INTERFERENCE DES ONDES LUMINEUSES

Deux miroirs plans ON, OM, en métal ou en Terre noir, sont placés verticalement dans la chambre obscure, de manière à faire entre eux un angle 1res- obtus* En avant de ces miroirs, uû faisceau de lumière solaire est concentré en S par une

fttille sphèritjue ou cj lindrii|ue , de manière à donner

ng. Hti. ^ Etpérience dés deux miroirs de Fresnel» dèmooslrttioii expërimeciiile du principe des îDlerrèreoces.

pbîntj soit une ligue lumiaeose. Deux images se riwmenl dans Tnu et dans Tautre miroir, Tuue en s pour le air ON, Tautre en / pour le miroir CM* On a donc ainsi émx sources de lumière qui offrent cette particularité qu éit d'une source commune, elles sont à tout instant ^08 le même état de vibration. Si maintenant on place un *cmi vertical en avant des miroirs, et de façon à recevoir Âla fois les faisceaux lumineux émanés des deux images, on

apercevra sur Técran une bande brillante dans la directi* prolongement de la ligne OA, et^ de chaque côté de cette b une série de franges alternativement obscures et brilL Si Ton masque l'un des deux miroirs, à l'instant les fr disparaissent; l'écran reste uniformément éclairé.

On le voit, le phénomène est le même que dans l'expéi des deux ouvertures de Grimaldi, et il reste à explique de la lumière ajoutée à de la lumière peut produire de scurité; ou, comme nous Tavon^ vu, que partout où des franges obscures, c'est que les ondes lumineuses nées des deux sources interfèrent, qu'elles sont au con dans la même phase, partout où Ton aperçoit les frange lantes. C'est ce que montre la figure 245, où l'on voit trac< ondes concentriques émanées de s et de /. Ces deux syj d'ondes se croisent et se coupent en divers points. Or de ces points qui, tels que a, sont situés sur la perpendic AO à ss'y sont dans la même phase d'ondulation dan comme dans l'autre système, puisque les rayons sa^ se de même longueur, il en est de même des chemins • S l'a, suivis par les deux ondes lumineuses émanées source S, et réfléchies sur l'un et sur l'autre miroirs, est de même pour tous les points a ad.... situés dans 1 vertical passant par AO. Les intensités lumineuses s'aj donc dans ce plan; de là, la frange centrale brillante points tels que /^, lî^ la différence de marche des ond se croisent en ces points est d'une demi-longueur d'on plus loin d'un nombre impair de demi -ondulations : interférence et par suite frange obscure : il en est de pour les points mm .... Plus loin, les points hV .... ce.... i tiennent à des rayons dont chacun est en retard sur d'un nombre pair de demi-longueurs d'onde : frange lantes.... et ainsi de suite.

Fresnel a employé successivement, pour faire cette rience capitale, des lumières de toutes les couleurs sîi il a trouvé des franges de chacune de ces teintes, mais d

PHÉNOMÈNES DK DIFFRACTION. 381

plas serrées qu'où s'éloigue plus du rouge daus la série des coaieurs prismatiques. Le violet donue les frauges les plus étroites. C'est en mesurant avec une grande précision les distances des franges^ que Tillustre physicien est parvenu à en déduire les longueurs dondulations des lumières de divei'ses couleurs, et par suite les nombres de vibrations exécutées par iether dans le court intervalle d'une seconde, nombres si prodigieusement grands, comme nous l'avons vu plus liaut. Les franges provenant de la lumière blanche doivent donc être formées des franges colorées de chacune des teintes du spectre, se superposant de façon à ce que le violet soit du coté de la bande brillante centrale. C'est aussi oe que constate l'observation .

.Vmsi se trouva confirmée par une expérience mémorable la vérité de la théorie des ondulations, dont l'analyse mathématique a su tirer d'ailleurs une foule de conséquences, les unes déjà connues par Tobservation. les autres devançant Tobservation même, et lui servant de guide. Les noms d'Huygens, dTonnget de Fresnel resteront désormais attachés à cette belle théorie, c<m)me celui de Newton l'est à celle de la gravitation universelle.

