DE LA TRANSPARENCE

entend presque tout ce qui se passe dans l'antichambre , quoique les portes soient bien fermées : c'est que l'agitation de l'air dans l'antichambre se communique aux murailles, par lesquelles l'agitation pénètre dans la chambre même, mais pourtant avec quelque perte. Si l'on était les murailles, Votre Altesse entendrait sans doute plus distinctement. Or, plus les murailles sont épaisses, plus aussi le son perd de sa force en les traversant; et les murailles pourraient être si épaisses qu'on n'entendrait plus rien de tout ce qui se passerait dehors, à moins que cela ne fût un bruit terrible, comme le coup d'un canon. Cela me mène â une nouvelle remarque que des sons très-forts peuvent bien passer par des murailles qui sont impénétrables à des sons plus faibles; et par conséquent, pour juger si une muraille est capable de transmettre les sons, il ne suffit pas d'avoir égard à l'épaisseur de la muraille, il faut aussi tenir compte de la force du son. Si le son est très-faible, une muraille fort mince serait capable de l'arrêter, quoiqu'elle pût transmettre un son plus fort. Il en est de même des corps transparents, qui peuvent accorder le passage à une lumière trcs-forte , pendant qu'on ne voit pas au travers d'eux des objets peu brillante. Quand on noircit un verre avec de la fumée, on ne voit plus à travers des objets peu brillants; mais en regardant le soleil paruu tel verre, on le voit fort distinctement. C'est le moyen dont les astronomes se servent pour observer le soleil, qui sans cela éblouirait les yeux. Et quand on se trouve dans une chambre obscure où il y a un trou dans le volet vers le soleil , on a beau couvrir de la main ce trou , la lumière du soleil passera au travers de la main. Cependant on voit que la lumière du soleil perd beaucoup de son éclat en passant par un tel corps, qui, par rapport à d'autres objets, n'est pas même transparent. Mais une lumière très-forte peut perdre beaucoup de son éclat avant qu'elle soit entièrement éteinte, pendant qu'une lumière plus faible se perd bientôt. Ainsi un morceau de verre fort épais sera bientôt non transparent à l'égard des objets peu brillants, mais on verra pourtant le soleil à travers. Ces remarques sur les corps transparents me conduisent à la théorie de la réfraction , dont Votre Altesse aura déjà entendu parler bien souvent, et que je tâcherai de mettre en tout son jour dans la suite.

18 juillet 1760.

96 PREMIÈRE PARTIE. - LfcTTRfc XXX.

LETTRE XXX

Sur le passage des rayons de lumière par les milieux transparents ,

et sur leur réfraction.

Tant que la lumière avance par le môme milieu, soit que ce soit l'éther, ou l'air, ou quelque aulre 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 Ténianation, les particules lancées du corps luisant se meuvent en des lignes droites; et il en est de même dans le véritable sysième, 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 9on 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 sysième, 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 passent 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 inflnité 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 (fig. 8) tombe perpendiculairement sur la surface AB d'un autre milieu, il continue sa route 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 Fig. 8. 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.

DE LA RÉFRACTION. Ht i

Soit PC {fig. 9) un rayon qui tombe oblique- € ;

ment sur la surface AB d'un autre milieu trans- p j parent : en entrant dans ce milieu, il ne conti- \. j

nuera pas sa route suivant la ligne droite CQ , a cfer — B

qui est la continuation de la ligne droite PC ; |Y\^« mais il s'en écartera ou selon la ligne droite i \x

CR ou selon CS. 11 souffrira donc en C une in- i * ?

flexion 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. 4° La surface AB, qui distingue les deux milieux, celui d'où le rayon vient et celui où il entre, est nommée la sur face 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 1° angle d'incidence, l'angle PCE que fait le rayon incident PC avec la ligne perpendiculaire EC; et 5° Y 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 l'éther est le milieu le plus rare par lequel les rayons passent sans aucune difficulté. Ensuite les autres 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 l'éther.

Cela posé, on n'a qu'à observer ces deux règles générales : 4° lorsque les rayons passent d'un milieu moins dense dans un autre plus dense, le rayon rompu s'approche plus de la perpendiculaire ; c'est le cas où , le rayon incident étant PC, le rayon rompu est CR : 2e lorsque les rayons passent d'un milieu plus dense dans un autre moins dense, le rayon rompu s'éloigne de la perpendiculaire ; c'est le cas où, le rayon incident étant PC, le rayon rompu est CS. Or cette inflexion est d'autant plus grande que les deux milieux sont différents par rapport à leur densité. Ainsi les rayons, en passant de l'air dans le verre, souffrent une plus grande réfraction que lorsqu'ils passent de l'air dans l'eau ; cependant, dans l'un et l'autre cas, les rayons rompus s'approchent de la perpendiculaire. Pareillement, les rayon* passant du verre en l'air souffrent une plus grande réfraction que lorsqu'ils passent de l'eau dans l'air ; mais dans ces cas le rayon rompu s'écarle de la perpendiculaire. Enfin, il faut aussi remarquer que la différence entre l'angle d'incidence et l'angle de réfraction est d'autant plus grande que l'angle d'incidence est grand ; ou bien, plus le rayon incident s'écarte de la perpendiculaire, plus l'inflexion du rayon ou la réfraction sera grande. Il y règne un certain rapport qu'on détermine par la géométrie. Mais il n'est pas besoin d'entrer dan6 un tel détail. Ce que je viens de dire suffit pour l'intelligence de ce que j'aurai l'honneur do proposer à Votre Altesse.

222 juillet 1760.

LETTRE XXXI

Sur la réfraction des rayons de diverses couleurs.

Votre Altesse vient de voir que lorsqu'un rayon de lumière passe obliquement d'un milieu transparent dans un autre, il souffre une inflexion qu'on nomme réfraction, et que la réfraction dépend tant de l'obliquité d'incidence que de la diversité des milieux , comme j'ai eu l'honneur de l'expliquer assez amplement. Mais à présent je dois faire remarquer à Votre Altesse que la diversité des couleurs cause aussi une petite variété dans la réfraction , ce qui provient sans doute de ce que les rayons des diverses couleurs renferment des nombres différents de vibrations rendues en môme temps, et qu'ils diffèrent entre eux de la même manière que les sons plus ou moins hauts. Ainsi on observe que les rayons rouges souffrent la moindre inflexion ou réfraction; après eux suivent, dans l'ordre, les rayons oranges, les jaunes, les verts, les bleus et