RÉFRACTIONS NORMALES ET ANORMALES

langue couinante, ces termes aux réfractions extraordinaires, en dehors de la réfraction normale.

Ces phénomènes sont nombreux, compliqués, divers ; leur obseiTation est difficile, leur description malaisée; leur théorie complète nécessiterait des développements mathématiques dans lesquels je ne puis ni ne veux entrer. Je dois cependant essayer d'en donner une idée ; je chercherai à décrire les principales apparitions qui sont fréquentes sur la nappe* du Léman et qui ont occupé depuis longtemps déjà les physiciens de Morges, de Lausanne et de Genève. Pour rester fidèle au plan de mon livre, je m'efforcerai d'expliquer, pour autant que je le saurai, les phénomènes, en m'en tenant aux notions de la physique élémentaire.

I. Le fait fondamental qui est à la base de tous les phénomènes de réfraction est la déviation que subit le rayon lumineux en traversant des couches de densité variable.

En passant de couches plus denses dans des couches moins denses, ou inversement le rayon lumineux décrit

une courbe dont la concavité regarde les couches les plus denses. Si la densité d'une atmosphère va en augmentant du haut au bas, fig. 130, un rayon lumineux qui la traverse suivra une trajectoire à concavité inférieure. Le rayon ^JB arrivera en i); un rayon DE arrivei-a en B. Inversement, dans une atmosphère dont la densité croît de bas

en haut, les rayons lumi- (Fig. ISl.) Réfractions dans une atmosphère de densité neux sont déviés suivant croissante de bas on haut.

une courbe à concavité supérieure, fig. 131. Un rayon AE an-ive en C, un rayon DC arrive en A, Nous attribuons à un objet la direction qui est donnée par la tan-

(Fig. 130.) Réfraction dans une atmosphère de densité croissante de haut en bas.

gente à la courbe que décrit le rayon lumineux, loi-s de son entrée dans notre œil. Si l'œil est placé en D, fig. 130, il voit B dans la direction DE ; s*il est en B, il voit D dans la direction BF. De même dans la fig. 131, si Tœil est en A, il voit C dans la dii-ection AE ; sïl est en C, il voit A dans la direction CF.

II. L'air atmosphérique est compressible; sa densité, indépendamment de toute cause disturbante, chaleur ou humidité, augmente de haut en bas, le poids des couches superposées s'^dditionnant à mesui-e que ces couches sont plus épaisses. Si l'air avait ime température et une humidité uniforme, les rajens lumineux qui le traversent décriraient des courbes à concavité inférieure.

Les couches de l'atmosphère étant des surfaces sphéroïdales, tout l'ayon lumineux, même horizontal, même tangent à la terre, travei-se successivement des couches de densité différente ; il est nécessairement l'éfracté.

Du fait général de l'accroissement de haut en bas de la densité de l'atmosphère, tout rayon lumineux, dans une direction rapprochée de la tangente, décrit une ti*ajectoire à concavité inférieure dont la courbure est à peu près égale au douzième de celle d'un des grands cercles de la sphère (Bravais). C'est la réfraction nonnale.

III. L'indice de réfraction (>) de l'air est 1.00029, celui de la vapeur d'eau l.CX)026; par conséquent de l'air chargé d'humidité et^t moins i-éfringent que de l'air sec. Les couches atmosphériques en contact avec le lac étant plus humides, leur pouvoir de réfraction est amoindi-i, et la courbure des layons lumineux qui les travereent est diminuée. Cette action des différences d'humidité est très faible ; elle peut le plus souvent être négligée.

IV. La tempéi-atuie modifie la densité de l'air. Plus l'air est chaud, plus il est dilaté, moins il est dense.

Par le fait du contact avec une surface opaque comme la terre, fortement réchauffée pai* le rayonnement solaire, les couches inférieures de l'air sont en général plus chaudes que les couches plus élevées; il y a le plus souvent stratification thermique inverse (-) dans laquelle

(') A la température de 0® et sous 0.76™ de pression.

C^) Nous gardons ici la terminologie qui nous a été si commode pour la stratification de l'eau. Une stratification d'ordre direct, (stratification directe) est celle dans laquelle les couches les plus chaudes sont superposées aux couclies les plus froides; une stratification inverse est celle dans laquelle les couches