^ II. Pin':\i»MKNE- l»K DIFrKAMiMN.

Revenons maintenant aux phénomènes de dillVaction i\\n tous se rattachent au principe de linterlérence «les ondes lumineuses. Ils sont nombreux : aussi ne choisirons-nous, dans le nombre, que quelques-uns des plus remarquables.

Newton, en répétant et en variant les i»xpériences de GriiMJdi, sur les ombres agrandies des corps déliés tels i\\w des cheveux, des fils, des é|»ingles, des pailles, s'assura que la <iéviation des rayons lumineux n'était pas due, comme on lavait cru d'abord, à une réfraction dans une mince couche Jair plus dense, environnant le corps. Il vil aussi que h*s franges se formaient, quelle que fut la nature des substances

employées. Qu'il s'agit de métaux, de pierres, de ven bois, de glace, etc., il reconnut toujours trois franges s< cédant ainsi à partir de Tombre : frange intérieure : bleu foncé, bleu clair, vert, jaune et rouge ; frange int diaire : bleu, jaune et rouge ; frange extérieure : blei jaune pâle et rouge. 11 remarqua aussi le fait, que les lui simples du spectre donnent des franges inégalement S( Mais, de toutes ses expériences, il ne conclut autre chose, que les rayons de lumière subissent, en passant vers les des corps, des inflexions d'autant plus fortes qu'ils ras plus près leur surface. C'était une hypothèse naturel! le système de l'émission ; mais nous venons de voir qut l'explication véritable.

Toutes les expériences, fort nombreuses, exécutées c peuvent se ranger en deux espèces : la première compn phénomènes de dififraction produits par des bords rectî par exemple par une ou plusieurs fentes très-étroil forme de parallélogrammes, ou par un écran très-miii lil métallique, un cheveu : la seconde comprend les ] mènes obtenus quand la dififraction s'opère à travers i plusieurs ouvertures très-petites, carrées, triangulaires^ laires, ou sur les bords d'un écran circulaire d'une très dimension. Les planches V et VI représentent les systè] franges produits dans ces circonstances variées ; les un sées, proviennent de la lumière blanche : les autres, moi matiques, d'une lumière simple, par exemple de la 1 rouge. On voit, dans plusieurs cas, les franges accomj d'une multitude de petits spectres dont les vives couleui tent à la beauté du phénomène.

J. Herschel a observé de curieux effets de diffraction, çant devant l'objectif d'une lunette astronomique d phragmes de formes variées, et en observant ainsi difl étoiles simples ou doubles. Avec une ouverture annula vu des anneaux colorés environnant les images des poi mineux, qui présentaient alors des disques semblables

PHÉNOMÈNES DE DIFFRACTION. SSS

des planètes. Des diaphragmes triangulaires donnaient au

[eoa traire des étoiles à six rayons; une ouverture formée par

|doc&2e carrés concentriques^ donnait une étoile à quatre rayons;

'euGii, en i>erçant régulièrement des triangles équilatéraux

vxr le diaphragme, il obtint une série de disques circulaires

Tûïigés sur six lignes qui vont en divei^geant à pailir du disque

central incolore et très-brillant : ils sont entourés chacun d'un

auûeau plus ou moins coloré et vont sallongeant en spectres,

à mesure qu ils séloiguenl du centre.

