mars

a. La limite d'obscurité absolue pour juillet reste à 45"' comme dans nos expériences antérieures ; pour mars elle est un peu approfondie et descend jusqu'à 110'" au lieu de 100'" ; dans les autres saisons, elle a des valeurs intermédiaires.

h. La courbe de l'obscurité absolue est sensiblement parallèle à celle de la visibilité. Or, comme la méthode d'évaluation de la première est beaucoup plus simple et plus pratique que celle de la seconde, pour étudier dans un lac quelconque la transparence de l'eau, et pour obtenir des résultats comparatifs d'un lac à l'autre, je conseillerai de s'en tenir à la détermination de la limite de visibilité d'après la méthode du Père Secchi.

c. Quanta la question de disparition de la lumière dans la profondeur, pour la juger je choisirai une de mes expériences, celle qui m'a fourni les chifires les plus profonds et j'en donnerai les détails:

Dn 4 an 6 mars 1888. Devant Morges.

Profondeur

Effet photogr.

en secondes d'exp. à l'air

Je vois dans ces chiiïres une décroissance rapide. Jusqu'à 45"\ l'action photographique est à son maximum ou à peu près, dans les 60"^ suivants elle diminue progressivement, elle est nulle 10'" plus bas. Elle est nulle à 115'", et cela j'en suis bien assuré par la longueur du temps de pose : celle-ci a duré deux journées entières ; il est vrai que pendant ce temps le ciel n'a pas été constamment serein. Mais entre 11'' et 13'', au moment où le soleil était le plus élevé, il y a eu de nom-

(Fig. 117.) Courbe de la pénétration de la lumière dans le lac (effet photographique)

5 mars 1888.

breuses trouées aux nuages et le soleil y brillait dans un ciel très pur.

Si je construis sur un graphique la courbe montrant la diminution

de l'effet photographique (fig. 117), je vois qu'elle n'a aucunement les

allures d'une asymptote. Elle vient se terminer brusquement à la ligne de terre. Je suis parfaitement sûr que, au-delà de la limite d'obscurité absolue, le papier au chlorure d'argent est resté et restera parfaitement blanc. Ce qui me confirme dans cette assurance, ce sont les expériences de juillet et de septembre qui ont été faites par des jours de grand beau temps et dans lesquelles un grand nombre de feuilles sont restées absolument blanches.

Je conclus de cela que pour une substance photo-sensible comme le chlorure d'argent, il y a bien une limite d'obscurité absolue ; qu'il y a une profondeur au-delà de laquelle les rayons actiniques n'agissent plus.

Cette conclusion aura une grande importance pour l'étude des faits biologiques. (')

2" lodo-bromure d'argent.

On sait la très grande sensibilité à la lumière des composés iodobromurés d'argent ; ils sont beaucoup plus vite et beaucoup plus puissamment affectés que le chlorure d'argent. La lumière diffuse d'un ciel couvert, celle qui pénètre au fond d'une chambre, celle qui éclaire encore la nature après le coucher du soleil, laissent incolore le chlorure d'argent; elles colorent promptement; les plaques usitées actuellement dans l'art de la photographie et qui sont connues sous le nom de plaques au gélatino-hromure rapide de Monkhoven. Leur sensibilité est telle qu'une exposition pendant une minute à la lumière des étoiles produit une coloration appréciable.

Il était probable que pour cette substance photo-sensible, très délicate, les limites d'obscurité absolue seraient différentes et plus étendues que pour le chlorure d'argent.

(1) Par les mêmes méthodes, nous avons étiidii' la transparence des eaux du lac de ( Jonstance en 1889-1891. Les chilïres que nous avons trouvés pour ce lac indiquent une limpidité des eaux moins gi-ande que dans le Léman. Je donne en présence les valeurs comparables de ces deux lacs : [loc. cit. p. 624].

Limite de visibilité moj'enne — maximale

Limite d'obscurité aljsolue pour le chlorure d'argent été

Les deux séries de recherches ont donné les mêmes résultats proportionnehs dans les deux lacs.

