PREMIÈRE PARTIE. — LETTRE XXX

Sur le passage des rayons de. lumière par les milieux transparents , et sur leur réfraction.

Tant que la lumière avance par le même milieu, soit que ce soit l'éther, ou l'air, ou quelque autre corps transparent, la propagation se fait selon des lignes droites qu'on nomme rayons, puisqu'ils partent du point luisant en tout sens, de même que les rayons d'un cercle ou d'un globe partent du centre. Dans le système de l'émanation, les particules lancées du corps luisant se meuvent en des lignes droites; et il en est de même dans le véritable système, que j'ai eu l'honneur de proposer à Votre Altesse, où les agitations se communiquent selon des lignes droites, de la même manière que le son d'une cloche est transmis jusqu'à nous par une ligne droite , par laquelle nous jugeons aussi de quelle contrée le son vient: donc, dans l'un et l'autre système, les rayons nous sont représentés par des lignes droites, tant qu'ils passent par le même milieu transparent; mais ils peuvent souffrir quelque inflexion quand ils pussent d'un milieu transparent dans un autre, et celte inflexion est ce qu'on nomme la réfraction des rayons de lumière, dont la connaissance est de la dernière importance dans une infinité de phénomènes. Je vais donc expliquer à Votre Altesse les lois conformément auxquelles la réfraction se fait.

D'abord c'est une loi constante que, lorsqu'un rayon comme EC [fi g. 8) tombe perpendiculairement sur la surface AB d'un autre milieu, il continue sa roule suivant la même ligne droite prolongée comme CF. Il ne souffrira pour lors aucune inflexion ou réfraction. Ainsi , si EC est un rayon du soleil qui tombe perpendiculairement sur la surface AB de l'eau ou du verre, il y entrera selon la même direction, et continuera sa route selon la ligne CF, aussi perpendiculaire à la surface AB, de sorte que EF soit une même ligne droite. Or c'est le seul cas où il n'y a point de réfraction; mais toutes les fois que le rayon ne tombe pas perpendiculairement sur la surface d'un autre corps transparent, il n'y continue pas sa roule suivant la même ligne droite; il s'en écartera plus ou moins, et il souffrira une réfraction.

If

Fir. 8.

DE LA RÉFRACÏION. 97

Soit PC (fig. 9) un rayon qui tombe obliquement sur la surface AB d'un autre milieu transparent : en entrant dansée milieu, il ne continuera pas sa route suivant la ligne droite CQ , qui est la continuation de la ligne droite PC ; mais il s'en écartera ou selon la ligne droite CR ou selon CS. Il souffrira donc en C une inflexion qu'on nomme réfraction. Or cette ré- Fig. 9. fraction dépend en partie de la diversité des deux milieux , et en partie de l'obliquité sous laquelle le rayon PC entre. Pour expliquer les lois de cette inflexion, il faut connaître quelques termes dont les auteurs se servent. 1° La surface AB, qui distingue les deux milieux, celui d'où le rayon vient et celui où il entre, est nommée la surface réfringente; 2,° le rayon PC, qui y tombe, est nommé le rayon incident; et 3° le rayon CR ou CS , qui tient dans l'autre milieu une route différente de CQ, est nommé le rayon rompu. De plus, ayant tiré sur la surface AB la ligne perpendiculaire ECF : on nomme 4° angle d'incidence, l'angle PCE que fait le rayon incident PC avec la ligne perpendiculaire EC; et 5° V angle de réfraction est l'angle RCF ou SCF que fait le rayon rompu CR ou CS avec la perpendiculaire CF. Donc, à cause de la réfraction, l'angle de réfraction n'est pas égal à l'angle d'incidence PCE : car, prolongeant la ligne PC en Q, les angles PCE et FCQ sont opposés par la pointe, et, partant, égaux entre eux, comme Votre Altesse s'en souviendra encore parfaitement bien. C'est donc l'angle QCF qui est égal à l'angle d'incidence PCE, et, partant, l'angle de réfraction RCF ou SCF est ou plus petit ou plus grand. Il y a donc deux cas qui peuvent avoir lieu : l'un où, le rayon rompu étant CR, l'angle de réfraction RCF est plus petit que l'angle d'incidence PCE ; et l'autre où, le rayon rompu étant CS, l'angle de réfraction SCF est plus grand que l'angle d'incidence PCE. Dans le premier cas, on dit que le rayon CR s'approche de la perpendiculaire CF; et, dans l'autre, que le rayon rompu CS s'écarte ou s'éloigne de la perpendiculaire. Il faut donc voir lorsque l'un ou l'autre cas a lieu : cela dépend de la diversité des deux milieux, selon que l'un ou l'autre est plus dense ou plus rare, ou bien selon que les rayons passent plus ou moins difficilement au travers de chacun d'eux. Pour cet effet, il faut remarquer que Péther est le milieu le plus rare par lequel les rayons passent sans aucune difficulté. Ensuite les aulres milieux transparents les plus communs tiennent cet ordre : l'air, l'eau et le verre; en sorte que le verre est un milieu plus dense que l'eau, l'eau plus dense que l'air, et l'air plus dense que Péther.