Fig. 2^6. — EiïeU de difl'rtclioa dans le» lunettes, d'aprvi J. BexwcheU

p Tous ces phénomènes sont certes extrêmement curieux ; les magnifiques couleurs qu'ils présentent à l'œil en font autant de tableaux dont la variété égale la splendeur. Mais, aux yeux du physicien, ils offrent un genre d'intérêt bien plus précieux encore, en ce sens quils sont autant de conGrmatîons de la belle théorie des ondulations de Téther. L'analyse mathéma- tique, appliquée aux différents cas de diffraction, donne des I résultats qui concordent d'une façon merveilleuse avec ceux P de robservalion. Nous avons dit plus haut qu'elle les avait quelquefois devancés : en vaici un exemple bien remar- ■ quable. Le géomètre Poisson, ayant soumis au calcul le probUme qui consiste a déterminer Fombre et les franges produites par un très-petit disque opaque exposé à la lumière qui

diverge d'un poiut lumineux, trouva que le centre de l'o devait être aussi brillant que si le disque n'existait pas : lumière était l'effet résultant de la diffraction des ondes neuses sur le bord de l'écran. Un tel résultat était si o aux observations antérieures, que Poisson le présenta a une objection sérieuse à la théorie des ondulations. Mais . ayant fait l'expérience avec le soin nécessaire, en emp] un petit disque de métal cimenté dans une plaque de parfaitement homogène et diaphane, le point lumineux rut, comme le calcul l'avait indique. On eut dit que Te était produite par un écran percé au centre. C'est év: ment là un des plus beaux triomphes de la théorie, un t gnage décisif en faveur du système des ondulations l'existence de l'éther.

S IIL LES RÉSEAirX.

Fraunhofer, dont nous avons cité déjà les belles expér sur les raies du spectre, porta, dans l'étude des phéno de ditfraction, ee génie de la précision qui le distinguai si haut degré. Après avoir observé les images produit un nombre très-limité de petites ouvertures, il eut l'idée < ce qui se passait quand la lumière traverse un réseau d'une multitude de fils très-fins, parallèles ou croisés. ] ploya d'abord un réseau en fil d'archal, composé d'un nombre de fils très-fins tendus sur un cadre rectangula moyen de deux vis parfaitement semblables. Puis, pour c une plus grande régularité et une plus grande finesse d inter\^alles qui laissent passer la lumière, il traça sv plaques de verre couvertes d'une feuille d'or des lignes lèles et équi distantes; puis grava les mêmes traits au di sur le verre même, formant ainsi plus de 1000 divisio millimètre. Chaque strie est un écran opaque, et les inte des stries laissent passer la lumière. Du reste, lin nombre

LES RESEAUX,

p moindre de divisions rend le rc%eaii plus ri»guîîer, cl 38 traita suffisent au besoin pour observer les phénomènes.

Outre les réseaux à lignes parallèles, Fraunbofer étudia les réseaux à mailles carrées, formés par deux séries de ligues se croisant à angle droit, et ceux à mailles circulaires ou de toute autre forme. 11 obtint de la sorte un grand nombre de Dgures où les franges et les spectres se distribuaient avec une symétrie merveilleuse; mais il fit plus, il étudia les lois de cette distribution, lois que M. Babinet a prouvé être autant de conséquences nécessaires du principe des interférences.

Ou voit dans la planche VI le phénomène résultant du pas* sage de la lumière à travers un réseau à lignes parallèles : au milieu est une ligne brillante, puis deux larges intervalles obscurs suivis de chaque côté de deux spectres dont le violet mi tourné vers le centre, et si purs, que les raies sombres y sont aisées à distinguer. Au delà, viennent deux nouvelles kades obscures, et enfin deux séries de spectres superposés k plus en plus étalés et plus pâles. Un réseau à mailles carrées donne l'image représentée, dans la même planche VI, audessous de la précédente : outre la ligne brillante centrale et <leuît séries de spectres plus étalés que ceux du réseau à mailles f^rallèles, on voit dans les quatre angles droits une multitude tic petits spectres rayonnant vers le centre. Newton avait en** litvu ridentité des phénomènes de diffraction par les petites ouvertures et par les réseaux, comme il ressort de ce passage de son Optique ; «r En regardant le soleil au travers d'une plome ou d'un ruban noir tenu tout près de Tœil, on verra plusieurs arcs en ciel; parce que les ombres que les fibres m filets jettent sur la rétine sont bordées de pareilles franges colorées. » La figure I de la planche VI représente Teffel produit par la diffraction de la lumière solaire à travers le réseau que forment les barbes d'une plume d'oiseau. On peut également observer des franges de même nature, en observant la lumière d'une bougie, les yeux presque fermés : les cils on •e joignant forment alors les maille5 d*uu réseau irrégulier.

as6

Kig. 247. — Stries de la nacre de perle, vues par transparence à Faidâ d'uo grossissement de SOOOOdiamèlres.

