant, le vieil esprit métaphysique a poussé chacun d'eux à créer une hypothèse chimérique sur la nature de la lumière. Que Newton ait obéi à cette influence, cela paraîtra spécialement remarquable, si l'on considère que sa doctrine de la gravitation avait élevé la conception de la philosophie moderne au-dessus du point auquel Descartes I avait portée, en constatant l'inanité radicale de toute enquête sur la nature et le mode de production des phénomènes, et en assignant désormais, comme seul but des efl-orls scientifiques, la réduction d'un ensemble de faits particuliers à un fait unique et général. Newton lui-même, dont l'exclamation favoiite ciait : , 0 physique! garde-toi delà métaphysique, . s est laisse séduire par les anciennes habitudes de philosopher jusqu a personnifier la lumière comme une substance distincte et indépendante du corps lumineux ; ce qui constitue une conception aussi métaphysique que pourrait l'être celle de la gravite représentée comme ayanl une existence séparée du corps gravitant.

Après ce qui a été dit sur la théorie philosophique des hypothèses, il n y a pas lieu de faire ressortir ici le caractère Illusoire des doctrines respectives des savants sur la nature de la lumière. Chacun d'eux a montré la nullité de celles des autres, et chacun s'est arrêté à la preuve qui favorisait sa propre conception. Euler a produit des objections fatales à la doctrine de l'émission ; mais aujourd'hui on dissimule les objections, également décisives, que les défenseurs de l'émission ont adressées aux avocats de l'ondulation, l'our nous borner à l'exemple le plus simple, a-l-on concilié la propagation en tous sens, propre au mouvement vibratoire, avec le phénomène vulgaire de la nuit ; c'est-à-dire de l'obscurité

produite par l'interposition d'un corps opaque? L'objection fondamentale élevée à ce sujet par les newtoniens contre le système de Descarteset d'Huyghens, n'est-elle pas restée aussi intacte aujourd'hui qu'elle l'était plus d'un siècle auparavant, maigre tous les subterfuges mis en usage? Le cas est rendu plus^ évident par ce fait,qu'ilya des phénomènes auxquels les deux théories antagonistes conviennent également Si les lois de réflexion et de réfraction découlent aussi aisément des hypothèses de l'émission et de l'ondulation, il est irrécusable que nous ne devons nous occuper que des lois, et non des deux hypothèses opposées. Les travaux mathématiques dont chacune de ces conceptions a été le sujet n'auront pas été mutiles : elles montreront dans un prochain avenir que l'analyse n'est pas, en tous les cas, un instrument certain de découverte, puisqu'on la voit également applicable à deux hypothèses antagonistes, et qu'elle le serait, sans doute, à beaucoup d autres, si les progrès de la positivité ne tendaient point de plus en plus à exclure cette manière vicieuse de philosopher Il est vrai que les défenseurs les plus éclairés des deux systèmes sont prêts à sacrifier la réahlé de l'émission et de I ondulation, qu'ils retiennent seulement à cause de leur propriété prétendue de faciliter la combinaison des idées. Mais s 11 nous est permis de passer d'une hypothèse à une autre sans que la science en éprouve aucun préjudice, il est évident qu un tel artifice n'a aucune utilité. Nous admettrons, comme nous 1 avons déjà dit, que la combinaison des idées scientifiques deviendrait très-difficile aux esprits formés sous l'influence des habitudes actuelles, s'ils étaient tout d'un coup privés d'un tel mode de liaison; mais il n'est pas moins vrai que la prochaine génération scientifique combinerait ses idées d une manière plus facile et plus parfaite, si on l'habituait à envisager directement les relations des phénomènes, sans se aisser troubler par des artifices qui ne servent qu'à obscurcir les réalités scientifiques.

