DÉMONSTRATION DIRECTE

Les expériences classiques sur les rayons lumineux, les faisceaux, leurs changements de forme ou de direction, etc., se font ordinairement en coupant ces faisceaux par des écrans perpendiculaires à l’axe et notant la forme et les dimensions des sections obtenues. En même temps, dans les explications que l’on donne, les figures faites au tableau représentent, au coutraire, des sections longitudinales des faisceaux. Il n’est pas bien difficile, de passer de l’un des modes d’étude des faisceaux à l’autre; cependant, pour un auditoire sensible surtout aux démonstrations ou vérifications expérimentales, il y a là une difficulté qu’il m’a paru bon d’éviter.

Pour y arriver, il suffit d’employer effectivement des sections longitudinales de faisceaux lumineux au lieu des sections transversales : je place un écran de verre dépoli de 1 m. de longueur environ, monté sur un pied de manière à ce qu’il soit à très peu près en coïncidence avec l’axe du faisceau : en réalité, il doit toujours présenter une certaine obliquité, mais elle est assez peu sensible pour ne pas modifier notablement les résultats. On peut montrer ainsi les sections longitudinales des faisceaux telles qu’on les figure au tableau. J’ai fait disposer sur le côté un diaphragme présentant des fentes assez étroites qui divisent le faisceau et donnent sur l’écran de minces bandes lumineuses qui figurent exactement les rayons que l’on trace dans les constructions géométriques.

En plaçant perpendiculairement à cet écran dépoli une surface plane réfléchissante, des surfaces cylindriques concaves ou convexes, des prismes, des lentilles cylindriques, on reproduit exactement\es figures géométriques des démonstrations correspondant aux miroirs plans ou courbes, aux prismes, aux lentilles.

On peut même, avec plusieurs lentilles cylindriques, reproduire les figures relatives à des instruments d’optiques tels que la loupe et même à des instruments composés, comme le microscope ou la lunette de Galilée, etc.

J’ai adopté une disposition analogue pour vérifier le phénomène simple de la réfraction. Un écran dépoli constitue une des parois d’une cuve demicylmdrique que l’on remplit d’un liquide, d’eau, par exemple. Le faisceau arrive à peu près parallèlement au verre dépoli qui le coupe et donne une trace lumineuse : en changeant la direction du faisceau incident, on observe tous les cas qui peuvent se présenter dans la réfraction ; la réflexion totale, notamment, conduit à des résultats très nets.

L’ensemble de ces appareils constitue, à co que je crois, un auxiliaire fort avantageux pour l’étude de l’optique principalement au point de vue de ses applications.

J’ajouterai que dans le cours que j’ai déjà eu l’occasion de faire plusieurs fois comme suppléant à la Faculté de médecine, j’ai apporté une modification que je crois utile et avantageuse. Elle consiste, en principe, à baser l’enseignement et les démonstrations sur la marche non des rayons lumineux, mais des/m'sc«n«r lumineux. LesfaisceauxexisteDt, en effet; il n’en est pasdemême des rayons qui correspondent à une idée liée à la théorie de l’émission, théorie complètement abandonnée aujourd’hui. Les rayons peuvent utilementservir dans l’étude mathématique de l’optique et alors que l’on peut insister sur ce qu’ils ne sont qu’un moyen permettant d’arriver à des constructions simples et qu’ils ne répondent à rien de réel. Dans l’étude sommaire et incomplète de l’optique, on est trop porté à considérer ces rayons comme ayant une existence réelle et comme représentant la limite vers laquelle tend un faisceau cylindrique qui passe à travers une ouverture pratiquée dans un écran opaque et dont on diminue indéfiniment le diamètre. 11 importe pourtant, même pour les applications auxsciences médicales, de savoir que dans ce cas, les phénomènes variés de la diffraction apparaissent et que les faits observés effectivement sont bien loin d’être de nature à faire concevoir l’idée d’un rayon lumineux existant réelle—

Je crois devoir insister sur cette manière de comprendre les phénomènes de l’optique géométrique tels qu’ils existent réellement en rejetant, sinon absolument, au moius au second rang, l’idée des rayons lumineux.

Thérapeutique physique. — Les nouveaux appareils cl électricité médicale.

{Archives générales de Médecine, décembre 1875.)

Propriétés générales des corps.

(I Cours complémentaire de la Faculté de Médecine de Paris, année 1875. — Leçons publiées dans le Mouvement médical, SA janvier, 10 avril 1875. - Propriétés générales des corps.

. 1879-1880,1 vol. in-4% 68 p. autographiées.)