Cest encore par rinterférence des rayons lumineux quphysiciens expliquent les brillantes couleurs qu'on distîi sur certains corps dont la surface est couverte d'une mi

tude de stries très-fines plumes de quelques oiseai] surface de la nacre de p sont formées d'une multi de raies qui reflètent toute couleurs du prisme. Brew ayant eu roccasion de fixe la nacre de perle à un g< mètre avec un ciment de r et de cire, fut tout surpr voir la surface de la cirei lant des couleurs prismati de la nacre : il répéta inexpérience avec diverses subst| du réalgar, du métal fusible, du plomb, de rétain, I colle de poisson; toujours il vit apparaître les mêmes coul Un Anglais, John Barton, eut Tidée d'appliquer cette proj des surfaces striées : il tailla à facettes très-fines des bû d'aciers et divers bijoux qui^ a la lumière du soleil, dl ou des bougies, laissaient voir des dessins brillant de t les nuances du prisme : a Ces couleurs, dit Brewster, à peine surpassées par les feux du diamant. »

Voici encore un phénomène qui paraît se rattache] phénomènes d'interférence, ainsi que l'a expliqué M. ] net. En voici la description d'après M. A. Necker:

« Pour jouir de la vue de ce phénomène, dit-il, il fao placé au pied d'une colline interposée entre robservateuj place où le soleil se couche ou se lève. On est ainsi com] ment dans Tombre; le bord supérieur de la colline ou tagne est couvert de bois, ou d'arbres et de buissons déU qui se projettent en noir sur un ciel pai'faitement cl brillant, sauf la place même à laquelle le soleil est sur le de paraître ou vient de disparaître. Là, tous les arbres

buissons qui bordent la sonimité, dans leur totalité, branches, feuilles, troncs, etc, paraissent d'une blancheur vive et pure, et brillent d'une lumière éclatante, bien que projetée sur un fond qui est lui-mùrae iurainenx et brillant^ comme Test toujour la partie du ciel voisine du soleil. Les moindres détails des feuilles, des petits rameaux sont consenés dans toute leur délicatesse, et on dirait des arbres et des forêts faits de Targent le plus pur, avec tout l'art de l'ouvrier le plus habile. Les hi^ roudellcs et autres oiseaux qui traversent en volant cette mkm région, paraissent comme des étincelles de la blancheur la plus éclatante. »

Pour celui qui sait observer, on le voit^ la nature est d'une magnificence que Thabileté des expérimentateurs les plus ingénieux ne dépasse jamais. Ce qui fait le mérite du savant, oe û'est pas tant de la reproduire, de multiplier les phéno-

Ines dont elle nous olhe le tableau, c'est, à force de patience, de sagacité, de génie, de découvrir les raisons des cboseSy les lois de leurs manifestations. A ce point de vue, rhistoire de la physique est certainement l'un des plus beaux titres de gloire de lesprit humain.

Les phénomènes les plus beaux, les plus brillants ne sont pas loi^iirs ceux qui exigent, pour être re]>roduits, les appareils les plos coûteux ni les plus compliqués, ni le plus de mise en JCèûe, Qui de nous, dans son enfance, ne s'est amusé à gonfcr el à lancer dans Tair, à Taide d un peu d'eau de savon, itoyau de plurae ou de paille, ces bulles légères, a la forme elle et si pure, aux couleurs si délicates et si variées? A rorigine, quand la sphère liquide n'a encore qu'un faible L^^ire, la pellicule qui en limite les coutoui^ est incolore et ?nte. Peu à peu, Tair qu*on insuftle à rinlérieur, preî%- . également de toutes parts la surface concave, agrandît le