Bodan

Léman

lO.-î'"

TRANSPARENCE DE l'EAU Ml

Les premières expériences avec le iodo-bromure d'argent ont été faites par le D'' G. Asper, de Zurich, dans les lacs de Zurich et de Walenstadt('). Ses résultats peuvent se résumer comme suit :

Dans le lac de Zurich, le 4 août 1881, des plaques descendues à 80 et 90m indiquaient une action photographique très marquée; le 10 octobre, à 90 et 100'" la limite d'obscurité absolue n'était pas atteinte ; à 100™, l'effet photographique de toute une journée dans le lac était égal à celui de 5 heures d'exposition à l'air pendant la nuit du 2 nov. 1881, quatre jours avant la pleine lune avec de rares apparitions de cet astre.

Dans le lac de Walenstadt, le 3 octobre 1881, Asper a constaté une action lumineuse faible, mais encore évidente, sur des plaques descendues à 120 et I40i". Mais la décroissance de l'action photographique était telle qu'il conclut à la probabilité d'une obscurité absolue à 150 ou 160m; à 140m, l'effet était égal à celui de l'exposition à l'air pendant toute une nuit claire sans lune.

Des recherches analogues, mais plus perfectionnées ont été faites dans le lac Léman par deux membres de la Commission genevoise, MM. H. Fol et Ed. Sarasin (-). Ces physiciens sont ai-rivés à opérer en plein jour, sans avoir recours à la nuit pour poser ou relever les plaques photographiques. Des appareils très ingénieux, superposés le long d'une corde, sont descendus fermés dans le lac; ils s'ouvrent à l'instant où le plomb de sonde touche le fond et se referment automatiquement quand la ligne est relevée.

Voici le résumé des résultats obtenus par ces expériences, toutes faites en plein lac entre Evian, Morges et Ouchy.

L'effet photographique est dans quelques-unes comparé à celui d'une nuit sans lune pendant 5 ou 10 minutes.

J6 août 1SS4.

h 1 13m effet faible supérieur à 10 minutes d'expo-

a 237 — nul sition à la lumière des étoiles.

c 300 — nul

(') G. Asper. Actes, S. H. S. N. Aarau. Arcli. Genève VI, 318, 18.S1. — Vierteljahresschrift der iiaturf. Ges. in Zurich, XVI, 88"2.

("-) H. Fol et Ed. Sarasin. Pénétration de la lumière du jour dans les eaux du lac de Genève, etc. INIém. Soc. phys. XXIX N» 13. Genève 1887.

effet très net

— faible

— nul

— nul

— nul

£3 septemh^e dSS^t.

g 90m surexposition f 113 effet puissant

ci 147 — faible supérieur à 10 minutes.

e 170 légèrement voilé égal à 5 —

18 uiars 1885.

inférieur à 10 minutes.

Mars 1880.

240m impression faible mais cependant sensible (?)

De ces expériences, je tire les conclusions suivantes :

a. La limite d'obscurité absolue pour le iodo-bromure d'argent pendant 10 minutes d'exposition est à environ 200™ de profondeur.

b. Si l'expérience de mars 1886 n'était pas indiquée comme douteuse, on pouriait chercher dans ces séries des variations saisonnières et trouver une limite un peu plus profonde en mars qu'en août et septembre.

c. La limite d'obscurité absolue pour le iodo-bromure d'argent est au moins deux fois plus profonde que pour le chlorure d'argent. (')

Conclusions.

Des recherches ci-dessus analysées je conclus :

1° Dans le Léman la limite de visibilité d'un disque blanc éclairé par

(1) Avec les mêmes appareils, MM. Fol et Sarasin ont répété ces expériences dans la Méditerranée au large de Villefranche près Nice. Ils ont trouvé une limite d'obscurité absolue par 400™ de profondeur. C'est à peu près le double de ce qu'ils avaient constaté dans le lac Léman.

Il est intéressant de voir que la même relation du simple au double se retrouve dans les deux séries d'expériences comparatives.

Limite de visibilité Méditerranée A. Secchi 42.5'"

Lac Léman F.-A. Forel 21.

Limite d'obscurité absolue pour le iodo-bromure d'argent Méditerranée Fol et Sarasin 400'" Lac Léman — 200

la lumière du jour est à la profondeur de 21™ (Forel et Delebecque, mélliode du P. Secclii).

