LUMIÈRE

La lumière est la cause de la vision. Les physiciens ne sont pas d’accord sur la manière dont elle se produit. Descartes suppose que l’univers est rempli d’un fluide extrêmement subtil et élastique, désigné sous le nom düéther ; que les corps lumineux éprouvent par une cause quelconque des vibrations, qui se transmettent à travers l’éther comme les ondes sonores à travers l’air; et que les effets produits sur l’œil sont analogues à ceux produits sur l’organe de l’ouie par les ondes sonores. Newton admet au contraire, qne la lumière se produit par une émission de particules, lancées par les corps lumineux, continuellement dans toutes les directions. La nature de cet ouvrage ne nous permet pas d’entrer dans l’explication de ces deux systèmes, qui ne font rien aux phénomènes ; mais nous croyons devoir dire que le système des émissions est abandonné tous les jours par les physiciens, et que l’on retourne à celui des ondulations.

On appelle corps diaphanes^ translucides ou transparents, les corps qui se laissent traverser par la lumière, tels sont l’air, l’eau, le verre, &c., et corps opaques, ceux que la lumière ne pénètre pas, comme les métaux, les bois, les pierres, &c.

Cependant au rapport des physiciens, il n’y a pas de corps parfaitement translucides, de même qu’il n’y a pas de corps parfaitement opaques ; les premiers font toujours perdre une quantité plus ou moins grande de lumière, et les seconds en laissent passer une quantité plus ou moins grande ; ce que l’on peut prouver d’une manière sensible par les bois et les pierres en les réduissant à une petite épaisseur. Il est probable que la même chose à lieu pour les métaux, mais avec une si faible ntensité qu’elle est inappréciable à la vue de l’homme.

Transmission, Dans un milieu homogène, c'^est-à-dire, dans un espace qui est le même dans toute son étendue, la lumière se transmet en ligne droite. En effet, si, dans une chambre obscure, l’on lait pénétrer à travers un petit orifice un faisceau * de lumière solaire, on voit la marche directe de la lumière au moyen de la poussière en suspens dans l’appartement ; et si l’on interpose un corps opaque dans la direction de la lumière, et que l’on a l’œil placé dans cette direction on n’aperçoit plus la lumière.

L’intensité de la lumière décroit comme le carré de la distance au point lumineux, c’est le même principe que pour le son et le calorique.

Vitesse de la lumière. La lumière ne se transmet pas instantanément du corps lumineux au corps qu’elle éclaire, elle met un certain temps à y parvenir ; mais, comme cette vitesse est très-grande, on ne peut pas l’observer à la surface de la terre où les distances sont trop petites, il faut donc avoir recours aux observations astronomiques. Jupiter est accompagné de plusieurs satellites qui font continuellement leur révolution autour de lui, et qui, parconséquent, s’éclipsent souvent, en plongeant dans l’ombre de la planète. Le premier de ces satellites fait sa rotation autour de Jupiter dans 42 heures et demie. Si l’on observe le moment de l’éclipse de ce satellite par son entrée dans le cône d’ombre projeté derrière la planète, il est clair que cette éclipse aura eu effectivement lieu avant qu’on l’ait aperçue de tout le temps que la lumière aura mis a venir de Jupiter jusqu’à nous. Si la distance était constamment la même entre la terre et Jupiter, les éclipses arriveraient nécessairement tous les 42 heures et demie; mais lorsque la terre et Jupiter sont en opposition, c’est-à-dire, lorsque le soleil se trouve placé entre ces deux planètes, l’instant de l’éclipse est retardé, et il n’arrive que 16 minutes et 26 secondes après le moment où il a coutume d’arriver lorsque la terre se trouve entre le soleil et Jupiter, c’est-à-dire, 69 millions de lieues environ plus près de Jupiter. Cette différence dans les éclipses du satellite est donc évidemment due à ce surplus d’espace que la lumière a à parcourir lorsque la terre est en opposition avec le soleil. Or, comme cet espace est le diamètre du cercle de rotation de la terre autour du soleil, et que la lumière parcourt ce diamètre en 16 minutes et 26 secondes, elle viendra donc du soleil à nous en 8 minutes et 13 secondes. En divisant ensuite le nombre de lieues qui se trouvent entre le soleil et la terre par le nombre de secondes que la lumière met à venir du soleil jusqu’à nous, on trouve que la lumière parcourt dans une seconde plus de 70,000 lieues, c’est-à-dire, que dans une seconde de temps, elle peut faire pins de sept fois le tour du monde. Voilà pourquoi l’on voit toujours la lumière d’un canon avant que d’en entendre le coup. Nulle vitesse sur la terre ne peut lui être comparée. L’oiseau le plus rapide, allant toujours avec la même vitesse, mettrait trois semaines à faire le tour du globe, et pendant que la lumière avait parcouru 70,000 lieues, l’oiseau n’a pas eu le temps de faire un simple battement

