INDICES DE RÉFRACTION

Corja tolidet.

Chromate de plomb 23 h 2,97

Diamant 2,60

Phosphore 2,22

Soufra natif 2,115

Rubis 1,779

CrisUl (flint-gla»s) 1,605

Émeraude 1,585

Sel gemme 1,î>.W

Glace de Saint-Gobain 1,543

Quartz 1,5i0

Sucre candi 1,555

Baume du Canada 1,530

Verre (rrown-glass) 1,529

Alun 1,iil à 1,188

Borate de soudo 1,i7:>

Crislalliii de l'œil entier . . . 1,r»84

Glace (eau solide) 1,510

Liquidée.

Sulfure de carbone à 0* i,64i

Huile de lin. . 1,491

— de naphte 1,475

— d'olive 1,470

Alcool absolu ft 10*.' 1,306

Eau di&lUlée à 0* 1,335

Humeur aqueuse 1 ,337

— vitrée 1,339

Gaz.

Air l,00029i

OxyK^ne 1,000272

Hydrofrène 1.000138

Azote 1,000500

Nous devons faire observer que les indices de réfraction des solides et des liquides qui précèdent sont ceux qui correspondent à im faisceau de lumière homogène (celle de la raieD du spectre ou de Talcool salé). On verra ])lus loin que In lumière blanche est formée de rayons qui se réfractent inégalement pour de mêmes milieux. Les indices de réfraction de ces milieux varient donc avec la nature des rayons de lumière qui s*y trouvent réfractés.

1. Par exemple, la densité de Thuile de térébenthine est 0,869, c'est-h-dire moindre que celle de Teau, et cependant Peau est moins réfringente que Thuile de térébenthine. L'indice de réfraction de Talcool, de Téther, des huiles fixes et volatiles surpasse beaucoup celui de Teau ; cependant la densité de ces corps est moindre que celle de IVau.

2. On a vu plus haut que rénono<' de cette loi est dû à Descartes. Kepler avait bien reconnu que pour de petits angles d'incidence (jusqu'h 30^ environ) il y avait proportionnalité entre les angles d'incidence et de réfraction : ce qui est vrai approximativement, parce qu'alors les angles et les sinus varient à peu près de la même manière ; mais il savait aussi que, passé cette limite, cette approximation n'était plus vraie. Quant h Snellius, qui a découvert le premier la loi, il l'avait formulée par l'énoncé suivant : « Le rapport des n'canteê des com' plémenU des angles d'incidence et de réfraction est constant, » énoncé qui a été remplacé par celui que ïïescartes a proposé dans son Traité de diopfrique.

Pour detur miliettiP déterminés , le rapport de& sinus des angles d'inâd^nee et de réfraction est un nombre constant, quelle que soit d'ailleurs Vincidence.

Les lois que nous venons d'cludici- indiquent quel chemiu suit la lumièi'c, quand le faisceau lumineux vient à passer d'un milieu dans un autre. Mais ce clicmin, comme le prouvent à la fois le raisonnement et rexpétience, resterait le mùme si la lumièi'c passait du second milieu dans le premier. Alors le rayon incident dcvicndi'ait le rayon réfracté, et réciproquement. Par exemple, si le point lumineux est dans l'eau en S (fig. 74). le l'ayun qui tombe au point I de la surface s'écartera de la per|)endiculaire suivant la direction IR; ia route SIK sera la même en sens inverse que si le rayon incident eût été RI, de sorte que les angles d'incidence et de rcfracliun auront des sinus inverses, mais dont le rapport sei-a Pj yj i^j ^ii, ^jiiii^ loujouis cimstanl. Cela revient à

(lire que l'indice de réfraction d'un milieu pour un autre milieu est l'inverse de l'indice du second pour le premiei-.

On dit encore d'une manièi'C générale : la lumière qui traverse un syslrnie de milieux transparents suit toujours le môme chemin, soil qu'elle se [iropage ilans un sens, soit qu'elle marche en sens opposé.

Ces lois pertncltent de iTudre compte des phénomènes que nous avons décrits an déhut de ce eha])itre. L'œil qui examine l'extrémilé d'un hàton plongé dans l'eau voit cette extrémilé par le faisceau lumineux qu'elle envoie h la surface, faisceau qui se rélVacte, el dont les divers rayons, d'autant plus déviés que leur incidence est |ilus ohlique, pénètrent dans l'œil en divergeant. Le phénomène est donc le même que si le point lumineux élait au point de ronvergenee do ces rayons (fig. 75),

et l'œil voit'eii effet l'exlréinilé du bâton cii ce poîut. Le même efiet se produit pour tous les points intermédiaires, et le bâtou parait brisé.

La même explication reud compte de l'élévaliun du fond d'un vase plein de liquide, ou de celle du fond d'un ruisseau, d'une rivière, dont l'eau est limpide. La profondeur réelle est toujours plus gi'ande que la profondeur apparente, et pour l'évaluer on doit tenir compte de l'illusion qui résulte de la réfraction. Lors même qu'on regarde le fond f> ^<> — Fi| i canon du bâton bn»e dans une direction perpendiculaire, celte illusion se ])roduit, parce que l'œil ne ret^oit

Fig. 7S. — Élévation apparente du (und d'une

p^ un rayon unique, mais un faisceau dont les rayons divergent plus, en passant dans l'air, à cause de la réfraction.

que dans le liquide. Le point parait donc remonté vers la surFacc, de 0 en 0' (lig. 76), et il en est ainsi pour tous les points du fond, soit du vase, soit de la rivière observée.

§ 5. niÉ.NO]IIË>*ES W. RÉFLEXION TOT.U.E.

Il résulte des lois de la rétraction un phénomène singulier, dont la théorie rend compte et que l'expérienee vérifie, et qui a reçu le nom de réflexion totale. \'oici en quoi consiste ce phénomène :

Considérons, par exemple, tui point lumineux placé dans l'eau, au fond d'un vase. Ce point envoie des rayons de lumière dans toutes les directions possibles à la surface de séparation de l'air et de l'eau. Or tous ces rayons émei^enl-ils? On va

Fi^'. 77. — nOflcxion toLtIc, angle limite des nyons iuiRrgcnts,

vou" que cela ne peut être, et qii'ii y a un certain angle, variable avec la nature du milieu, au delà duquel le rayon lumineux ne [)cul pénétrer dans le milieu le moins réfringent. En effet, le rayon lumineux passe ici de l'eau dans l'air, d'un milieu pins l'éfriniïenl dans un milieu (jui l'est moins; il s'écarte donc de la nortnale, cl l'auixlo de réfi'action est |ilus grand que l'angle d'incidence. A mesure (|ue ce dernier angle ira eu croissant, l'angle de rétraclit)!! à la sortie de l'eau oioîtra lui-même, et par conséquent il arrivera un nutnu'nl on, le premier angle étant devenu droit, l'angle d'ineidenee OIN' ne le sera pas encore.