QU'EST-CE QUE LA LUMIÈRE

g 1. ANCIENNES HYPOTHÈSES SUR IJk NATURE DE LA LUfiUÈRE.

ous nous sommes borné jusqu'à présent à décrire les jiomènes lumineux et quelques-unes de leurs lois, sans faire rvenir dans l'explication des faits aucune hypothèse sur la re de la lumière. Dès le début toutefois, nous avons laissé evoir que la lumière consiste, comme le son, en vibrations ^-ï^^^s. rapides des molécules des sources, vibrations qui se com- ^^'^ ^^^ :K::iiquent à un milieu spécial et s'y propagent sous la forme "^*^^=^:Mi»dulations avec une vitesse considérable. Le moment est ^^^^'^a d'expliquer plus complètement la théorie, sans laquelle *e^ jjhénomènes qui nous restent à décrire paraîtraient le plus

inexplicables, ommençons par résumer sommairement les anciennes hyèses sur la lumière, hypothèses aujourd'hui généralement onnées,

s anciens n'avaient à cet égard, comme sur les autres phé-

ènes physiques, que les idées les plus erronées ou les

^^^^^-ions les plus vagues. Que dire de la façon dont l'école py-

*^^g"cricienne expliquait la lumière, ou plutôt la vision? Suivant

philosophes de cette école, « l'œil projette hors de lui une

^^'îi:mité de rayons qui, comme autant de bras invisibles, vont

^-^tei* et saisir les objets perçus : de là l'image visuelle de ces

^t>î#^#^^ Démocrite et les Épicuréens établirent une théorie tout

opposée , qui a fini par l'emporter. D'après cette théorie, 1( images qui se forment dans l'œil sont, au contraire, une ém nation des objets. Platon essaya de concilier les deux théorie en expliquant la vision par la rencontre des rayons partant l'œil avec les rayons émanant de l'objet. » (Hœfer, Histoire la Physiqtu\) En quoi consistait cette double émanation, comment la sensation de la lumière pouvait-elle résulter de rencontre de rayons qui se choquaient hors de l'œil? Il est bi dilïicile de se rendic compte de la pensée qui avait suggéré telles hypothèses.

L'opinion d'Aristote n'est pas moins singulière. Ce grar philosophe c< expliquait la nature de la lumière en supposa. qu'il y a des corps transparents par eux-mêmes, par exempL

xxt

l'air, l'eau, la glace, etc., c'est-à-dire des corps qui ont la pr priété de rendre visibles ceux qui sont derrière eux; m comme dans la nuit nous ne voyons rien au travers de ces cor il ajoute qu'ils ne sont transparents que potentiellement ou puissance, et que dans le jour ils le deviennent réellement actuellement; et d'autant qu'il n'y a que la présence de la 1 mière qui puisse réduire cette puissance en acte, il définit cette raison la lumière Vacte du corps transparent comme leL 11 ajoute que la lumière n'est point le feu ni aucu autre chose corporelle qui jayonne du corps lumineux, et transmet à travers le feu, ou de quelque autre corps lumine au cor})s transparent. » {Encyclopédie.)

11 faut arriver jusqu'aux temps modernes, oii la métho d'observatioji cxpérinientale a été sérieusement inaugurée, po r(încontier, en ce qui touche la question posée en tête de — (•lia|>itre, autre chose que des vues purement spéculatives, c'e a-dire pour tiouver des hypothèses véritablement scientifiqu Nous \\i^ passerons pas en revue toutes celles qui ont été pr posées; toutes d'ailleurs se ramènent plus ou moins à de tliéori(»s prijicii)ales : la théorie de Vcmiissiofi et celle des (md\ lalinns. (lojnmençons par l'exposé de la première, qu'on nom aussi thvorie de Vémanation.

.ne

se

mélange d*un certain nombre de vibrations qui diffèrent par leurs périodes, comme !e prouve la différence de réfrangibilité de ses divers rayons, le mouvement qui la constitue ne peut être déti*uit : c'est une conséquence de ce qu'on nomme en mécanique le principe de la conservation des forces vives\ Qa^ mouvement, qui n'est pas anéanti, est donc simplement trans^ formé. Dans les paragraphes qui précèdent, nous avons décrit déjà divers modes de cette transformation. Nous avons vu que certaines radiations se changent en chaleur, c'est-à-dire en vibrations moins rapides ; d'autres substances ont la propriété d^ transformer des radiations lumineuses ou chimiques en ^'autres radiations moins réfrangibles, mais cependant visibles T^core, et les phénomènes de phosphorescence et de fluoresïnce correspondent à ces changements.

Décrivons quelques-uns des phénomènes qui caractérisent l ''^ibsorption de la lumière par divers milieux.