2" Dans le Léman la limite de vision nette d'un corps éclairant plongé dans l'eau est par 40™, la limite de la lumière diffuse est par 90™ (méthode de la Commission genevoise).

3" Dans le Léman la limite d'obscurité absolue pour le chlorure d'argent est par 110™ (Forel).

4° Dans le Léman la limite d'obscurité absolue pour le iodo-bromure d'argent est par 200 (240)™ (Fol et Sarasin).

5" Il y a dans la transparence de l'eau une variation annuelle qui rend les eaux moins limpides en été qu'en hiver.

6" Il y a une variation régionale qui rend les eaux du Grand-lac et spécialement celles du Haut-lac, moins limpides que celles de Genève.

7" Les causes qui limitent la transparence des rayons lumineux à une distance aussi petite sont, pour une faible partie, l'absorption de la lumière par l'eau pure, pour une grande partie, la formation d'un écran opaque par la superposition optique des poussières en suspension dans l'eau.

8" Quant à la question de l'obscurité absolue ou non des régions abyssales du lac pour la rétine animale, je la renvoie après l'étude des faits biologiques, dans un autre volume de ce livre.

II. L. 'ombre portée sur l'eau. Fautônie d'ombre et gloire. (*)

Les corps directement éclairés par le soleil sont plus brillants que ceux qui ne reçoivent que la lumière diffuse réfléchie par l'atmosphère et les objets environnants. Lorsqu'un corps opaque fait écran sur une surface, il cache derrière lui un cône mal éclairé qui porte le nom de cône d'ombre. Comment le cône d'ombre se produit-il sur l'eau, et quels sont ses caractères '?

Le phénomène de l'ombre se produit sur les corps demi-transparents d'une manière toute spéciale et fort différente de la manière dont il a lieu sur les corps opaques. Tandis que sur les corps parfaitement transparents, comme l'air et l'eau physiquement purs, l'ombre est

(') Bull. .S. V. S. N. XIII. 857, Lausanne, 1874.

absolument imperceptible, tandis que sur les corps opaques l'ombre se traduit par une différence d'éclairage de la surface et, par suite, par une différence de couleur et de ton de la surface seulement, dans les corps demi-transparents, comme l'air chargé de poussières ou de vésicules de brouillard, ou bien l'eau telle qu'on la rencontre dans la nature, le phénomène de l'ombre se traduit par une différence de couleur et de ton de la masse même du corps opalin. Les poussières de l'air (•), les poussières de l'eau, illuminées par le soleil, apparaissent plus brillantes que lorsqu'elles ne reçoivent pas cet éclairage, et, ensuite de cela, l'eau traversée par un rayon de soleil apparaît plus éclatante, d'une autre couleur que l'eau protégée par un écran. 11 en résulte que le cône d'ombre projeté dans l'eau par un corps opaque montre une teinte plus sombre, plus foncée que la partie de l'eau avoisinante éclairée par les rayons du soleil (par exemple, l'ombre d'un nuage qui passe sur le lac) ; il en résulte aussi que si un artifice quelconque, une lentille convergente par exemple, concentre en un point une somme plus forte de rayons solaires, ce point apparaîtra plus brillant, plus éclatant, plus lumineux que les régions avoisinantes.

Mais ces différences d'éclairage ne deviennent sensibles à notre œil que lorsque l'épaisseur de la couche d'eau éclairée ou ombrée est suffisante pour impresionner la rétine par voie de différence; l'expérience suivante le fera comprendre : Prenez un petit fragment de miroir plan, une lame d'un centimètre de large sur quelques centimètres de long; placez-le dans le lac, sous une couche de quelques décimètres d'eau, la face réfléchissante tournée en haut. Les rayons solaires, réfléchis par la surface brillante, formeront une traînée lumineuse suivant laquelle les poussières illuminables de l'eau recevront une somme double de lumièi'e : les rayons directs du soleil et les rayons réfléchis par le miroir. Cette traînée, ce plan lumineux, apparaîtra brillant à l'observateur ; mais celui-ci ne le verra, il ne percevra la différence d'éclairage entre la traînée lumineuse et l'eau avoisinante, que lorsqu'il sera placé de telle sorte que son rayon visuel pénètre suivant une longueur suffisante dans le pian éclairé. Tant que son rayon visuel formera un angle droit ou presque di-oit avec le plan lumineux, il ne percevra rien ; il ne commencera à le discerner que