diamètre aux dépens de 1 épaisseur : c'est alors qu'on apparaître, faibles d'abord, puis plus vives, une série de leurs naissant les unes à la suite des autres, et formant par mélange une multitude de teintes irisées, jusqu'au momei la bulle, diminuant d'épaisseur, n'offre plus une résistance fisante à l'action du gaz qu'elle renferme. Des tacbes noir montrent alors au sommet, et bientôt la bulle crève. C'est dernière période du pbénomène que représente la planche on y voit, à la partie supérieure de la sphère liquida taches noires qui annoncent sa prochaine disparition.

Cette expérience, si simple, cette récréation enfantine offre tant d'attraits aux yeux de l'artiste amoureux des leurs, n'est pas moins belle ni moins intéressante aux du savant. Newton en a fait l'objet de ses études et de ses ditations, et, depuis ce grand homme, les couleurs de la de savon tiennent une place légitime parmi les plus eu phénomènes de l'optique. Ce n'est, d'ailleurs, qu'un cas culier de toute une série de phénomènes qu'on observe, 1 les fois qye la lumière est successivement réfléchie et réfi sur les surfaces qui limitent les lames minces des corps parents. Les solides, les liquides et les gaz sont égab propres à ce genre d'expérience. Les cristaux que le c réduit en lamelles d'une faible épaisseur comme le mi gypse, le talc, le verre soufflé en boules extrêmement m la surface de l'acier recuit que recouvre une couche d'c laissent voir des couleurs irisées tout à fait semblables à de la bulle de savon. Les vives nuances qui décorent let membraneuses des libellules, celles qu'on aperçoit si morceaux de verre longtemps exposés à l'humidité, à la s des eaux grasses, appartiennent à la même série de p mènes. On les étudie, en physique, sous la dénominatioi mune à'anncaux colorés dans les lames minces.

Avant de dire quelle est la cause de cette décomposit la lumière en ses couleurs simples, essayons de donn< idée des conditions dans lesquelles elle se produit, et d

qui président à la succession de ces nuances, au premier abord si changeantes et si mobiles.

Suivons Newton dans ses mémorables expériences. Le point de départ du grand physicien fut Tobservation suivante :

«Ayant pressé fortement, dit-il, dans son Optique, deux

prismes Tun contre l'autre, pour faire que leurs côtés (qui

|8r hasard étaient tant soit peu convexes) pussent se tou-

l&^|av Tun l'autre, j'aperçus que l'endroit par où ils se tou-

[ jAlteDt devenait tout à fait tranaoarent. comme s'ils n'eussent

des anneaux colores ue newioii.

wlorés de diverses nuances. Pour mieux se rendre compte delà production de ces anneaux, il employa deux verres, iWplan convexe. Vautre convexe sur ses deux faces, tous ^eux d'un grand rayon de courbure. Puis il les a{)pliqua l'un contre l'autre, la face convexe sur la face plane en les pressant A>ucement : dans cette position les deux verres laissaient entre «w, tout autour du point central de contact, un ménisque Ws-mince, une lame d'air dont l'épaisseur, nulle d'abord, allait ^croissant insensiblement. Voici les phénomènes qu'il observa : En recevant la lumière réfléchie dans une direction à peu

près normale à la surface plane de la lame d'air , il former autour du point de contact une suite d'anne diverses couleurs, concentriques et de plus en plus s( mesure qu'ils s'éloignaient du centre. Chaque couleur raissait d'abord comme un cercle de teinte uniforme q largissait par la pression jusqu'à ce qu'une couleur no sortant du èentrè^^ transformât la^ première en un annei lorô.' Au centre même apDarut en dernier lien unft inch**

Voici quel fut alors l'ordre et les couleurs des anneau représente la figure 249. Les couleurs sont indiquées à du centre 0.

noir, bleu, blanc, jaune, rouge;

violet, Lieu, vert, jaune, rouge;

pourpre, bleu, vert, jaune, rouge ;

vert, rouge;

bleu verdâtre, rouge ;

bleu verdâtre, rouge pâle ;

bleu verdâtre, blanc rougeâtre.