L'histoire de l'optique, en son ensemble, montre que ces hypothèses n'ont pas aidé sensiblement les progrès de la théorie de la lumière, puisque toutes nos acquisitions importantes leur sont étrangères; cela est vrai non seulement des lois de la réflexion et de la réfracUon, découvertes avant que

ces hypollièses aient été créés, mais de toutes les autres vérités principales de l'optique. L'hypothèse de l'émission ne suggéra pas plus à Newton la notion de l'inégale réfrangibilité des diverses couleurs, que celle de l'ondulation n'a contribué à dévoiler à Huyghens la loi de la double réfraction, propre à certaines substances. Parce que ces grands hommes, après avoir constaté une liaison entre certains faits, ont créé une hypothèse pour expliquer celte liaison, on a conclu ensuite que les conceptions chimériques étaient inséparables des immortelles découvertes. J'ai déjà dit en quoi consistait l'utilité de ces conceptions imaginaires : elles servent momentanément a développer l'esprit scientifique en permettant la transition du régime métaphysique au régime positif. Mais cette fonction temporaire est aujourd'hui suffisamment accomplie, et l'empire trop prolongé de cette méthode vicieuse serait nuisible particulièrement à l'égard de l'optique, ainsi que le reconnaîtra quiconque examinera l'état de celte science, surtout depuis l'adoption du système ondulatoire au lieu du svstème émissif.

Il importe de signaler une autre erreur avant de clore notre oxamen de la marche anti-scientifique qui tend à se prolonger en optique. Des gens éclairés s'imaginent que la science acquiert une rationnalité satisfaisante en se rattachant aux lois fondamentalesde la mécanique universelle. Le système de l'émission, s'il signifie quelque chose, représente les phénomènes lumineux comme analogues à ceux du mouvement ordinaire ; et le système de l'ondulation, s'il a un sens intelligible, consiste dans l'assimilation des phénomènes lumineux aux phénomènes du son. Ainsi, d'une part, on assimile l'optique à la barologie, de l'autre, à l'acoustique. Mais ces suppositions n'ont aucune efficacité scientifique, et sont tout à fait gratuites. Quand des phénomènes peuvent rentrer effeclivement dans le domaine de la mécanique rationnelle, une telle propriété n'est jamais équivoque et arbitraire ; elle résulte immédiatement de la simple inspection des phénomènes, et ne peut jamais devenir un sujet de contestation ou de conjecture. Toute la difficulté a été de connaître assez les lois générales lu mouvement, pour en faire l'application. Personne ne meconuaissait la nature mécanique des principaux effets de

OPTIQUE. 3QO

la pesanteur et du son, longtemps avant que les progrès de la

nient Une telle application a puissamment contribué, comme nous lavons vu, au perfectionnement de la barologie et d I acoustique ; mais cela lient précisément à ce qu'elle n'avait

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léll^ I ^"'■' """'-' *'' suppositions arbitraires, les

phe omenes lumineux constitueront toujours une catégorie

sm (lenms. nécessairement irréductible à aucune autre : une

.hTO sera éternellement hétérogène à un mouvement ou à

De plus, les considérations physiologiques s'opposent à eue confusion d'idées, par les caractères Jui distinguent le sens de la vue. so.t du sens de l'ouïe, soit du sens de contact et de pression Si nous pouvions supprimer ces distinctions, par des hypothèses gratuites, on ne saurait dire où s'arrêteraient nos' observations. Un philosophe dont la prédilection scientifique porterait sur la chimie, prendrait pour types les sens du goût ou de l'odorat, et expliquerait les couleui et le! tons en les assimilant à des saveurs ou à des odeurs. Cette conception n exigerait pas plus d'imagination qu'il n'en a fallu pour assimiler, par une supposition devenue classique, les sons et les couleurs. ^ '

Il vaut mieux renoncer à l'irrationnelle poursuite d'une vaine unité scientifique, et admettre que les catégories de phénomènes hétérogènes sont plus nombreuses que no le suppose une systématisation vicieuse. La philosophie naturelle serait sans doute plus parfaite s'il en était autrement ; mais la eoordinalion n'a de valeur qu'autant qu'elle repose sur une assimilation réelle et fondamentale. Les physiciens devraient donc s abstenir de rattacher arbitrairement les phénomènes de la lumière à ceux du son. Tout ce que l'optique peut comporter de mathématique dépend, non de la mécanique mais de la géométrie, qui s'y trouve éminemment applicable en vertu de la nature géométrique des principales lois de la lumière. Le seul cas pour lequel nous pouvons concevoir l'apphcalion de l'analyse en optique, consiste en certaines recherches ou I observation fournit immédiatement quelques relations numériques ; mais l'étude positive de la lumière ne saurait ja-

mais donner heu à une analyse dynamique. Telles sont les deux directions suivant lesquelles les géomètres peuvent concourir au progrès de Toptique, dont ils ont trop souvent entravé le développement en prolongeant Tinfluence des hypothèses antiscientifiques par des analyses inopportunes et mal conçues.