(') Dans une chambre éclairée par la fente de contrevents entrebaillés.

lorsque son rayon visuel sera presque parallèle, et ne le verra bien que lorsqu'il se confondra presque avec la traînée lumineuse, lorsqu'il l'enfilera, pour employer le langage des artilleurs. 11 en serait de même de l'ombre portée par un corps opaque assez étroit, un bâton, une rame, par exemple.

En fait, nous ne percevons les différences d'ombre et de lumière dans l'eau que lorsque notre rayon visuel est contenu, ou à peu de chose près, dans les cônes d'ombre ou de lumière ; dans ce cas, nous percevons la différence d'éclairage des couches de l'eau. Nous distinguons fort bien l'ombre portée sur l'eau par notre propre corps, car nos yeux étant situés au centre du cône d'ombre formé par notre tête, notre rayon visuel est intégralement contenu dans ce cône d'ombre. Mais nous ne voyons pas, ou nous voyons à peine, l'ombre de personnes assises dans le même bateau, si elles sont à quelques mètres de nous ; nos yeux ne sont aucunement en relation avec les cônes d'ombre formés par ces personnes. Notre rayon visuel traverse leurs cônes d'ombre suivant des angles relativement assez ouverts ; il en résulte que, même lorsque nous sommes en compagnie, nous voyons notre ombre isolée et solitaire sur l'ombre de notre bateau- Comme le Peter Schlemihl de Chamisso, nos voisins ont perdu leur ombre.

C'est un phénomène analogue à celui qui se produit au sommet d'une montagne, dans l'ombre de l'observateur portée sur une masse de brouillards, et qui est connu sous le nom de spectre du Brocken. Sur le Brocken, les corpuscules diversement illuminés sont les vésicules peu serrées d'un nuage rapproché ; sur le Léman, ce sont les fines poussières qui opalinisent à peine l'eau bleue de notre lac. Je devrais donc désigner l'apparition sous le nom de spectre. Mais le mot spectre a dans la langue moderne une signification si précise et si fréquemment employée dans les phénomènes de dispersion chromatique que, pour éviter toute confusion, je préfère appeler le phénomène qui nous occupe le fantôme d'ombre portée sur l'eau, ou plus brièvement le fantôme d'ombre.

Mais cette ombre sur l'eau ne se voit bien avec les caractères que je viens de décrire que dans la région profonde du lac, à l'eau bleue; sur les bords, partout où l'on voit le fond, l'ombre portée des coi'ps opaques se dessine sur le sol, surface opaque elle-même, suivant les lois normales et bien connues de l'ombre portée, et cette ombre, bien plus

intense et bien plus distincte, masque et éteint l'ombre diaphane et légère, l'ombre à peine sensible due à la différence d'illumination des poussières de l'eau. Le phénomène du fantôme d'ombre ne se produit donc pas dans une eau peu profonde, à moins qu'elle ne soit assez opaque pour masquer absolument le fond. Dans ces conditions de non transparence de l'eau, j'ai vu le fantôme, même dans la région de la beine ; mais alors le phénomène tend à se rapprocher de l'ombre portée sur les corps opaques et n'a pas l'éclat et le charme qu'il présente sur l'eau bleue dans les belles journées de l'hiver et du printemps. Si l'on me demande des chiffres, je dirai que le fantôme d'ombre est encore visible sui- le lac lorsque l'eau est assez transparente pour permettre de voir le fond sous trois mètres d'épaisseur ; au contraire, lorsque le fond est invisible sous une couche d'un mètre d'eau, l'ombre portée à la surface de ce liquide presque opaque est tellement visible, que l'illumination de l'eau elle-même n'apparaît qu'en sous-ordre et accessoirement.

Or l'ombre de l'observateur, portée sui' l'eau profonde et très faiblement opaline du lac, le fantôme d'ombre présente cela de particulier d'être entouré le plus souvent d'une gloire très brillante.