Un milieu est incolore lorsqu'il laisse passer tous les rayons coiorés du spectre de A en H, ou du moins lorsqu'il les affaiblit toias dans la même proportion. Le verre, le sel gemme, l'eau, YskiMT sont dans ce cas, à moins de très grandes épaisseurs, pour lescjTielles, l'absorption inégale de certaines radiations devenant sen sible, les milieux prennent la couleur qui résulte de la transmission des radiations non absorbées. 11 sera question plus loi* *^ Cette coloration pour l'eau et l'air. Quant au sel gemme, il OLU^o cette particularité qu'il laisse également passer les rayons "^ 'u. partie obscure du spectre et ceux de la partie chimique.

, • Citons ce que dit A. Frcsncl sur ce point : « Les corps noirs, et même les surfaces . ^***«jucs lc« plus brillantes, ne réfléchissent p;is à beaucoup jirès la totalité de la ^*"ièfNi^ qui tombe sur leur surface : les corps imparfaitement transparents, et même les . ^^i^phaoes, quand ils sont assez épais, absorbent aussi (pour me ser>'ir de rexprcssion .^^) une quantité notable de lumière incidente; mais il nVn faut pas conclure que le 1^*^!^^ de il coDsenation des forces vives n*est plus apjilicable à ces phénomènes; il au contraire de Tidée la plus pmbablc qu'on puisse se faiie sur la constitution i«|ue des corps, que la somme des forces vives doit toujoui^ l'ester la même (tant

jl» ^^^^ forces accélératrices qui tendent à ramener les molécules h leur positicm d*éqai- I ^^ ^^\nt pas changé d'intensité), et que la quantité de forces vives qui dis)>araît comme ^ '^^'^^ est reproduite on chaleur. » (T)b la Limière, Supplément à la traduction française Chimie de Tkompêon,)

boulet de canon de plus de i50 livres (56 kilogr.) animé d'unevitesse de 505 mètres par seconde. Quelle doit donc être cet ténuité, si des milliards de molécules rencontrées par des len tilles ou des miroirs n'ont jamais pu communiquer le moindr mouvement aux appareils les plus délicats imaginés exprè pour ces expériences ! » {Traité de la Lumière, 1. 1.)

Nous venons de dire que, pour expliquer les phénomène? de la réflexion et de la réfraction de la lumière. Newton sup posait que chaque molécule est, soit repoussée, soit attirée par les molécules dos corps. I/intcjisité de ces forces, qui s*exerce dans des sphères infiniment petites, est prodigieuse : on a cal culé qu'elle sur])asse Tinfensité de la pesanteur à la surfac de la Terre au point qu'il faudrait, pour en exprimer la vale en nombres, nuiltiplier cofte dernière intensité par un nombi" formé du chiiTre 2 suivi de Ai zéros.

Newton ayant considéré la lumière comme formée de part cilles très ténues, lancées dans l'espace avec une vitesse énorm

on pourrait croire qu'il expliquait les phénomènes de la r^ flexion en les assimilant à ceux qu'on observe quand un corp élastique vient à chcxpier la surface d'un plan dur et poli ; car^ dans ce cas, le corps est renvoyé, comme le rayon lumineux, en faisant avec le plan un anjiile de réflexion égal à l'angle d'incidence. Pour les partisans du système de l'émission, les choses ne se passent })oint ainsi; les molécules lumineuses n'arrivent pas juscpi'aii contact des corps qui les réfléchissent*. Selon

1. Kii t»ffel, Newton avait dû supposer que ces molécules sont d'une ténuité cxcessi?e^ iifui de l'aire c<unpren(ke coninient elles peuvent traverser lil)renient les masses des corps trans|)arents, eonuneiit encore elles peuvent venir à chaque instant frapper les membranes ni délicates de nos y(>u\ sans les déchirer. Comparativement aux dimensions des particules de la lumière, les iné<;alités de la surface des cor])s les mieux polis, les poussières qui servent il leH jKdiren ahalUint les j»lus fortes aspérités, sont des masses considérables. Dès lors, si la lumiùre se réfléchissait à la façon des coips élastiques, en touchant réellement la surface du miroir, les molécides lumineuses seraient détournées dans tous les sens par les aspérités dn celle hurface, el, comme le disait liiot, « la réflexion sur les corps les mieux polis par notre urt ne de>rait j-uère être moins grossière que sur les corps les plus raboteux, liais puiM|ue, au contraire, elle y est incomparahlement j)lus abondante, plus régulière et plus pjirluili', <'e^t mu" preu>e que les choses ne se passent \mni comme dans la réflexion méca- Mn|u>* di'H corps élastiques, et que les jïarticules lumineuses qui se réfléchissent n'arrivent

=îrs.