Les propriétés générales des corps, les actions moléculaires sont à peine indiquées dans les cours élémentaires de physique : la capillarité seule est étudiée avec quelques détails. Les questions qui se rattachent à cet ordre d’idées ont cependant une extrême importance, surtout au point de vue des applications physiologiques ; pour ne pas nous étendre nous signalerons par exemple les phénomènes si variés de l’osmose. Nous avons toujours pensé que ces questions devaient être données avec détail aux étudiants en médecine; aussi,lorsque nous avons été appelé à faire un cours complémentaire à la Faculté en 1875, nous avons choisi ce sujet. Les leçons que nous avions à faire étaient en nombre restreint, 8 seulement; aussi fut-il nécessaire de beaucoup écourter certaines parties du sujet. Ces leçons furent publiées à cette époque, dans le journal le Mouvement médical.

Quelques années plus tard, l’organisation du cours de physique était modifié à la Faculté de médecine, et, par exemple, il fut décidé que les leçons dureraient toute l’année et non plus seulement un semestre. Cette modification, importante à bien des points de vue, permettait de développer les sujets utiles en les traitant aussi complètement qu’il est nécessaire. Nous avons été chargé, comme suppléant de M. le Professeur Gavarret, de faire le cours pendant les années 1879-80, 1880-81 et 1881-82, et nous avons consacré chaque fois un temps notable à l’exposé des propriétés moléculaires, 15 leçons chaque année environ. C’est le commencement, c’est la base du coure. Les propriétés générales, les actions moléculaires sont étudiées au point de vue physique d’une part, et, d’autre part, nous signalons toutes les applications physiologiques auxquelles elles donnent lieu; ces questions sont traitées aussi complètement qu’il est possible de le faire sans empiéter sur le domaine du cours de physiologie.

Nous croyons que c’est la première fois que ce sujet a été traité d’une manière aussi complète, en rassemblant les faits si nombreux et si divers qui s’y

rattachent ■ nous sommes convaincu de l’utilité de cette sorte d’introduction à l’étude des phénomènes physiques proprement dits.

Des notes assez complètes, prises au cours de 1879-1880, ont été autographiées et publiées (Savy, éditeur) ; elles donnent une idée nette de l’esprit de ces leçons, mais depuis leur publication, nous avons apporté certaines modifications qu’il n’est pas utile de détailler et nous avons pu compléter quelques questions sur lesquelles de nouveaux faits ont été signalés.

Abaque graphique des lentilles.

( Ferrand, 1876, p. 140; Société française de Physique, séance du 2 février 1877; Bulletin,

La formule classique des lentilles

qui donne facilement la position relative des foyers conjugués, ne laisse pas cependant d’être fastidieuse, lorsque l’on a à répéter un certain nombre de fois le même calcul; il y a avantage, surtout lorsqu’il n’est pas nécessaire d'avoir une très grande exactitude, à remplacer la formule et les calculs correspondants par un tableau graphique.

La traduction de la formule en tableau graphique s’obtient immédiatement, mais correspond à l’emploi de courbes hyperboliques. J’ai cherché à simplifier ce résultat, et je suis arrivé à une solution satisfaisante par l’application de la méthode générale dite des anamorphoses.

Le tableau que j’ai imaginé ne comprend que des lignes droites réparties en trois séries; dans l’une, les droites sont parallèles; dans chacune des deux autres, ces lignes sont divergentes. Chaque ligne porte un numéro correspondant respectivement aux valeurs de /, de p et de p'. Les valeurs de ces longueurs, qui satisfont à la formule, sont données par les numéros de trois lignes se coupant en un même point.

Plusieurs constructions peuvent conduire à l’emploi des droites ; il convient

de choisir celle dans laquelle il y a proportionnalité, a6n de pouvoir effectuer les lectures plus rapidement et plus exactement. J’ai indiqué dans les mémoires originaux les considérations qui m’avaient conduit à la disposition que j’ai adoptée et qui, à ce qu’il semble, est réellement pratique.

Mesure des plaques daquemennes obtenues pendant te passage de Vénus sur le disque du soleil en 1874.

Le passage de Vénus sur le disque du soleil est un phénomène astronomique rare : il ne s’était pas produit depuis 1769 jusqu’en 1871 ; il se présentera de nouveau en 1882, mais ensuite on ne le verra pas avant 2004. Son importance est grande cependant, car il fournit des données capitales sur la parallaxe du soleil, et, par là, sur les dimensions du système solaire.