Le génie de Fourier nous a dispensé rie la nécessité d'appliquer la théorie des hypothèses en thermologie, et, d'un autre côté, ni la barologie ni Facoustique ne l'exigeaient. Quant à l'électrologie, les conceptions chimériques y abondent, mais leur absurdité est si évidente que tous leurs partisans ont fini par la reconnaître. C'est en optique que ces chimères, étant plus plausibles et plus consistantes, acquièrent plus d'importance, et c'est pourquoi j'ai choisi cette science comme le domaine où elles pouvaient être le mieux appréciées . ^

Nous allons passer maintenant, de ces vaines hypothèses, aux connaissances réelles actuellement acquises sur la théorie de la lumière. L'ensemble de l'optiqne se divise en quatre sections selon que la lumière, homogène ou colorée, est directe, réfléchie, réfractée ou dilfraclée. Ces efifets élémentaires, quoique habituellement coexistants dans les phénomènes ordinaires, sont distincts et doivent, par conséquent, être considérés séparément. Ces quatre parties comprennent tous les phénomènes optiques rigoureusement universels ; mais nous devons leur ajouter, comme complément indispensable, deux autres sections relatives à la double réfraction et à la polarisation. Ces ordres de phénomènes sont propres à certains corps; mais, outre qu'ils sont une modification des phénomènes fondamentaux, les corps qui nous les manifestent deviennent de plus en plus nombreux et leurs conditions se rapportent bien plus à certaines circonstances générales de structure qu'à des particularités de substance. Par ce motif,ilsdoivent être exactement analysés; du reste, il est superflu de classer ici les applications de ces six sections, soit à l'histoire naturelle, comme dans la belle théorie newlonienne de l'arc-en-ciel,' soit aux arts, comme dans l'analyse des divers instruments visuels. Ces applications constituent la meilleure mesure du degré de perfection de la science, mais elles n'appartiennent

pas à la philosophie de l'optique, que nous devons seule avoir en vue.

Par les mêmes motifs qui nous ont conduits à condamner en physique, les théories ;de l'audition et de la phonation' nous devons refuser de comprendre, parmi les phénomènes optiques la Iheone de la vision, qui appartient éLemment à a physiologie. Quand les physiciens veulent s'occuper d'une telle recherche, leurs études spéciales ne conviennent qu'à une partie de ce difficile problème ; en toutes les autres, leur compétence n'est pas supérieure à celle du vulgaire, et quelque impoitanlè que soit cette section, elle ne saurait être prise pour I ensemble. De ce que plusieurs conditions capitales sont négligées par les physiciens, il résulte que les explications jusqu ICI proposées ont été incomplètes et par suite illusoires A peine c.terait-on une seule loi de la vision, qu'on puisse regarder comme établie sur une base immuable, même en se bornant aux phénomènes les plus simples et les plus vulgaires • La faculté élémentaire de voir distinctement, â des dislances inégales, reste sans explication satisfaisante, quoique les physiciens aient tenté de l'attribuer successivement à presque loutes les parties de l'appareil oculaire. Cette ignorance presque honteuse, est due, sans doute, à ce que les savants, physiciens ou physiologistes, ont laissé la théorie des sensations entre les mains des métaphysiciens, qui n'en peuvent tirer qu une Idéologie illusoire. Mais sa durée trop prolongée résulte aujourd hui de la mauvaise organisation du travail scientifique. Si, depuis le temps où ces questions ont commencé à prendre le caractère positif, les anatomistes et les physiologistes s'étaient occupés de la théorie de la vision, fondée sur les matériaux fournis par l'optique, au lieu d'attendre des physiciens des solutions qu'ils ne pouvaient fournir nous serions relativement à cet important sujet, dans une situation moins déplorable.