* On appelle faisceau de lumière un assemblage de rayons lumineux, et, l’on désigne sous le nom de rayon lumineux chaque ligue droite menée d’un point du corps lumineux à l'ccil.

d’aile. Un boulet de canon, allant toujours avec la même vitesse qu’à son départ, mettrait 17 ans à se rendre au soleil, et cependant, la lumière vient du soleil à nous en 8 minutes et 13 secondes.

Ombre, Si, a quelque distance de la terre, l’on présente un corps opaque au regard du soleil, l’on verra sur le sol un espace que n’ont pas pénétré les rayons du soleil ; on appelle ombre cette privation des rayons lumineux. Elle sera d’autant plus grande que le corps lumineux sera plus petit et le corps opaque plus gros et plus près du corps lumineux.

Pénombre, La séparation de l’ombre projetée par le corps lumineux d’avec la lumière n’est jamais tranchée brusquement, les bords de l’ombre sont pénétrés par les rayons de lumière, qui viennent seulement d’une partie du corps lumineux. L’ombre devient d’autant moins obscure que l’on s’approche de ses extrémités, parce qu’alors, il y a plus de rayons lumineux qui la pénètrent ; cette partie de l’ombre, qui n’est pas entièrement soustraite aux rayons de la lumière, s’appelle pénombre.

Si, dans un écran, l’on perce une ouverture d’une forme quelconque, et que l’on mette une lumière en regard de cet orifice, pourvu que la lumière soit assez éloignée de l’écran, l’image qui se formera derrière cet écran sur un autre écran, placé derrière le premier, aura la forme de la lumière ; vous pouvez en faire l’expérience avec une chandelle allumée, vous verrez que la lumière, dont les rayons ont passé à travers l’orifice, s’est reproduite sur la muraille, ou sur un écran que l’on a disposé exprès. Voilà pourquoi les rayons solaires, qui pénètrent à travers les intervalles des feuilles forment sur le sol des images circulaires ou ovales suivant qu’il frappe plus perpendiculairement ©u qu’il darde des rayons inclinés, voilà pourquoi aussi que durant les éclipses les injages de la lumière prennent la forme de la partie éclairée du soleil.

Réjlexion, Lorsque la lumière rencontre des corps polis, on la voit se briser sur leur surface, et être renvoyée par eux ; cette déviation et ce retour de la lumière vers le milieu qu’elle avait d’abord pénétré, portent le nom de réflexion.

Pour que la surface d’un corps réfléchisse régulièrement la lumière et donne une image distincte des points lumineux qui l’éclairent, il faut qu’elle soit polie. Maintenant, les seuls points que l’on apercevra de cette surface seront ceux qui renverront directement à l’œil les points lumineux qui les éclairent. Ainsi, plus il arrivera de rayons lumineux à l’œil des différents points de la surface d’un corps, plus il y aura pour l’œil de points visibles du corps. Pour qu’un corps donc soit vu dans toutes les parties de l’espace, il faut qu’il renvoie de la lumière dans toutes les directions, La raison pour laquelle un corps devient plus obscure à mesure qu’on s’en éloigne est maintenant facile à saisir, c’est que les rayons lumineux divergent dans toutes les directions, et que plus la distance est grande, moins il arrive à l’œil de ces rayons.

