DÉCOMPOSITION

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vertes, et au premier livre de son Traité d'optique^ il les développe en une série de propositions que nous allons résumer.

Spectre solaire. — La lumière blanche ou incolore qui vient du soleil est composée de rayons différemment réfrangibles et ditVéromment colorés.

Pour démontrer l'exactitude de cet énoncé, on introduit dans une chambre noire un faisceau fort délié de rayons solaires SD ( fig. 552), et on le reçoit sur un prisme ABC dont l'aréle réfringente A est horizontale et en outre perpendiculaire à SD.

fig. 552.

En ces circonstances, le faisceau dévié de sa route première par l'action réfringente du prisme, se trouve en outre considérablement dilaté dans une direction perpendiculaire à l'arête du prisme.

Latéralement, aucun effet de dilatation n'est produit, en sorte que l'on obtient sur un écran perpendiculaire au plan ABC, une image oblonguo RV dont la longueur est beaucoup plus grande que le diamètre de l'image ronde que les rayons solaires eussent formée sans l'interposition du prisme, mais dont la largeur est précisément égale à ce diamètre.

La dilatation du spectre solaire varie avec l'incidence des rayons sur la face antérieure du prisme; mais elle persiste toujours, même quand la déviation moyenne de l'image atteint sa valeur minimum. Or, en ces conditions, et Newton insiste fortement sur ce point, elle devrait être nulle, si tous les rayons dont le faisceau est formé avaient le môme degré de réfrangibilité.

En effet, quand le prisme est dans la position relative au minimum^ les petites différences qui peuvent exister dans les incidences des différents rayons élémentaires, n'en amènent aucune dans les déviations qu'ils subissent, et dès lors la réfraction ne saurait déformer l'image.

L'extrémité la moins réfrangible du spectre solaire lumineux.

DK LA LUMiàât BLANCBI

œlle qui en occupe la partie supérieure dans la figure 552 esl d'un rouge sombre très-chaud de ton.

L'extrémité la plus réfrangible présente uno temte vio!f>fte, pâle, 86 fondant dans une traînée «risAtre, limite o\([>Vn(< ilo- ravons vi-^ibles dp plus grande reirangibilite. D'une extrémité à l'autre, It - itu;iM( es passent les unes aux autres par dégradations insen- - [ le-, triuietois on distingue parfaitement les sept couleurs tradiuonnelies : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge.

Les faits que nous venons de décrire suffiraient à la rigueur pour établir la proposition foodamentaie énoncée au commenoem^t de ce paragraphe; mais à cause de sod importance ei de sa nou^ veauté, Newton a accumulé les preuves à l'appui de son exacli* Inde. Seulement^ comme Ja réussite complète des expérienoee suppose que Ton opère sur des spectres bien purs, il décrit avec détail la manière de se les procuoer»

Mà^^omw Mmt «b ■pcctee bien pur. « Dans la lumière du soleil, introduite par un petit trou, rond fait au volet de ma feDètre, et environ i dix ou douze piedsde la fenêtre, je mis une lentille par laquelle Timage du trou pût. être jetée distinctement sur une feuille de papier blanc placée à six, huit ou douze pieds delà lentille... ensuite, immédiatement après la lentille, je mis Qtt prisme pair lequel la lumière transmise pût être jetée, par réfruuetion, en haut ou do côté; en vertu de quoi Timage ronde, ^ue la lentille toute seule a\ ait jetée sur le papier, put élre formée en une image ohlongue avec des côtés parallèles. Je fis tomber cette image obluiîgue. sur un autre papier, à environ la même dislance qu'auparavant, avanrant le p''pier vers le prisme ou l'en éloignant ju.-squ'à ce que j'eusse trouvé la juste distance où les côtés rectilignes de rima2:p étaient marques de la manière la plus distincte... Le mélange des rayons hétérogènes ne fut jamais moindre qu'en cette occasion.

« Toutefois, il est mieux piicore de substituer au Itou rond, un trou obloiii: en Ibrme de parallélogramme et ayant sa grande lenteur parallèle à l'arèLe réfringente du prisme; car, si ce trou a son petit côté égal au diamètre du trou rond primitivement employé, et si son grand côté est vingt ou trente ibis plus considérable) la lumière de Timage sera aussi simple qu'ao-i paravant, et comme Timage deviendra beaucoup plus large, sa lumière sera un stijet plus propre à (aire les expériences, n.

Les, Démarques. suivantes font concevoir l'avantage que Ton trouve à employer ainsi une lentille ponr la production d'un^ spectre.

Le diamètre apparent du soleil est d*environ { degré, te cen-

tu DÉCOAIPOSlTtO.^

Béquent, dans le cas le plus favorable à la sôparalion des couleurs, celui où Touverture du volet se réduit à un simple point, les rayons blancs qui pénétrent, dans la chambre noiro forment un cône de \ degré d'ouverture. En traversant un prisme placé sur le trajet du faisceau, ces rayons se dispersent et chaque couleur homogène vient former sur le tableau un cercle de sa nuance et dont le diamètre vu du trou du voî(^L sous U^nd ~ degré.

De là résulte qu'en chaque point du spectre, il y aura mélange d'une série de rayons qui, par suite de rinégalité de leurs indices, auront éprouvé des déviations dont les diÛéreaces auront toutes les valeurs possibles entre 0 et ^ degré.

Mais si Ton reçoit, comme le prescrit Newton, les rayons incidents sur uns lentille à long foyer placée à une distance de Toriûce double de sa distance focale, les rayons de chaque nuance formeront, à même distance do lautre côté de la lentille, une image qui ne sera elle-même qu'un simple point lumineux, et ainsi, au point de concours, la séparation sera aussi complète que possible.