Une autre étude qui doit être bannie de l'optique et de toute la philosophie naturelle est la théorie de la coloration des corps. Il est inutile d'expliquer que je n'ai pas en vue 1 admirable série d'expériences de Newton sur la décomposition de la lumière, lesquelles nous ont fourni une idée fondamentale commune à toutes les parties de l'optique. Je veux

^il

parler des tentatives qui ont été faites pour expliquer tantôt parla Ihéorie de l'émission, tantôt par celle de l'ondulation, le phénomène primordial, évidemment inexplicable, de la couleur élémentaire propre à chaque substance. Ces prétendues explications, d'après la faculté de réfléchir ou de transmettre tel ou tel genre de rayons, ou d'exciter tel ou tel ordre de vibrations éthérées, en vertu de certains arrangements imaginaires des molécules, sont plus difficiles à concevoir que le fait lui-même, et je les trouve, en réalité, non moins absurdes que les explications que Molière met dans la bouche de ses docteurs métaphysiciens. 11 est regrettable qu'on soit obligé de formuler de nos jours de telles remarques. Personne, maintenant, n'entreprend plus d'expliquer la pesanteur spécifique propre à chaque substance ou à chaque structure. Pourquoi en serait-il autrement quant à la couleur, dont la notion n'est pas moins primordiale? En physiologie, la considération des couleurs, est d'une importauce capitale pour la théorie de la vision ; en histoire naturelle, elle peut devenir un moyen utile de classification, mais en optique, l'objet dti la vraie théorie des couleurs est simplement de perfectionner l'analyse de la lumière de manière à apprécier l'influence de la structure, ou de telle autre circonstance, sur la couleur transmise ou réfléchie, sans jamais s'engager dans la recherche des causes de la coloration spécifique. La carrière est assez vaste, sans ces recherches chimériques, pour suffire à l'activité des physiciens.

Ktudc de la lumière directe

La première partie essentielle est l'optique proprement dite, ou l'étude de la lumière directe. Cette partie, avec la catoptrique, est la seule branche de la science que les anciens aient cultivée. L'origine de cette étude est aussi ancienne que la connaissance de la loi de la propagation rectiligne de la lumière dans tout milieu homogène. Cette première loi suffit pour que les problèmes relatifs à la théorie des ombres deviennent réductibles à des questions géométriques, qui peuvent d'ailleurs donner lieu à des difficultés d'exécution en beaucoup de cas, sauf dans les plus importants, ceux des corps

lumineux très éloignés ou à dimensions extrêmement petites. Cette théorie dépend, tant pour l'ombre que pour la pénombre, de la détermination d'une surtiice développable, circonscrite à la fois au corps éclairant et au corps éclairé! Quelle que soit son antiquité, cette première partie de l'optique est encore très imparfaite, quand on l'envisage sous le second point de vue, c'est-à-dire relativement aux lois de l'intensité de la lumière ou à ce qu'on appelle h p/wtometrie. Malgré l'importance d'une connaissance exacte, nos notions à cet égard sont, jusqu'à présent, vagues et précaires. Nous ne savons pas d'une façon précise, comment l'intensité de la lumière est modifiée par plusieurs circonstances, telles que : sa direction, soit émergente, soit incidente; sa dislance, son absorption par le milieu, et enfin sa couleur.

Nous nous trouvons, dès le début, arrêtés par une grande difficulté. Nous ne possédons pas d'instruments photométriques sur lesquels on puisse compter, pour vérifier nos conjectures sur les divers modes de dégradation delà lumière. Tous nos photomètres reposent sur une sorte de cercle vicieux, puisqu'ils sont conçus d'après les lois mêmes qu'ils sont destinés à véritier, et, généralement, d'après la plus douteuse de toutes, celle qui concerne la distance. On a appelé la lumière une émanation: on a supposé son intensité réciproque au carré de la distance ; et puis, sans chercher à confirmer celle conjeclure par une expérience quelconque, on l'a donnée pour base à la photométrie toute entière. Ensuite, quand on a substitue à cette conjecture celle des ondulations, on a conservé les mêmes notions photométriques sans s'apercevoir qu'elles exigeaient une révision fondamentale. Nous voyons clairement ce que doit être notre photométrie d'après une telle manière de procéder. La loi relative à la direclion en raison du sinus de l'angle d'émergence ou d'incidence, n'est pas mieux démontrée que celle de la dislance, quoique h source en soit moins suspecte. Il n'y a rien ici de comparable au travail de Fourier sur la chaleur rayonnante, et, néanmoins, le sujet semble comporter une élaboration mathématique analogue. La seule branche de la photométrie qui présente aujourd'hui une vraie consistance scientifique, est la théorie mathématique de l'absorption graduelle de la lumière par un milieu quelconque