Outre la réfleclion régulière de la lumière que nous venons d’énoncer, il y a un grand nombre de rayons lumineux réfléchis dans toutes les directions ; cela vient de ce qu’un corps ne peut jamais présenter une surface parfaitement polie, et qu’il existe sur tous les corps des

aspérités, plus ou moins grandes, que l’on peut considérer comme des surfaces polies qui rejettent la lumière dans toutes les directions, et qui rendent ainsi le corps visible dans les parties de l’espace cù ne pénétrent pas les rayons réfléchis régulièrement. Ainsi, lorsque l’on place un petit miroir dans une chambre obscure sur lequel frappe un rayon solaire, si toute la lumière était réfléchie régulièrement, on ne pourrait apercevoir le miroir que dans le cas ou l’œil serait placé dans la direction du rayon réfléchi, encore ne verrait-on que l’image du soleil; mais comme dans un miroir on n’obtient jamais un poli parfait, la divergence des rayons irrégulièrement réfléchis dans tous les sens produit le même effet que si le miroir était de lui-même lumineux. Cette réflexion irrégulière qui existe à la surface des corps est donc essentiellement nécessaire à leur visibilité ; car, s’ils ne réfléchissaient la lumière que directement, l’œil ne pourrait apercevoir que l’image des corps lumineux qui éclaireraient ces corps, mais ne pourrait voir ces corps eux-mêmes, à moins qu’ils ne fussent eux-mêmes des corps lumineux.

On appelle angle (P incidence l’angle qui est formé par l’inclinaison sous laquelle tombe un rayon lumineux sur une surface et par la perpendiculaire qui passe par le point de la surface ou tombe le rayon, et on désigne sous le nom à'^angle de réflexion, l’angle formé par la même perpendiculaire et par l’inclinaison sous laquelle se réfléchit le rayon lumineux.

Le rayon incident et le rayon réfléchi sont situés dans un même plan qui est perpendiculaire à la surface sur laquelle se réfléchit le rayon lumineux, et l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence. Cela à lieu même pour les corps qui ne sont pas polis, parceque toutes les aspérités qui se trouvent à leurs surfaces, sont toutes des surfaces polies plus ou moins petites, sur lesquelles se réfléchit la lumière de la même manière que sur de plus grandes surfaces.

Miroir plan. Lorsqu’un objet est réfléchi sur un miroir plan, l’image que l’œil aperçoit parait derrière le miroir à une distance égale à celle qui se trouve entre l’objet réfléchi et la surface du miroir. Soit MM' (fig : ÔL) un miroir plan horizontal, AB un objet quelconque placé au devant du miroir, P l’ouverture de la prunelle, l’angle de réflexion étant toujours égal à l’angle d’incidence, comme nous l’avons vu tout à l’heure, les rayons qui parlent de l’objet AB se réfléchiront en P ; et comme l’œil reporte toujours l’objet à l’extrémité du rayon qui le lui apporte, il verra l’objet en ab. Pour avoir le lieu de l’image de chacun des points de l’objet AB il suffit de chacun de ces points d’abaisser des perpendiculaires sur le miroir et de les prolonger derrière le miroir à une distance égale à celle de chacun de ces points à la surface du miroir ; l’image sera de la même grandeur que l’objet.

Il suffit qu’un miroir plan soit la moitié moins grand qu’un objet pour qu’on puisse y voir son image toute entière ; ainsi un homme de six pieds peut voir son image complète dans un miroir de 3 pieds. En effet, soit PQ(fig: 55.) un miroir, CD un objet d’une grandeur double de celle du miroir, les rayons Cf et se réfléchiront, en o en fesant toujours l’angle de réflexion égal à l’angle d’incidence, et, comme

nous l’avons déjà dit, l'œil reportant l’objet à l’extrémité du rayon qui le lui apporte, il le verra en c et en r/; ainsi un homme de six pieds peut se voir tout entier dans un miroir de trois pieds.

Lorsque le miroir est courbe, l’image n’est pas égale à l’objet ; elle est plus grande pour les miroirs concaves et plus petite pour les miroirs convexes.

Miroirs convexes. Lorsqu’un faisceau de rayons parallèles tombe sur un miroir sphérique convexe, de manière à ce que le centre du faisceau soit sur la même ligne droite que le rayon du cercle dont ce miroir fait partie, les rayons sont dispersés ; BM et GN étant deux rayons incidents, les rayons réfléchis seront MD et NE, et l’œil reportant toujours l’objet à l’extrémité du rayon qui le lui apporte, ces rayons iront se joindre en F, que l’on nomme foyer principal du miroir ; mais les rayons réfléchis ne se réunissent au foyer principal que lorsque le faisceau de rayons incidents est très-étroit, autrement ils s’uniraient en un point appelé foyer conjugué situé entre le foyer principal et la surface du miroir. C’est donc au foyer principal, qui se trouve derrière le miroir à la moitié du chemin entre le centre c du cercle et la surface du miroir, que se trouve l’image de l’objet ; et les rayons étant tous concentrés au foyer principal, l’image sera nécessairement plus petite que l’objet lui-même.

