COULEURS DES LAMES MINCES. — ANNEAUX DS NEWTON

Tous les corps diaphanes, solides, liquides ou gazeux, lorsqu'ils sont réduits en lames suffisamment minces, paraissent colorés des plas vives nuances, surtout si on les regarde par réflexion. Les cristaux qui se clivent en feuilles très-minces, tels que le mica , le gypse, etc., présentent ce phénomène , et leurs couleurs sont changeantes comme celles du plumage de certains oiseaux ; il en est de même de la nacre et du verre soufflé en boule très- mince. Les diverses nuances que prennent les métaux polis , comme le fer et l'acier, par l'effet de la chaleur et du contact de l'air, sont dues à la même cause ; car ces couleurs résultent de la formation d'une pellicule d'oxyde qui se colore à cause de son extrême minceur. Les liquides prennent aussi de brillantes couleurs, comme on le voit dans les gouttes d'huile qui s'étalent sur de l'eau et dans les bulles de savon. Celles-ci paraissent blanches d'abord; mais à mesure qu'on les enfle, on voit apparaître de brillantes teintes irisées, surtout à la partie supérieure où l'enveloppe liquide qui forme la bulle est plus mince. Ces couleurs se disposent en zones concentriques horizontales autour du sommet, qui devient noir un peu avant l'instant où la bulle va éclater. Lorsqu'on éclaire les bulles de savon h la lumière monochromatique de la flamme de ialcool salé ( p. 345), on n'observe que des zon^s alternativement jaunes et noires. Enfln l'air, les vapeurs et les gnz donnent imissance aux mêmes plié-

COULEURS DES L\UES niNCES. ~ ANNEAUX DE NEWTON. 395

nomènes : on le démontre, comme Ta fait Newton, en plaçant sur un Fig. 57i. plan de verre une surface convexe, par exemple, une >:^::?gS:::j lentîlle de IS ou 20 mètres de rayon (fig. 571 ); cet appareil étant exposé devant une fenêtre, à la lumière du jour, de façon que Ton voie par réflexion la couche d'air interposée entre les deux verres, on aperçoit, au point de contact de ceux-ci, une tache noire entourée d'anneaux colorés, au nombre de six ou sept, dont les teintes s'affaiblissent graduellement. Si les verres sont vus par trans* Fig. 57«. mission, le centre des anneaux est blanc (fig. 572), et les couleurs de chacun d'eux sont exactement complémentaires de celles des anneaux par réflexion. Avec une lumière homogène, la couleur rouge, par exemple, les anneaux sont alternativement noirs et rouges, et d'un diamètre d'autant moindre que la couleur est plus réfrangible. C'est ce que Ton peut constater trèsaisément en projetant les anneaux sur un écran blanc. A cet effet, on reçoit le spectre solaire sur un écran percé d'une ouverture qui ne laisse passer que les rayons d'une même teinte; après leur passage à travers l'ouverture , ces rayons tombent sur l'appareil de Newton, s'y réfléchissent, et vont passer à travers une lentille convergente achromatique, placée de façon que les anneaux produits se trouvent un peu au delà de son foyer principal. Cette lentille forme alors une image réelle et agrandie des anneaux que l'on reçoit sur un écran blanc, disposé au foyer conjugué de la lentille. En laissant arriver sur l'appareil de Newton successivement les sept couleurs principales du spectre, on voit les* anneaux se dilater ou se resserrer, suivant que Ton passe du violet au rouge, ou réciproquement. Avec de la lumière blanche, les anneaux sont colorés des différentes couleurs du spectre, ce qui provient de ce que, les anneaux des différentes couleurs simples ayant des diamètres différents, les anneaux ne se superposent pas, mais se séparent plus ou moins.

L'appareil de Newton, mis sous une cloche dans un gaz quelconque, présente les mêmes phénomènes que dans Tair; il y a plus, il les présente encore dans le vide ; d'où il suit qu'une lame mince de vide donne des couleurs, comme les lames minces des différents corps.

Le même appareil donne un moyen très -simple de déterminer l'épaisseur que doit présenter une lame mince pour former un anneau d'un ordre déterminé. En effet, soit egc (fig. 573 ci-après) la lame mince intei'posée entre la lentille et le plan de verre, et eg l'épaisseur de la couche où se forme le premier anneau brillant, lorsqu'on opère avec de la lumière rouge, par exemple. Si Ton mène par le

COULEURS DES LAMES MINCIS. — AWNEAUX DE KBWTON.

Fig. 575.

point e une parallèle à gfc^ la portion ed de cette parallèle sera évidemment le rayon de Tanneau qu'on considère. Ce rayon se mesure aisément au moyen d'un compas. Lorsqu'il est connu, ainsi \ que le rayon de courbure cO de la i lentille, on a, pour déterminer l'épais- / seur egy laquelle est égale à cd, la proportion cd:ed::ed:dm, ou bien, à cause de l'extrême petitesse de cd par rapport à cm,cd:ed::ed:cm. Cette proportion donne E = r' t D, en représentant cd, ed et cm respectivement par E, par r et par D. En déterminant de cette manière les épaisseurs des couches d'air qui forment le premier anneau brillant. Newton les a trouvées égales à 0™",000161 pour le rouge et à 0™,000101 pour le violet. Les épaisseurs requises pour la formation des mêmes anneaux dans l'eau ne s'élèvent qu'aux 3/4 des épaisseurs dans l'air. On comprend maintenant comment jm-^ pu déterminer quelques-uns des résultats que nous avons cités en parlant de la divisibilité des corps (p. 13).

La coloration des lames minces et des anneaux de Newton est un phénomène d'interférence qui résulte de ce que les rayons qui se sont réfléchis sur la seconde surface de la lame interfèrent avec ceux que la première surface a réfléchis. Quant aux anneaux vus par réfraction , ils résultent de l'interférence des rayons transmis directement avec les rayons qui ne sont transmis qu'après deux réflexions intérieures sur les faces de la lame (p. 330).

Les anneaux colorés ont permis de déterminer la longueur d ondulation des diverses couleurs du spectre. Voici les résultats auxquels on

est arrivé

Violet .

Indigo .

Bleu. .

Vert. .

Jaune .

Orangé.

Rouge.

Longueur! d'ondfl dani If ombres de vibralion*

Pair, expriméei oo par millio*aième d«

millimèlrrs. aeconde.

Connaissant ainsi la longueur d'ondulation pour chaque couleur, et

RÉFLEXION ET RÉFRACTION DE LA LUIllÈRE. 597

sachant que la vitesse de la lumière est d'environ 70,000 lieues de 4000" par seconde, on trouve les nombres inscrits dans la dernière colonne du tableau ci-dessus en divisant l'espace que la lumière parcourt dans un millionième de seconde par les longueurs d'ondulation des diverses couleurs (p. 256). (H. V.)