Bouguer et Lambert nous ont donné quelques indications fort intéressâmes sur ce sujet ; mais ici même nous ne sommes pas sur un terrain bien ferme, faute d'expériences précises et incontestables. Ennn, l'influence photomélrique de la couleur a donné lieu à quelques observations exactes. Toutefois nous ne sommes pas encore en possession de conclusions précises si ce n'est la fixation du maximum de clarté au milieu du spectre solaire. Ainsi, en résumé, dans cette première partie de optique, quoiqu'elle soit la plus ancienne et la plus simple les physiciens ont h peine dépassé l'observation vulgaire dii moins en écartant tout ce qui se rattache à la géométrie et la mesure de la vitesse de propagation de la lumière, fournie par I astronomie.

Caloptriquc.

Il en est toutautrement à Tégard de la catoplrique et surtout de la dioptrique, si on écarte les questions relatives aux causes premières de la réflexion et de la réfraction. Les études scientifiques ont largement élendu-et notablement perfectionné les notions universelles sur ces deux ordres de phénomènes généraux, et les divers effets qui s> rattachent rentrent maintenant, avec une grande précision, dans un très petit nombre de lois uniformes d^me simplicité remarquable.

La loi fondamentale de la catoptrique, bien connue des anciens, et surabondamment confirmée par l'expérience, consiste en ce que, quelles que soient la forme et la nature du corps réflecteur, ainsi que la couleur et l'intensité de la lumière l'angle deréflection est constamment égal à l'angle d'incidence' et dans le même plan normal. D'après cette loi, l'analyse del efl-ets produits par toute sorte de miroirs se réduit à de simples problèmes géométriques, qui pourraient, il est vrai, suivant la forme du corps, conduire à de longs et pénibles calculs s il ne sufflsait pas habituellement d'examiner les cas Irè^^ faciles du plan, de la sphère, et, tout au plus, du cylindre circuaire^droit. Si Ton prétendait à une précision rigoureuse dans 1 analyse des images, on pourrait rencontrer d'assez grandes difticultés géométriques ; mais cette rigueur n'est pas néces-

OPTIQDE. 3Qy

saire. La détermination des images repose en général, sous le point de vue mathématique, sur la théorie des caustiques créée par Tschirnhaûs. Mais, même dans l'application de celte théorie, quelques conjectures sont hasardées, et le défaut d'expé riences directes et exactes, joint à l'incertitude qui caractérise presque toutes les parties de la théorie de la vision, ne permettent pas de garantir suffisamment la réalité des conséquences éloignées déduites du principe général.