Miroirs concaves. Lorsqu’un miroir est concave, le foyer principal se trouve placé en avant du miroir, mais à la même distance, si dans les deux cas le miroir fait partie d’un même cercle. Dans le miroir concave on doit distinguer la position du point lumineux. : 1®. s’il est plus éloigné du miroir que le foyer principal, l’image est formée devant le miroir ; elle se confond avec le point lumineux lorsque celuici est au centre de la sphère ; elle est plus près du miroir que le centre, lorsque le point lumineux est plus éloigné ; elle est au contraire plus éloignée que le centre, lorsque le point lumineux est placé entre le foyer principal et le centre, et dans tous ces cas l’image est renversée ; 2®. si le point lumineux est au foyer j^rincipal, il n’y a pas d’image formée, car tous les rayons réfléchis sont parallèles, et parconséquent, ne se réunissent nulle part ; 3^. si le point lumineux est entre le foyer principal et le miroir, l’image se forme derrière le miroir ;elle est plus grande que l’objet lui-même et elle est droite.

Réfraction, On désigne sous le nom de réfraction la déviation de direction qu’éprouve un rayon de lumière lorsqu’il passe du vide dans un milieu diaphane ou translucide ou d’un milieu diaphane dans un autre plus den.se ; le rayon, (fig: 56.) pénétrant dans un milieu plus dense, s’approche de la perpendiculaire à la surface, et, en passant d’un milieu plus dense dans un milieu moins dense, il tend à s’en éloigner. On peut reconnaître le fait de cette déviation de la manière qui suit: on met au fond d’un vase (fig: 57.) un corps A, et l’on se place en M de manière à voir le corps tangent au bord du vase ; ensuite si l’on introduit de l’eau dans le vase, le coros parait s’élever vers la surface, et il faut que l’œil se mette en N pour qu’on puisse encore le voir tangent au bord du vase. Cet effet provient évidemment de ce que le rayon AD s’incline fortement pour passer de l’eau dans l’air qui est un milieu bien moins dense.

Lorsqu’un rayon de lumièie passe d’un milieu dans un autre, quelque soit le plus ou moins grand degré de densité de ce milieu, le rayon n’est jamais dévié de sa direction, pourvu que cette direction soit perpendiculaire à la surface du milieu dans lequel il pénètre.

Lorsqu’un rayon lumineux pénètre d’un milieu qui réfracte la lumière dans un milieu moins réfringent ou dans le vide, il s’éloigne de la perpendiculaire comme nous l’avons vu, parconséquent, l’angle d’émergence, (desortie) est plus grand que l’angle d’incidence ; et il vient un temps où le rayon ne pénètre pas à travers le milieu plus réfringent, mais est réfléchi dans l’intérieur du milieu d’où il part ; c’est lorsque l’inclinaison d’incidence dépasse 90 degrés, limite d’inclinaison désignée sous le nom düangLe limite. On a remarqué le même phénomène en parlant du son produit dans l’eau, qu’oh n’entendait plus à la surface extérieure lorsque le rayon sonore se présentait à notre oreille sous une trop grande inclinaison, parce qu’il était réfléchi à l’intérieur.