On appelle, en physique, gloire, un phénomène optique consistant en une auréole l)rillante qui entoure en certains cas spéciaux l'ombre de l'observateur. L'on a signalé, à ma connaissance, des gloires apparaissant dans les circonstances suivantes :

1" L'observateur tourne le dos à un soleil brillant sur un sol herbeux, sur un terrain labouré ou rocailleux; il voit son ombre, et en particulier l'ombre de sa tête, entourée d'une zone brillante, plus éclatante que le reste du terrain. Winterfeld en a donné, en 1795, l'explication suivante : Si l'on se représente tout le firmament parsemé de lunes, l'on comprendra facilement que la région du ciel la plus brillante, la plus brillamment illuminée, serait celle qui entourerait l'ombre de la terre. Dans cette région, toutes les lunes seraient à l'état de pleines lunes; dans les autres régions du ciel, elles ne seraient qu'à l'état de quartiers ou de nouvelles lunes. Il en est de même des herbes, des grains de sable, des cailloux, qui, pour notre œil, sont d'autant plus brillamment éclairés et nous montrent une plus faible partie de leur face ombrée qu'ils sont plus près de la région anthétique ou de l'ombre de notre tête.

2" L'observateur regarde une prairie couverte de rosée exposée au

o:mbre portée sur l'eau 447

soleil levant ; l'omljre de sa tête est entourée d'une auréole souvent très éclatante, tant(jt de reflets nacrés répandus à la surface des feuilles, tantôt d'étincelles fixes et isolées. M. Lonimel explique cette gloire en l'attribuant à la réflexion totale de la lumière du soleil au travers de la goutte sphérique de rosée sur la face opaque de la feuille (jui la porte, sans être mouillée par elle. (')

Dans ces deux cas, la gloire est due à un phénomène relativement simple de réflexion ; la variété de gloire que j'ai à décrire a sa cause dans des phénomènes assez compliqués, et la théorie de sa production nécessitera quelques développements.

Cette gloire entoure d'une auréole brillante l'ombre de la tête de l'observateur lorsque cette ombre est portée sur l'eau. L'auréole est formée de rayons divergents partant d'un centre au milieu de l'ombre de la tête, rayons alternativement plus brillants et plus sombres que la teinte générale de l'eau, rayons fort inégaux dans leur longueur, ne venant pas nécessairement toucher le bord de l'ombre, rayons fort inconstants, apparaissant et disparaissant instantanément, se déplaçant sans cesse, ne se fixant jamais. Ces rayons ne sont pas absolument rectilignes ; ils sont plutôt légèrement ondulés. Ils ne convergent pas parfaitement vers un même centre ; leur convergence est plutôt une direction générale vers l'ombre de la tète plutôt qu'une ligure absolument géométrique. L'auréole devient visible lorsque l'ombre est portée sur une eau assez profonde ou assez opaline pouique l'œil ne distingue plus le fond lorsque cette eau est agitée pai- des vagues ; le phénomène e.st d'autant plus brillant que le soleil est plus resplendissant et plus haut sur l'horizon, que la surface de l'eau est agitée par des vagues plus entre-croisées, plus petites et plus nombreuses, que Teau enfin, sans être opaque, est plus louche, est plus opaline.

C'est sur le lac Léman que j'ai étudié cette gloire, dans la région profonde connue sous le nom d'eau bleue, là où l'œil ne voit plus le fond, ou sur les bords lorsque l'eau était assez sale pour masquer absolument le sol. Ce phénomène s'observera sur toute eau où les conditions de sa production seront remplies.

Cherchons l'origine de ces ravons lumineux divereeant autour de la

(') (If. Lommel : Ueber den Liclitscliein um tien Schatten des Kojjfes. PoggendoiiV's Jul^elband, p. 10 sq. Leipzig, 1874.

tête du fantôme d'ombre, et établissons pour cela les conditions dans lesquelles la gloire apparaît.