Plusieurs expéditions ont été envoyées en 1874 pour faire des observations sur les circonstances de ce phénomène. Dans plusieurs d’entre elles, les mesures furent prises directement à l’aide.de lunettes ou de télescopes; mais dans certaines stations les diverses phases furent enregistrées directement par les procédés du daguerréotype. Les plaques daguerriennes obtenues en grand nombre furent apportées à Paris et centralisées à l’Institut; des observateurs furent désignés pour mesurer les images avec une grande précision, de manière à déterminer la distance des centres, la somme des diamètres, etc., dans chaque image. Les nombres obtenus seront réduits ultérieurement et, introduits dans des formules, permettront do trouver la parallaxe du soleil et de fixer l’approximation sur laquelle on peut compter.

J’ai été un des observateurs désignés pour effectuer ces mesures qui se faisaient à l’aide d’un microscope, de vis micrométriques et de cercles divisés; il n’y a pas lieu d’insister ici sur les appareils employés ni sur des méthodes qui avaient été discutées d’avance avec beaucoup de soin. Tous les détails se trouvent dans une publication faite sous la direction d’une commission spéciale (commission du passage de Vénus, M. J.-B. Dumas président). Cette publication comprend, dans le fascicule F, le détail des mesures que j’ai effectuées.

Etude du mode d 1 action du phênakisticope de projection; son emploi dans divises expériences d!optique.

(.Journal de physique, t. VI, mars 1877.)

La persistance des impressions sur la rétine a été appliquée sous diverses formes dans un grand nombre d’expériences de physique. Sans entrer dans le détail, on reconnaît qu’elle est utilisée à obtenir la continuité de sensations produites par des actions intermittentes ; suivant le cas, on peut réaliser ainsi la continuité dans le temps, la continuité dans Yespace, la continuité dans la forme; il y aurait même moyen d’avoir également la continuité dans Yintensité lumineuse.

Plusieurs appareils différents, par exemple le disque de Newton, le phénakisticope (ou zootrope) et les miroirs tournants qui ont été appliqués dans des circonstances bien diverses sont, en réalité, basés sur le même principe et, convenablement employés, doivent pouvoir donner lieu aux mêmes effets. C’est ce que l’expérience démontre aisément.

En me basant sur cette idée générale, j’ai utilisé le phênakisticope, et plus spécialement le phênakisticope de projection, à répéter un certain nombre d’expériences en les modifiant de manière à les rendre plus faciles à observer et à étudier. En particulier, j’ai cherché à remplacer le miroir tournant par cet appareil, et l’avantage spécial que nous devons signaler consiste en ce que, tandis que le miroir tournant donne des images virtuelles seulement, le phênakisticope permet d’obtenir des images réelles sur un écran. (On pourrait arriver à un résultat analogue d’ailleurs en remplaçant dans le miroir tournant les surfaces planes, réfléchissantes, par des surfaces concaves convenablement choisies.) Cette disposition est beaucoup plus commode, et, particulièrement, peut rendre de grands services dans le cas où les expériences doivent être vues par un auditoire assez nombreux; tout le monde peut alors voir nettement, ce qui n’arrive pas avec le miroir tournant.

Nous avons appliqué ce moyen principalement à l’étude des flammes manometriques, si utiles pour l’étude des phénomènes sonores, et surtout pour le timbre. Dans ce cas, il est bon d’employer un phênakisticope de projection ayant un nombre de lentilles double du nombre ordinaire; l’image est plus

visible. Nous ajouterons que, comme pour le miroir tournant, si la salle où se fait l’expérience est un peu vaste, il est bon de carburer le gaz d’éclairage avant son arrivée dans les capsules manométriques.

Ainsi qu’il est facile de s’en rendre compte, par une construction géométrique simple, les dentelures sont moins irrégulièrement déformées par le phéuakisticope de projection que par le miroir tournant, ce qui pour l’étude du timbre, par exemple, peut n’ètre pas sans intérêt. Si le disque qui porte les lentilles est animé d’un mouvement uniforme de rotation dont la vitesse soit connue, l’examen de l’image réelle obtenue donne le moyen d’effectuer des mesures des nombres de vibrations.

Nous n’insistons pas sur les emplois variés de eetle disposition, par exemple pour l’étude de la composition des couleurs, etc.

Hygiène de la vue dam les écoles; discussion.

<Bulletin de la Société de médecine publique et d'hygiène professionnelle, 1877, p. 102.)

La question de l’éclairage des classes d’écoles a été le sujet de plusieurs discussions à la Société de médecine publique et <T hygiène professionnelle ; nous y avons pris une part assez active, principalement avec M. le D r Javal, défendant l’éclairage bilatéral qui était vivement attaqué par des membres qui ne pensent pas qu'on doive admettre autre chose que l’éclairage unilatéral. Les raisons sur lesquelles ils s’appuient sont d’un ordre tout particulier : l’éclairage unilatéral serait seul capable de développer le sens plastique.