De 0

eu

Si, au lieu de recevoir la lumière réfléchie sur les deux surfaces de la lame mince, on regarde au travers du système des deux verres la lumière du ciel, on aperçoit encore une série d'anneaux colorés, mais leurs couleurs sont plus faibles que celles des anneaux vus par réflexion. De plus, Tordre des couleurs est entièrement différent, et, au lieu d'une tache noire au centre, c'est une tache blanche qui apparaît. Voici la série des diverses teintes formant les anneaux vus par transmission :

Blanc, rouge-jaune^ noir, violet, bleu ; Blanc, jaune -rouge, violet, bleu; Vert, jaune-rouge, vert-bleu, rouget Vert bleuâtre; Rouge, vert bleuâtre; Rouge.

En comparant cette seconde série à la première, on voit que

les teintes qui occupent le même ordre dans les deux systèmes

il^aimeauiE sont précisément complémentaires, de sorte que la

lumière transmise et la lumière réfléchie eu un même point

de la lame d'air, réunies, donnent de la himière blanche.

Cette conséquence des deux expériences a été vérifiée par

Young et Arago, qui, ayant placé les deux verres de façon

i ce que les lumières réfléchies et transmises vinssent à

Vceil à la fois et avec la même intensité, virent les anneaux

disparaître.

Newton se servit poor observer les anneaux des diverses lumières simples du spectre. Dans ce cas, il aperçut, par réflexion, des anneaux alternativement noirs et lumineux, ces derniers présentant la teinte de la lumière simple employée* ^m les diamètres des anneaux variaient de grandeur, selon la Pilleur de la lumière : ils se dilataient eu passant du violet au ïtiuge. On comprend alors comment il se fait que les anneaux **Mcnusavec la lumière blanche sont irisés. Les dilTéreutes couleurs, dont la lumière blanche est formée, produisent chacune l^urs séries d'anneaux ; mais comme les dimensions sont dif- '^utes, la superposition n'est pas exacte, les anneaux obscurs

disparaissent, parce qu'ils sont recouverts par diveAsies nliai de lumière, au centre excepté, et là seulement où ces nuai se mélangent dans une proportion convenable, apparcdt V quQ anneau de lumière blanche précédemment observé, interposant de Teau entre les verres, les anneaux appieurais encore, mais plus petits, plus resserrés et de nuances faibles. Enfin, si au lieu d'un milieu gazeux ou liquide, ^ le vide qui forme la lame mince entre les deux verres, on aussi des anneaux colorés, n'oSrant aucune difiérence sem avec ceux que donne Tair.

Newton, avec sa sagacité et sa précision accoutumées s'est point borné à la constatation de ces fcdts et d'autres i le détail desquels nous ne pouvons entrer ; il chercha li de la production des anneaux, et c'est ainsi qu'il parvint à tacher au même principe les phénomènes variés que nous a' décrits au début de ce chapitre, les couleurs irisées des bi de savon et des lames minces de tous les corps solides, liqv ou gazeux. Il mesura avec soin les diamètres des anni successifs obtenus avec la lumière simple, au moment o tache noire du centre indiquait qu'il y avait contact entr verres. Il en déduisit, par les rapports géométriques qui ] les diamètres aux épaisseurs de la lame mince, ces épaiss mêmes, et il en conclut les lois suivantes :

Les carrés des diamètres des anneau<c brillants j vus réflexion^ sont entre eiix dans le rapport des nombres pairsj 1,3, 5, 7, 9....

l^s carrés des diamètres des anneaux obscurs sont coi les nombres pairs, 2, 4, 6, 8....