1" Ces rayons n'apparaissent que lorsque la surface de l'eau est agitée, et correspondent d'une manière évidente à la forme et à la direction des vagues. Quand le lac est plat comme un miroir, on n'en voit point ; ils apparaissent à l'instant où la rame fait frémir la surface de l'eau. — Quand les vagues sont mortes et larges, les rayons sont plus larges, et plus bi'illants aussi, que lorsque les vagues sont étroites et vives ; — quand les lames sont guillochées par des rides, les rayons sont en nombre considérable : l'œil ne peut les compter; — quand le lac est agité de vagues parallèles, régulières, les rayons parallèles aux arêtes des vagues apparaissent seuls, et la gloire est incomplète suivant les autres directions. — La gloire n'est complète, elle n'est formée de rayons divergeant dans tous les sens autour de la tête, que lorsque la surface de l'eau est sillonnée par des vagues qui s'entrecroisent dans toutes les directions. Les rayons de cette gloii^e sont donc liés à l'existence, à la direction et à la forme des vagues.

2" Lorsque, par un joui- de soleil, je regarde le fond du lac, là où il €st profond de un à deux mètres, si la surface est agitée par des vagues et surtout par des vagues mortes, je vois se dessiner sur le fond des lignes bi-illantes, parallèles, marchant comme les vagues, et liées évidemment, leurs allures le démontrent, à l'existence des vagues. Ces lignes brillantes sont dues à la convergence des rayons solaires réfractés par la surface convexe des sommets des vagues ; ce sont des lignes de foyei\ Les creux des vagues, surfaces concaves, sont au contraire des surfaces divei'gentes, et les bandes qui leur correspondent entre les lignes brillantes sont plus obscures, plus sombres, moins éclairées que ne le serait le sol sous un lac immobile, étant donnés la profondeur et la transparence de l'eau et l'éclat du soleil.

3» Ces bandes, alternativement brillantes et obscures, qui se dessinent ainsi sur le fond du lac, correspondent à des couches inégalement illuminées de l'eau ; ces couches n'existent pas seulement sur le fond lui-même, mais traversent toute l'épaisseur de l'eau. En effet, si l'on descend dans l'eau une plaque opaque étendue horizontalement, on voit se dessiner à la face supérieure de cette plaque les mêmes bandes claires et obscures, plus ou moins diffuses, à toutes les profondeurs intermédiaires entre la surface et une profondeur limite qui des-

OMBRE PORTÉE SUR l'EAU 449

cend paifois à quatre ou cinq mètres. Ces couches, foi-raées par les rayons solaires, et prenant en conséquence leiu- origine au soleil, sont limitées par des surfaces plus ou moins planes, correspondant à peu de chose près à des plans. Ces surfaces planes sont parallèles à la crête des vagues, et elles se déplacent avec celles-ci. Leur direction est donc déterminée par la position du soleil d'une part, et par l'orientation des vagues d'une autre part.

Nous pouvons donc considérer l'eau comme traversée, suivant ces plans, par des couches parallèles alternativement brillantes et sombres, que nous désignerons par le nom de plans ou couches d'illumination, comprenant des couches illuminées et des couches ombrées.

4" D'après ce que nous avons dit plus haut, ces couches d'illumination ne deviendront distinctes à notre œil que lorsque le rayon visuel les coupera suivant une longueur suffisante ; disons : lorsque le rayon visuel sera compris dans les couches elles-mêmes.

5" Les couches diversement éclairées ne devenant visibles que lorsque le rayon visuel peut les enfiler en étant contenu dans leur intérieur, il en résulte que nous ne distinguerons que celles de ces couches dont la position sera telle qu'elles feront partie d'une sinface conique dont le sommet serait au centre optique de Fœil.

6° Appelons axe de l'ombre la ligne droite venant du soleil et passant au centre optique de notre œil; elle aboutit dans le lac au centre de la têle de notre ombre, ou de l'ombre de notre tête. Les plans d'illumination de l'eau qui sont, par leur production, dans la direction des rayons solaires, ou bien sont parallèles à l'axe de l'ombre ou bien passent par cet axe. Pour qu'ils soient discernés et séparés par la vue, ils doivent faire partie d'une surface conique dont le sommet est au centre optique de notre œil. Si nous chei-chons les cas oili cette condition peut être remplie, nous arrivons à éliminer tous les plans d'illumination parallèles à l'axe de l'ombre, pour ne retenir que ceux qui passent par cet axe.