Toute réflexion lumineuse sur un corps quelconque est accompagnée de rab3orption d'une partie plus ou moins notable mais toujours très grande, de la lumière incidente. Mais l'imperfection de la photométrie afl*ecte cette étude, qui a été jusqu'ici à peine ébauchée par quelques observations incomplètes, d'où Ton ne peut tirer aucune loi. On ignore si le décroissement est le même sous toutes les incidences; si sa valeur relative est indépendante du degré de clarté; quelle est, à cet égard, l'influence de la couleur. Enfin, on ne sait pas si les variations de ce phénomène dans les différents corp.s réflecteurs sont en harmonie avec d'autres caractères spécifiques, surtout optiques. Ces questions sont non seulement intactes! mais elles n'ont même pas été posées. Tout ce que nous savons, c'est que l'absorption de la lumière paraît être toujours plus grande, à un degré d'ailleurs inconnu, par réflexion que par transmission. De là, est résulté, dans ces derniers temps, l'usage des phares lenticulaires, introduit par Fresnel. Il existe un ordre plus avancé de recherches, c'est celui qui se rapporte à l'étude des substances transparentes; mais, ici encore, les lois sont mal connues. Dans de tels corps, la réflexion iccompagne toujours la réfraction, et par conséquent on peut examiner suivant quelles lois, générales ou spéciales, s'accomplit la répartition entre la lumière transmise et la lumière refléchie. Celle-ci est d'autant plus abondante, que l'incidence est plus oblique, et que la réflexion commence à devenir totale à partir d'une certaine inclinaison propre à chaque substance, et mesurée exactement pour plusieurs corps. Cette inclinaison paraît être d'autant moindre que la substance est plus réfringente. Toutefois, la loi admise jusqu'ici se rattachant aux hypothèses hasardées sur la nature de la lumière, il est néces-

saiie que des expériences directes viennent la faiie sortir de Tétai conjectural.

SECTION IJI.

Dioptriquc.

De toutes les parties de l'optique, la dioptrique est aujourd'hui la plus riche en connaissances certaines et précises, réduites à des lois simples et peu nombreuses embrassant des phénomènes très variés. La loi fondamentale de la réfraction était entièrement ignorée des anciens. Elle a été découverte en même temps sous deux formes dislincteset équivalentes par Snellius et par Descartes. Elle consiste dans la proportionnalité conslante des sinus des angles que le rayon réfracté et le rayon incident, toujours contenus dans le même plan normal forment avec la perpendiculaire à la surface réfringente eii quelque sens que la réfraction ait lieu. Le rapport fixe de ces deux sinus, quand la lumière passe du vide dans un milieu quelconque, conslitue le coefficient optique le plus important de chaque corps naturel, et tient même un rang essentiel dans fensemble de ses caractères physiques. Les physiciens se sont occupés de le déterminer avec beaucoup de soin et de succès par des procédés ingénieux et exacts. Ils en ont dressé des tables très étendues, qui peuvent rivaliser pour la précision avec nos tables de pesanteur spécifique; fincertilude n'étant pas habiluellemenl d'un centième sur la valeur numérique du pouvoir réfringent. Si la lumière passe d'un milieu dans un autre, le rapport de réfraction dépend de la nature de tous deux ; mais, en un cas quelconque, le passage inverse lui donne toujours une valeur exactement réciproque, comme l'expérimentation l'a constamment moniré. De plus, tant qu'un corps n éprouve aucune aliération chimique et qu'il devient seulement plus ou moins dense, le rapport de réfraction qui lui est propre varie proportionnellement à la pesanteur spécifique ainsi qu'il est aisé de le constater, pour les liquides, et encore' plus pour les «az, où la température et la pression permettent de tant modifier la densité. C'est pourquoi les physiciens ont adopté, de préférence au rapport de réfraction proprement ôiU son quotient par la densité, qu'ils ont nommé

■'/.iji'

pouvoir réfringent, afin d'obtenir des caractères plus fixes et plus spécifiques dans la comparaison dioptrique des diverses subtances. Cette distinction est réellement motivée, malgré son origine suspecte. Toutefois, il faut remarquer que le pouvoir réfringent varie quand la substance, sans subir aucune modification chimique, passe par divers états d'agrégation, comme nous l'avons vu à l'égard de l'eau. Ces variations dans le pouvoir réfringent ont donné lieu à des contestations entre les défenseurs des deux systèmes hypothétiques dont chacun exige une invariabilité qui n'existe pas. La difficulté de séparer les notions vraiment constatées des notions purement systématiques, est une des plus fâcheuses conséquences des hypothèses antiscientifiques; et elle peut rendre fort équivoque le caractère actuel de la science elle-même.