En réalité, l'orifice a toujours des dimensions appréciables; mats la confùsion de rayons qui en résulte, est ordinairement bien inférieure à celle qui aurait lieu si Ton n'employait pas ta lentille.

. Supposons que l'orifice ait 3 millimètres de large, la lentille l?,60 de foyer, et qu'elle soit placée à 3 mètres de l'orifice ; supposons, de plus, que le prisme soit contre la lentille, le tableau à 3 mètres de l'autre côté et qu'il soit à peu près perpendiculaire à la direction moyenne des rayons réfractés : chaque couleur simple y forme [a une bande de 3 millim. de large, et le spectre toUil aura une longueur à peu près égale à 3°" X '{7 étant l'angle compris entre les rayons extrêmes rouges et violets.

Sans lentille et à 3 mètres de Torifice, le spectre occuperait sensiblement la môme longueur, 3'"<f7w; mais la largeur de la bande, qui correspond à chaque couleur, au lieu d'être égale à 0", 003, serait 3'"e^30', ou 0"\06i, c est-à-dire quelle serait 8 fois plus grande que dnns le premier cas.

• Rayons homogènei. — Si i OU fait tomber un spertre liicii pur sur un écran noi: et opaque, et si Ton perce en cet écran un trou de petites dimensions, les rayons qui le traverseront seront au point de vue de la réfrangibilité aussi homogènes que possible.

Si on les reçoit sur un second prisme, ils seront réfractés, mais leur teinte n'éprouvera aucune modification ; de plus, sous Tinoidence relative au minimum de déviation^ la section droite du féisceau qu'ils forment ne sera point altérée.

DE LA LUMIÈUK BLANCUK.

£^ expérience fondamentale établit une conneiion intime ntnTla réfirangibilité et la conleur. Gomme cela devait être, ifle a vivement frappé les côntemporains de Newton, et Ton a fonnulé la vérité qu'elle démontre par la légende :

Non TAriat lax fracU colorem.

Mais, pour la reproduire convenablement , il est indispensable d opérer sur des rayons bien homogènes. Du temps même de Nex^lon, des physiciens habiles l'avaient révoquée en doute parce qn'ils n'avaient pas suffisamment épuré les'spectres aveclesquels ils voulaient en vérifier l'exactitude.

Expérience dei prînnet eroMét. — L'expérience dos prismes Cloisés confirme les résultats précédents (fig.

* flg. 553.

Oh dispose un prisme P, comme nous Tavons indiqué page 227, de manière à obtenir sur un tableau blanc un spectre dilaté verticalement et dans lequel le violet occupe la partie inférieure. Si alors, immédiatement derrière le premier prisme, on en place ttn autre de même nature et de môme angle P' et dont l'arête soit verticale, ce second prisme recevant les rayons l efraclés verticalement piir le premier, les réfracte horizontalement, et chacun d'une quantité égale à celle dont il l'avait été par le premier, et alors, par suite de la superposition de ces deux déviations rectangujaires, le spectre que l'on obtient sur le tableau se trouve incliné i l'borizon d'un angle sensiblement égal à 4o<», mais la largeur

no DÉCOMPOSITION

de l'image, mesurée horizontalement, n'est pas augmentée, tandis que si chacun des rayons qui , dans le specire vertical, forment une ligne horizontale quelconque se trouvait en son particulier dilaté par le second prisme comme le sont les rayons de lumière blanche en môme occasion, le second spectre se serait trouvé dilaté en largeur autant que le premier l'avait été en longueur.

On rend l'expérience plus frappante en la disposant de manière à avoir à la fois sur le tableau la trace du ravon direct, le spectre formé par le premier prisme seul, le spectre formé par le second prisme seul, et enfin le spectre résultant.

Pour cela il suiîit de placer les deux prismes (Gg. 553) de telle sorte que leurs arêtes réfringentes passent toutes deux par le centre de la trace ronde du rayon direct. — Cette trace est alors partiigée entre quatre quartiers égaux 0, 2, 4, 1 ; et il en est de même du faisceau total. La portion qui correspond au cadran 0 passe directement sans rencontrer les prismes et forme sur le tableau une image blanche A (fig. 554).

Fig. 554.

Les rayons qui passent par les cadrans I et 1 traversent le prisme P ou le prisme P' et donnent le spectre vertical B et le spectre horizontal D.

Enfin, ceux qui passent en 2 sont réfractés successivement par les deux prismes, et donnent le spectre résultant C.

Vîtion à travers les priâmes. — Nous citerons encore deut autres preuves données par Newton à l'appui de sa théorie sur la composition de la lumière. La première est une expérience de vision à travers les prismes.

DE LA LUMIÈRE BLANCHE. t|

Si dans une chambre noire on fait tomber, en deux points voisins R et V d'une feuille de papier blanc ( fig 555), deux rayons

de lumière homogène Tun rouge, l'autre violet, en s'arrangeant de façon que les cenires des deux taches lumineu.-es soient sur une môme horizontale, et si on les regarde toutes deux à travers un prisme P dont l'arête réfringente soit elle-même horizontale et tournée en haut, on verra l'image violette V beaucoup a. -dessus de l'autre, ainsi qu'il est marqué sur la figure 555,

Fjg. obG.

et cela parce que le rayon Cr est beaucoup plus incliné à l'horizon que le rayon Or.

On pourrait répéter l'expérience que nous venons de citer en regardant an IraN ers d'un prisme une bande de papier dont les deux