Nous distinguerons donc et séparerons facilement à la vue tous les plans d'illumination de l'eau compris dans une surface de révolution pivotant autour de l'axe de notre ombre.

Ces plans sont coupés par la surface de feau qui forme un plan plus ou moins oblique aux rayons solaires suivant la hauteur de l'astre; les plans d'illumination discernables par notre vue dessinent sur la sur-

face de Teau des rayons convergeant autour du centre de l'ombre de notre tête. La surface du lac représente pour notre vue un plan relativement net et tranché; nous y rapportons instinctivement les apparitions peu précises qui nous viennent de la masse profonde de l'eau. Nous attribuons donc aux plans d'illumination que nous discernons dans la profondeur du lac la forme de rayons lumineux jouant dans les couches supérieures de l'eau, rayons d'un cercle dont le centre serait au milieu de l'ombre de notre tète.

La gloire qui entoure le fantôme d'ombre porté sur l'eau est ainsi formée par ces rayons, qui sont la trace des plans d'illumination dus aux vagues superficielles de l'eau. On pourrait la désigner sous le nom de gloire anthélique aquatique.

7" Il y a cependant moyen de voir une gloire qui n'est pas anthélique, qui n'entoure pas la tète de notre fantôme d'ombre. Si je tiens à la main un miroir plan, et si, l'écartant de mon corps, je cherche sur cette glace l'image de l'ombre de ma tète, je vois celle-ci dépourvue de sa gloire; au contraii'e, l'image de l'ombre de ma main parait entourée d'une auréole de rayons convergents.

8" Nous avons raisonné jusqu'ici dans la supposition que le plan d'illumination ne devient apparent que lorsqu'il est enfilé par le rayon visuel, lorsque le rayon visuel est compris entièrement dans le plan d'illumination. En réalité, il apparaît déjà lorsque le rayon visuel, sans l'enfiler absolument, lui est presque parallèle. Il en résulte que nous discernons déjà les plans d'illumination, alors même qu'ils ne passent pas absolument par l'axe optique parallèle aux rayons solaires, mai& s'ils en sont très rapprochés; il en résulte que les lignes brillantes qu'ils traceront dans l'eau ne seront pas toujours des di'oites, des rayons convergeant absolument et géométriquement vers le même centre. Il en résulte qu'il y aura une certaine latitude dans la rigidité de cette convergence et dans la rectitude des rayons de l'auréole.

9» Si les vagues étaient géométriquement parallèles, les plans d'illumination le seraient aussi, et nous ne verrions en fait de rayons à notre gloire que deux droites, les deux moitiés du diamètre parallèle à la crête des vagues. Mais le parallélisme absolu n'est pas dans la nature des ondulations de l'eau et, même lorsque les l'ides sont les plus régulières, nous voyons toujours quelques rayons divergents autour du diamètre dont nous venons de parler. On comprend que ces rayons foi'meront une gloire d'autani plus régulièrement distribuée autour de

la tête que les vagues s'entre-croiseront dans des directions plus compliquées et plus diverses. Le ressac des vagues qui viennent heurter contre les flancs du bateau suffit, même lorsque les vagues sont le plus parallèles, pour les faire s'entre-croiser de telle sorte que la gloire apparaît dans toute sa beauté.

■lOo Comme ces rayons sont le résultat de diflérences d'illumination dans l'eau, les plans éclairés seront d'autant plus brillants, les plans ombrés d'autant plus sombres que les rayons solaires seront plus entièrement réunis ou dispersés; la gloire sera donc formée de liones d'autant plus éclatantes que les vagues seront plus convexes, plus mortes, que leurs crêtes formeront des arêtes mousses et arrondies. 1-1° Les rayons de cette gloire étant dus à des diff-érences très faibles d'illumination des couches de l'eau, leur éclat est très peu intense De même donc que l'ombre portée sur l'eau, dont nous avons parlé plus haut, Ils ne se voient pas lorsque le fond de l'eau éclairé apparaît à l'œil, et ils ne deviennent visibles qu'à l'eau bleue, là où la teinte sombre des couches profondes du lac permet de distinguer les plus f-iibles nuances de ton et d'éclairage de la surface. Ils apparaîtront encore dans une eau peu profonde, lorsque l'eau est assez louche pour masquer les détails du fond.