Les découvertes de Newton sur l'inégale réfrangibilité des diverses couleurs élémentaires sont un complément indispensable de la loi de la réfraction. Du fait même de la décomposition de la lumière dans un prisme, il suit évidemment que le rapport du sinus d'incidence, quoique constant pour chaque couleur, varie de l'une à l'autre partie du spectre solaire. L'accroissement total qu'il éprouve, depuis les rayons rouges jusqu'aux violets, mesure la dispersion propre à chaque substance, et doit compléter la détermination de son pouvoir réfringent dans les tables usuelles, où l'on ne peut insérer que la réfraction moyenne. Cette évaluation constitue par sa petitesse une des opérations les plus délicates de l'optique actuelle, et ne saurait comporter autant d'exactitude que celle de l'action réfringente proprement dite, surtout dans les corps tels que les gaz. qui dévient peu la lumière ; mais elle est connue pour un grand nombre de substances, solides ou liquides. En comparant les changements qu'éprouve le pouvoir dispersif quand on passe d'un corps à un autre, on a reconnu que ses variations ne sont pas proportionnelles, comme Newton l'avait cru, à celles du pouvoir réfringent; on voit même, en plus d'un cas, que la lumière est moins dispersée par des substances qui la réfractent davantage. Ce défaut de correspondance, entre deux qualités qui paraissent analogues, a été découvert par Dallond, vers le milieu du siècle dernier. Il constitue en optique une notion capitale, puisqu'il en résulte

la possibilité de l'achromatisme, par la compensation des actions opposées dues à deux substances différentes qui, sans cela, ne pourraient cesser de disperser la lumière qu'en cessant aussi de la dévier.

Les lois de la réfraction montrent que l'analyse des effets relatifs à l'action des milieux homogènes sur la lumière qui les traverse, ne présente que des difficultés purement géométriques. La grande complication qui pourrait résulter de la forme du corps réfringent est diminuée dans les cas ordinaires, où Ton peut se borner à envisager des surfaces planes, sphériques ou cylindriques. Toutefois, Texamen deviendrait' même alors, embarrassant, surtout en ayant égard à la dispersion, si on ne le réduisait à une appréciation approximative des seules circonstances qui se présentent le plus souvent.

Diffraction.

La modification connue sous le nom de diffraction, dont l'étude a été ébauchée par Grimaldi et par Newton, forme, depuis les recherches du docteur Young, complétées parcelles de Fresnel, une des parties essentielles de l'optique. Elle consiste dans la déviation, toujours accompagnée d'une dispersion plus ou moins prononcée, qu'éprouve la lumière en passant très près des extrémités d'un corps quelconque. Elle se manifeste de la manière la plus simple, par les franjjes inégales et diversement colorées, les unes extérieures, les autres

intérieures,qui entourent les ombres produites dans lachambre obscure. Le fameux principe général des interférences, découvert par le docteur Young, est la plus importe notion propre à cette théorie. Il n'a été bien apprécié que depuis rusage que Fresnel en a fait pour expliquer plusieurs phénomènes intéressants et difficiles à analyser, et entre autres le célèbre phénomène des anneaux colorés, sur lequel les beaux travaux de Newton laissaient encore beaucoup à désirer. La loi des interférences consiste en ce que, dans l'action mutuelle de deux faisceaux lumineux émanés d'un même point, et ayant SUIVI, par une cause quelconque, deux routes distinctes, mais peu inclinées l'une à l'autre, les intensités propres aux deux

lumières se neutralisent et s'ajoutent alternativement, en faisant croître par degrés égaux et très rapprochés, dont la valeur est déterminée, la différence de longueur entr; les chels que parcourent en totalité les deux faisceaux.Il est regrettable que cet important principe soit encore engagé dans des conceptions chimériques sur la nature de la lumière

Nous avons accompli, relativement à l'optique, tout ce que permet la nature de cet ouvrage. Nous laisserons de côté 1 étude de la double réfraction propre à plusieurs cristaux, ainsi que les phénomènes de polarisation, découverts par Malus. J espère avoir indiqué dans cette exposition, les lacunes, peu senties aujourd'hui, que présente cette partie de la physique, en même temps que j'ai fait ressortir les grands et nombreux résultats obtenus durant les deux derniers siècles maigre la subalternité où la prépondérance désastreuse des vaines hypothèses sur la nature de la lumière retient le génie de I expérimentation rationnelle.

ÉLECTROLOGIE.