VITESSE DE LA LUMIÈRE. — PROCÉDÉ DE M. FIZEAU

La vitesse avec laquelle la lumière se répand dans l'espace est si grande, qu'elle parait infinie pour tous les phénomènes lumineux produits et observés à la surface de la terre; mais un astronome danois, Roemer, a trouvé, en 1778, le moyen de la mesurer par l'observation des éclipses d'un des satellites de Jupiter, et, dans ces derniers temps, M. Fizeau et M. Foucault sont parvenus au même résultat, sans recourir à ce genre d'observations. Nous nous bornerons à donner une idée du procédé de M. Fizeau, et, pour faciliter notre explication, nous dirons que la méthode de Roemer avait donné 79,572 lieues de 4'",000 mètres par seconde, pour la vitesse dont il s'agit. Nous admettrons, en nombre rond, le chiffre de 70,000 lieues par seconde.

Concevons une roue dont la circonférence porte des dents laissant

VITESSE DE LA LUHIIrB. — PROCÉDÉ DE H. FIZBAU.

entre elles un vide égal au plein. Si Ton imprime à cette roue un mouvement de rotation très -rapide autour de son axe, il est faeile d'obtenir que le temps qu'une dent ou un vide met à passer devant un point fixe, soit égal à environ 1/10000 de seconde. Or, pendant ce petit intervalle de temps, la lumière parcourt un chemin qui n'est que de 7 lieues. Par conséquent, si un rayon de lumière passe par un vide de la roue tournante et qu'un miroir éloigné^ en le réfléchissant, le ramène en sens contraire vers la roue , il est évident que selon la vitesse de celle-ci, ce rayon, à son retour, pourra rencontrer soit une dent, soit un vide, c'est-à-dire se trouver arrêté ou se propager derrière la roue où l'œil pourra l'apercevoir. Tel est le principe du procédé de M. Fizeau.

La figure 514 nous permettra de faire comprendre l'appareil dont

Fig. 5li.

cet ingénieux physicien a fait usage. L et V sont deux lunettes qui étaient disposées sur le même axe à une distance de 8633 mètres, et ajustées de manière que par chacune d'elles on pût voir nettement lobjectif de l'autre. Dans Tune des lunettes, entre l'oculaire et le foyer de l'objectif, se trouve une glace mince S, à faces parallèles, inclinée de 45"* sur l'axe de l'instrument et réfléchissant sur l'objectif de la lunette la lumière d'une bonne lampe placée latéralement en 9. Le tuyau latéral par lequel pénètre cette lumière porte une lentille convergente ou un système de lentilles qui forme une image réelle de la flamme de la lampe. Cette image est ramenée par la glace S au foyer principal de l'objectif^ qui transforme les rayons qui la produisent en un faisceau parallèle à l'axe commun des deux lunettes. Les rayons de ce faisceau concourent au foyer principal de l'objectif de la lunette L' et là ils sont réfléchis par un miroir plan p, ramenés sur l'objectif qui les rend de nouveau parallèles ^ et enfin réfractés par l'objectif de la lunette L au foyer principal duquel ils forment une image de la flamme

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que l'on regarde au moyen de l'oculaire de la lunette à travers la glace S. L'autre côté de la lunette L est muni d'une fente par laquelle pénètre le bord de la roue dentée rr^ dont les dents aboutissent au foyer de l'objectif.

L'expérience réussit complètement. Suivant que la vitesse de la roue était plus ou moins grande , on apercevait un point lumineux ou le champ de la lunette était entièrement obscur. La première éclipse eut lieu pour une vitesse de 12^6 tours par seconde. En doublant cette vitesse, on vit reparaître Timage^ tandis qu'elle fut éclipsée de nouveau pour une vitesse triple, etc. La roue portait 720 dents et elle était en communication avec un système d'engrenages mû par un poids. Un compteur permettait de mesurer exactement la vitesse imprimée. La largeur de chaque dent ou de chaque vide étant égale à 1/1440 de la circonférence de la roue, pour une vitesse de 12,6 tours par seconde, le temps qu'une dent ou un vide mettait à passer devant le foyer principal /"de l'objectif était de 1/1440 . 12,6 = 1/18144 de seconde. Or, la lumière qui a passé par un vide revient de la seconde lunette pendant le passage d'une dent au point f, d'où il suit que dans la 1/18144 partie d'une seconde la lumière a parcouru un chemin de 2.8633 = 17266", et, par conséquent, sa vitesse est de 17266 X 18144 = 313285304 mètres, ou bien de 78321 lieues environ. En répétant 28 fois rexpérience, M. Fizeau a déduit, comme moyenne, pour la vitesse de la lumière une valeur qui ne diffère que de 1/44 de celle que l'on obtient par les observations astronomiques.

Sachant que la vitesse de la lumière est de 79572 lieues parseconde, il est facile de calculer le temps qu'elle met pour aller du soleil aux diverses planètes. Le temps qu'elle emploie pour venir, pair exemple, de Neptune à la terre est d'environ 4 heures; de sorte que l'astronome qui regarde le globe de Neptune le voit où il était 4 heures auparavant, et que si cette planète était anéantie à un instant donné, on la verrait encore 4 heures après qu'elle aurait cessé d'être.

Nous ne savons pas à quelle distance de la terre sont disposées les étoiles, mais nous savons avec certitude qu'il n'y a pas un de ces astres qui ne soit au moins à 200X)00 fois la distance du soleil à la terre (152 millions de kilomètres); par conséquent, pour arriver à nous, leur lumière met au moins 3 ans 45 jours; sans doute, il n'y a pas d'exagération à supposer que nous voyons des étoiles qui sont quelques milliers de fois plus éloignées et dont la lumière met par conséquent plusieurs siècles à venir jusqu'à nous. Gomme M. Pouillet le fait observer avec raison, tout ce qui existe dans le ciel, au delà de notre

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syslèrae, pourrait être brisé, confondu, anéanti, el nous, habitants paisibles de la terre, nous passerions encore de nombreuses années à contempler comme aujourd'hui ce grand spectacle d'ordre et de magnificence qui ne serait plus qu'une illusion trompeuse, une image sans réalité. (H. V.)