• Quant aux anneaux vus par transmission, comme ils d peut des positions précisément inverses, chaque anneau oh étant remplacé par un anneau brillant, chacun de ceu par un anneau obscur, leurs diamètres suivent évidemi les mêmes lois, où les séries des nombres seraient intervei

Voilà pour les dimensions relatives des anneaux brillan des anneaux obscurs. Quant aux épaisseurs, de la lame

comprise entre les verres, elles vont naturellement en croissant do centre de contact vers les extrémités ; mais si Ton cherche les valeurs qui correspondent aux anneaux des divers ordres, on trouve que ces valeurs sont entre elles comme les nombres impairs pour les anneaux lumineux, et comme les nombres pairs pour les anneaux noirs ou obscurs.

Ces lois, si simples, sont générales. Newton en inféra que le phénomène des anneaux colorés dépend de Tépaisseur variable de la lame mince interposée entre les deux verres, de la nature de la substance dont elle est composée, nullement des verres entre lesquels elle se trouve comprise . Il chercha a le rattacher à la théorie de rémission de la lumière, en imaginant que les rayons lumineux subissent, en se propageant, des changements périodiques qui tantôt les rendent aptes à ftre réfléchis, tantôt les rendent aptes à être transmis. C'est la ftéorie connue danslascience sous le nom de théorie des accès, accès de facile réflexion, accès de facile transmission.

Aujourd'hui que la théorie des ondulations a prévalu, les

anneaux colorés s'expliquent de la façon la plus simple par le

principe des interférences. Un rayon de lumière qui pénètre

jusqu'à la première surface de la lame est en partie réfléchi,

en partie transmis jusqu'à la seconde surface, où il se réfléchit

de nouveau. Les deux rayons voisins ainsi réfléchis sur chaque

surface interfèrent, c'est-à-dire, comme nous Tavous vu plus

bauty se détruisent ou s'ajoutent, selon que le retard du second

équivaut à un nombre impair de demi-longueurs d*onde ou à

an nombre pair de ces mêmes longueurs. De là, obscurité dans

le premier cas, lumière, au contraire, dans le second, ou bien,

ttneanx obscurs, anneaux lumineux. L'analyse, appliquée à

^ cas si intéressant de la théorie des ondes, fait retrouver les

tos des diamètres et celles des épaisseurs, telles que Ne\%ion

Ifis constata le premier par l'expérience. Comme les longueurs

^'ondes varient selon la nature de la lumière simple, et dîmi-

BQeatdn rouge au violet, on voit que les anneaux de cette der-

*iw couleur devaient être plus resserrés que les anneaux

99k LIVRE III. — LA LUMIÈRE.

rouges. Maintenaiity comment cette théorie est-elle applici au phénomène des couleurs des bulles de savon, couleur variables, si mobiles et qui continuellement se mélangent € fondent les unes dans les autres? C'est encore Newton montra l'ideptité de^ anneaux colorés obtenus avec les ve: et des anneaux qu'on voit apparaître sur les bulles.

Pour étudier ceux-ci, il prit soin de mettre la bulle de von soufflée à couvert de l'agitation de l'air extérieur faisant varier irrégulièrement l'épaisseur, semble pou leurs couleurs l'une dans l'autre, et empêche qu'on en pu faire le sujet d'une observation exacte, a Aussitôt, dit-il, l'en avais élevé une, je la couvrais d'un verre fort tranj rent; et par ce moyen, ses différentes couleurs paraissa dans un ordre très -régulier, comme autant d'anneaux con triques qui entouraient le haut de ]a bulle. » Quand on p] ces précautions, on voit les anneaux colorés apparaîtra sommet d,e la bulle, se dilatant leutement, à mesure que coulement de l'eau vers le bas de la sphère liquide rend c( ci plus mince, et après être descendus jusqu'au bas, di raitre chacun à son tour, La figure 250 montre ]a dispos de ces bandes colorées. Le phénomène, ainsi régularisé, de sa beauté aux yeux de l'artiste, mais on conçoit qu'il g en intérêt au point de vue de la science. Dans la plancha on aperçoit, malgré l'irrégularité des couleurs et leur lange, les zones de plusieurs anneaux. Peu à peu la bull^ vient si mince au sommet, que la tache noire fait son ap] tion, souvent mêlée de plusieurs taches plus petites et sombres. Presque aussitôt la sphère éclate et disparaît.