Si l'eau est assez opaque pour laisser voir à sa surface l'ombre portée, les couches profondes de l'eau ne peuvent pas s'illuminer et la gloire n'apparaît plus. (")

12" Lorsque le soleil s'abaisse sur l'horizon, la quantité de ses rayons réfléchis par la surface de l'eau augmente par rapport au nombre de ceux qui sont réfractés ; il en résulte que les lignes alternativement brillantes et ombrées de la gloire apparaissent avec d'autant

(') Des rayons parallèles qui semblent faire partie de l'auréole d'une -loire annaraissen très nettement dans l'eau troublée par les palettes du bateauT vapeur quand 11 bat en arrière à l'arrivée au débarcadère, ou dans les vagues mU brise t

m- une plage fangeuse. La vase soulevée par l'agitation violente de Velreu^Te des poussières de grosses dimensions qui forment chacune un cône d'ombre a ors même que le rayon visuel ne pénètre pas bien loin dans ce nuage opaque n en voi assez pour suivre facilement et nettement la direction de ces lignes obscu-e Mais ces lignes obscures, cônes d'ombre de poussières aquatiques, ne sont pas des plans elles sont parallèles les unes aux autres, ou si l'on ?eut elles con ver gent dans la direction du soleil et non dans celle de l'anthélie ; ell s ne peinent

oc pas former une gloire autour de l'ombre de la tète du spectateur. Il fa donc heu de les séparer très nettement des lignes de brillantes illuminations, des rayons qui forment la gloire antliélique. ' '*'''' ^''^^ °"^

plus d'éclat que le soleil est plus haut sur l'horizon, et qu'elles disparaissent absolument (') lorsqu'il est très bas. Du reste, la même loi s'appliquant à tous les rayons lumineux, le phénomène de l'ombre portée sur l'eau transparente est soumis aux mêmes conditions et ne peut s'observer que lorsque le soleil est à une certaine hauteur.

13" Il est un cas où le phénomène de la gloire n'est pas apparent, alors même que toutes les conditions favorables à sa production sont représentées. C'est lorsque l'oliservateur est placé sur un bateau à vapeur en marche. Si la vitesse du navire est assez forte, les lignes rayonnantes, alternativement éclairées et ombrées de la gloire, se confondent comme les rayons d'une roue de char blanche qui tourne rapidement devant l'œil; ils n'ont pas le temps de faire image sur la rétine. L'observateur attentif ne peut alors discerner que quelques-uns des rayons de sa gloire, ceux qui sont parallèles à la ligne de marche du bateau.

Il en est de mênie loi'sque je rame dans ma péniche, dont la marche est assez rapide. Pendant le premier temps du mouvement de la rame, (je rame assis, en regardant l'arrière du bateau), alors que je me penche en arrière en appuyant sur la rame, et que j'augmente encore par ce déplacement la vitesse de progression de ma tête, et par suite la vitesse de la translation de mon ombre sur l'eau, je ne vois plus les rayons de la gloire autour de l'ombre de ma tête ; je les distingue au contraire fort bien dans le second temps du mouvement de la rame, quand mon corps se penchant rapidement pour ramener la rame en avant, mon ombre reste pour nn instant immobile par rapport à la surface de l'eau.

14" Enfin la contre-épreuve du phénomène de la gloire, ou, si l'on veut, une gloire négative, est donnée dans le cas suivant: l'ombre d'un arbre portée sur l'eau profonde paraît composée de rayons sombres convergeant autour de l'ombre de la tête de l'observateur, lorsque celui-ci est placé dans le cône d'ombre formé par l'arbre ; ces rayons se déplacent dans la même direction et de la même manière que progresse l'ombre de l'observateur.

C'est sur le quai neuf d'Evian, là où les jeunes platanes, à feuillage

(') Autour de l'ombre de la tète du moins, car l'observateur peut les retrouver encore au-dessous de lui, ou même entre lui et le soleil, sous la forme de grands rayons presque parallèles et dont le centre doit s'aller chercher Ijieii loin, là où. serait l'ombre de sa tète, si l'ombre pouvait se produire.