Nous avons énoncé l’idée formelle qu’il fallait s’attacher surtout à ce qu’il y eût beaucoup de lumière et que, dans les conditions pratiques ordinaires, avec les dimensions données aux classes, il était à craindre que l’éclairage unilatéral, suffisant en moyenne , ne fût pas assez puissant pour les parties les plus éloignées des fenêtres. Nous avons même donné une méthode précise pour mesurer a priori l’éclairage relatif des divers points d’une salle, et nous avons montré quelle différence plus grande existait dans le cas de l’éclairage unilatéral que dans le cas du bilatéral. Nous avons cherché à prouver que, au point de vue de la connaissance de la forme, l’éclairage bilatéral était sans inconvénient sérieux. Aussi nous paratt-il devoir être préféré tou-

jours, sauf dans les cas exceptionnels où, avec l’éclairage unilatéral, on serait assuré d’avoir toujours assez de lumière. Nous ne nions pas qu’il ne soit bon; nous craignons que, dans bien des cas, il ne soit insuffisant.

Travaux scientifiques de L. Foucault.

(1 vol. in-4° de 580 p. avec allas. Paris, Gauthier-Villars, 1878.)

J'ai été chargé par la mère de L. Foucault de diriger la publication des œuvres de cet éminent savant enlevé trop tôt à la science. Cet ouvrage contient les mémoires déjà connus qu’il nous a été possible de réunir et qui se trouvaient disséminés dans divers recueils dont quelques-uns sont peu faciles à se procurer, ou même épuisés : nous avons seulement évité les doubles em plois, en les signalant cependant. Nous y avons ajouté tous les documents inédits que'nous avons pu découvrir dans les papiers de L. Foucault dont nous sommes possesseur.

Nous espérons que cet important ouvrage n’est pas trop imparfait et nous nous sommes efforcé que ce recueil, monument que la mère de Léon Foucault a voulu élever à la mémoire de son (ils, ne fût pas indigne de celui-ci.

Œil schématique.

1879, p. 425. - Congrès international d’ophlhalmologie à Milan, 1880. Compte rendu, p. 258.)

Les résultats satisfaisants auxquels j’étais arrivé dans la représentation schématique de la marche des rayons lumineux dans diverses circonstances, m’ont conduit à chercher à figurer d’une manière analogue les phénomènes divers qui se passent dans l’oeil, en mettant en évidence les divers états de l’œil (emmétropie, myopie, hypermétropie) à l’état de repos, ainsi que les résultats produits par l’accommodation.

J’ai adopté pour cette étude la marche simplifiée qui se produirait dans 1 œil schématique de Listing ; les différences qui résultent de cette simplification sont négligeables. Le tableau représente) une coupe d’œil seulement

dans les parties voisines de l’axe. Deux réglettes mobiles autour d’un même point représentent l’une le rayon incident, l’autre le rayon réfracté tel qu’il est dans 1 humeur vitrée : ces deux réglettes sont reliées entre elles par un cordon qui passe sur des poulies à la partie supérieure, les parties verticales sont tendues par des poids, les deux rayons se meuvent toujours conformément aux lois de la réfraction dans ces conditions, mais pour reproduire l’effet de l’accommodation, c’est-à-dire l’augmentation de convergence qui correspond à ce phénomène physiologique, j’ai eu recours à l’artifice suivant : le cordon passe sur un bouton fixé à un bras, ses dimensions sont telles que lorsque le bras est vertical, la réfraction produite correspond à l’état de non-accommodation de l’œil. Si l’on incline peu àpeu le bras, la puissance convergente augmente, ce qui se vérifie facilement en maintenant immobile le rayon incident et montrant que le rayon réfracté se rapproche de plus en plus de l’axe de l’œil. L’accommodation atteint son maximum d’effet lorsque le bras est horizontal.

La rétine est indiquée en coupe sur une pièce mobile dans une glissière pour étudier les effets produits dans les trois états de l’œil : emmétropie, myopie , hypermétropie; pour la partie moyenne indiquée par un trait noir, l’œil est emmétrope (il faut alors que le rayon incident étant parallèle à l’axe, le rayon réfracté rencontre cet axe sur la rétine). On obtient l’œil myope en éloignant la rétine du cristallin, au delà du trait, et l’hypermétrope en la rapprochant entre le cristallin et le trait.

Discussion graphique de la formule des piles.