Voici, selon Newton, Tordre exact des anneaux coloré qu'on les voit se succéder depuis la première coloration bulle jusqu'à sa disparition : Rouge, bleu; rouge, bleu; n bleu; rouge, vert; rouge, jaune, vert, pourpre; rouge, \i vert, bleu, violet; rouge, jaune, blanc, bleu, noir.

Or, si Ton compare cette série avec celle des couleurs de neaux obtenus avec les deux verres de la première e

rience, on rocoonaît qu'elles soot exactement rangées en ordre inverse. Et cela devait être, si c'est la même cause qui produit les mêmes effets, A rorigine, la bulle est trop épaisse pour qu'il y ait apparition de couleurs ; elle est incolore. Puis, son épaisseur diminue de plus en plus,

Borte que c'est à la fin in phénomène que le Doir correspondant à la plus faible épaisseur doit apparaître , exactement comme la tache noire «les premiers anneaux te trouve au point où les deux verres sont en contact.

is tout ce que nous

ions de dire, il s'agit

> couleurs vues par ré-

tioD. La bulle, une fois loroiée, doit être observée ie telle sorte qu'elle réfiéehisse vet*s Tœil ia lu-

kro d'un ciel blauchâti^e, et, pour mieux distinguer les an- "iraux et les couleurs, on met par derrière un fond noir. Mais iMi peut aussi observer la bulle de savon on regardant au traders la lumière du ciel. Des anneaux colorés se forment encore; mais ils sont dun éclat plus faible, et leui^s couleurs successives sont complémentaires de celles que donne la lumière réfléchie. 11 est facile de s'assurer de ce fait, que nous Viùn% déjà remarqué dans les anneaux obtenus à la surface de JeiïjE verres. Si, pendant qu'on regarde la bulle par la lumière '1^ nuées réfléchie dans Tœil, la couleur de sa circonférence ^ rouge, au même instant un second observateur, regardant

Fig. 350. — Anneaux oolorés des tamcs tniDce< Bulle de saTOD.

les nuées à travers la bulle, trouvera que sa circonfére est bleue. Au contraire, si le contour de la bulle est bleu une lumière réfléchie, il semble rouge par une lumière tra mise.

Maintenant il est aisé de comprendre pourquoi la bulle savon observée à l'air libre présente dans les couleurs iri; de sa surface cette irrégularité, cette mobilité, ce perpé mélange de teintes qui en fait un des plus beaux phénomc dus à la décomposition de la lumière par interférence. L'ag tion de Tair tout autour de la bulle, jointe au défaut d'hom< néité de Teau de savon en divers points, et à l'évaporation se fait d'une manière très-inégale, produit dans la pelli< liquide une multitude de courants, qui, contrariant en sens l'action de la pesanteur, empêchent Peau de descendre zones régulières vers le bas de la bulle. Son épaisseur v d'un point à un autre, et comme c'est de cette épaisseur dépend la production des divers teintes, celles-ci se ré tissent de la façon la plus variée. Au contraire, dans un fli fermé, l'air étant saturé de vapeur d'eau, l'évaporatioi Tagitation de l'air n'existent plus, et les anneaux apparais avec la régularité qu'indique le calcul.

^ous oubliions de dire que les lois trouvées par Ne^ pour les anneaux fournissent un moyen de calculer l'ép seur de la lame liquide, dans les endroits où telle couleur paraît. C'est aux points où l'on voit les taches noires se i trer, que cette épaisseur est minimum : elle est alors en^ de la dix-millième partie d'un millimètre. Il résulte de là, si l'on pouvait former une bulle de savon qui n'eût pai que cette épaisseur, elle serait totalement invisible.

DOUBLE REFRACTION DE LA LUMIÈRE. 397