(L’Électricien, 15 avril— 1 mai 1881. — Bulletin de la Société française de Physique, séance du 16 décembre 1881. — Association française pour l'Avancement des Sciences, compte rendu du Congrès d’Alger, 1881.)

11 n’est pas nécessaire de revenir sur l’avantage qu’il peut y avoir à remplacer une formule algébrique par une construction graphique : les résultats sont souvent obtenus avec plus de rapidité et les discussions sautent aux yeux. La formule qui détermine l’intensilé d’un courant ne se prête pas directement à ce mode de représentation : elle contient un trop grand nombre de variables indépendantes. J’ai pu cependant appliquer cette méthode par un artifice qui consiste à comparer les eflets produits dans les conditions diverses aux effets

que des éléments de même nature en nombre différent donneraient dans des conditions déterminées. Outre qu’une quantité disparaît par la comparaison même (la force électromôtrice) la formule, devenue homogène, se prête mieux à la représentation par des courbes.

Ces courbes sont des hyperboles, et, même sans les tracer exactement, elles permettent de se rendre compte très aisément des modifications de grandeur que subit l’intensité du courant quand on prend un certain nombre d’éléments en série, ou en batterie.

Le tracé rigoureux des courbes serait nécessaire, si l’on voulait évaluer numériquement et avec exactitude l’influence de ces dispositions diverses. Mais par l’emploi de la méthode générale de l’anamorphose que j’avais déjà utilisée antérieurement, j’ai pu transformer la construction primitive en une autre qui ne contient plus que des lignes droites et qui, facile à construire, permet d’arriver très rapidement au résultat. J’ai même pu construire un tableau mobile à l’aide duquel ces opérations se font presque instantanément : ce tableau a figuré à l’Exposition internatiopale d’Électricité de 1881 et a été présenté à la Société française de Physique (séance du 16 décembre 1881).

Grâce à l’étude graphique de la même formule appliquée au cas le plus général, j’ai pu arriver à la solution réelle au point de vue pratique du problème suivant :

Étant donné un certain nombre d éléments, comment faut-il les réunir pour fournir le courant d'intensité maximum dam un circuit donné ?

On suppose, pour limiter, la question et se placer dans les conditions pratiques, que l’on réunit les éléments en batteries p àp, de manière à former»! groupes que l’on associe ensuite en tension.

La détermination de la valeur maxima de la formule générale n’offre aucune difficulté au point de vue mathématique; mais les résultats obtenus n’offrent pas en général un intérêt pratique. Pour satisfaire à cette condition, il faut, eu effet, que m el p soient, non seulement des nombres entiers, mais encore qu’ils soient l’un et l’autre des diviseurs du nombre total n des éléments.

La représentation graphique nous a permis de faire une discussion complète applicable aux seuls cas réels, et nous a conduit à énoncer la règle suivante, règle générale pour l’application de laquelle il n’y a pas lieu d’avoir recours à la construction qui a conduit aux résultats,

Soientp,p', et//', trois diviseurs consécutifsdu nombre total» des éléments

dont on dispose, tels que les produits pp' et p'p" comprennent entre eux la valeur nx (x étant le rapport de la résistance d’un élément à celle du circuit extérieur), le maximum d’intensité correspondra au cas où l’on groupera les* éléments p' à p'.

Ministère de tinstruction publique et des beaux-arts.

(Rapport de la Commission de l’hygiène de la vue, M. le docteur Gariel, rapporteur. Imprimerie nationale, 1881.)

: Exposition internationale d’électricité de 1881.

Jury des récompenses, classes 2 (piles), 10 (électricité médicale) et H (électro-chimie), M. le docteur Gariel, rapporteur. (Sous presse.)

Traité pratique dtélectricité. comprenant les applications aux sciences et à l’industrie. (Sous presse.)

Le premier fascicule de cet ouvrage est seul paru; il comprend un résumé complet de toutes les notions qu’il est indispensable de posséder pour appliquer l’électricité sous une forme quelconque.

Nous croyons pouvoir signaler l’introduction des idées nouvelles qui tendent à modifier cette partie de la science, tout en évitant autant que possible l’emploi des mathématiques, qui souvent masquent le phénomène physique. Il va sans dire que les unités adoptées par Je Congrès international des électriciens sont indiquées et exclusivement employées.

Enfin nous avons fait usage de la théorie de Franklin, légèrement modifiée. L’hypothèse d’un seul fluide suffit dans tous les cas, et en réalité elle est déjà employée dans l’électricité dynamique; il nous a paru qu’il y avait avantage à en généraliser l’application.