Nous venons de voir que lorsqu’un rayon lumineux tend à sortir d’un milieu réfringent sous un angle plus grand que l’angle limite, il se réfléchit; cette réflexion est totale, et dans ce cas, l’image réfléchie est beaucoup plus brillante que sur les corps qui possèdent le plus grand pouvoir réflecteur, tels que le mercure et les plaques métalliques dont le poli est le plus parfait. '

Lorsque des rayons lumineux pénètrent du vide dans un milieu quelconque ou d’un milieu dans un autre plus réfringent, les rayons réfractés consécutifs, dans certaines directions, se coupent deux à deux, et les endroits où ils se coupent forment deux surfaces plus brillantes que les autres points de l’espace traversés par les rayons ; ces surfaces, analogues à celles que forment les rayons réfléchis sur un miroir courbe, portent comme elles le nom de caustiques, et les points où se terminent ces surfaces portent également le nom àe foyers. Souvent ce sont seulement les prolongements des rayons réfractés qui se rencontrent, alors il n’y a pas de vrais foyers. Par exemple, quand un faisceau de lumière, émané d’un point situé à une distance finie, rencontre un corps relringent terminé par une surface plane ou concave, (fig: 58.) la divergence des rayons est seulement diminuée; quand les rayons sont parallèles, ils restent parallèles lorsque la surface est plane, (fig : 59.) ils deviennent divergents quand elle est concave (fig : 60.) et dans aucun de ces cas il ne se forme de foyers réels ; mais il s’en formerait même dans ces cas, si les rayons lumineux étaient déjà convergents avant que de rencontrer une surface plane ou concave, parce qu’ils ne perdraient pas assez de leur convergence pour devenir parallèles ou divergents. Si la surface du milieu était convexe, les rayons parallèles deviendraient nécessairement convergents et formeraient un foyer réel (fig: 61.) et s’ils partaient d’un point situé à une distance finie (fig : 62.) leur divergence serait diminuée et même les rayons réfractés pourraient devenir convergents et former aussi un foyer réel.

Lorsque les deux surfaces qui terminent le corps réfringent sont deux surfaces planes inclinées AB et AC, (fig: 63.) le rayon incident ab, en se réfractant suivant bc, se rapproche de la perpendiculaire bm,

puisque, comme nous l’avons déjà vu, un rayon lumineux, en passant d’un milieu plus dense dans un autre qui l’est moins, tend à s’approcher de la perpendiculaire, parconséquent il s’éloigne du sommet A du prisme, et le rayon émergent ce?, en s’éloignant de la perpendiculaire cm, puisque qu’un rayon qui passe d’un milieu plus dense dans un milieu moins dense s’éloigne de la perpendiculaire, s’éloigne encore du sommet A. Ainsi l’effet d’un milieu réfringent angulaire est d’éloigner le rayon divergent du sommet de l’angle.

Si la ligne AC (fig: di.) tourne autour du point A, de manière à ce qu’elle se trouve successivement sur les lignes Am et An, l’incidence du rayon réfracté hc sur la surface AC augmentera continuellement à mesure que l’angle A augmentera, il existera donc nécessairement une grandeur de cet angle pour laquelle tous les rayons arrivés par AB, quelque vsoit d’ailleurs leur incidence sur BA, se réfléchiront sur AC au lieu d’aller au-delà.

Foyer des lentilles. On désigne sous le nom de lentilles des masses d’un corps diaphane terminées par des portions de sphères. On en connait de deux espèces, les lentilles convergentes et les lentilles divergentes ; ainsi appellées par ce que les premières rapprochent les rayons qui les ont traversées, et que les dernières les éloignent. Les premières sont toujours plus épaisses au centre que vers les bords, les lentilles divergentes au contraire sont toujours plus minces vers le centre que vers les bords ; la figure 65 présente toutes les formes de lentilles convergentes, la figure 66 toutes celles des lentilles divergentes. La lentille de la figure 65 a est doublement convexe, celle de b5 b convexe-concave, la figure 65 c plan-convexe ; dans la figure 66 « est doublement convexe, b convexe-concave, et c plan-concave.

Lorsqu’un système quelconque de rayons traverse la lentille, les rayons émergents consécutifs dans certaines directions se coupent deiix a deux et forment une surface caustique, comme les rayons réfléchis sur les miroirs courbes, et les sommets de ces caustiques sont appelés foyers. La détermination de ces foyers est d’une très-grande importance dans la construction d’un grand nombre d’instruments d’optique, parce que dans tous on n’emploie jamais que des lentilles dont les faces ne sont qu’une très-petite portion des surfaces sphériques dont elles font partie ; alors on peut considérer tous les rayons qui les traversent comme se réunissant sensiblement au foyer. La position du point lumineux et le foyer de la lentille portent le nom de foyers conjugués.

On appelle foyer principal l’endroit derrière la lentille ou se réunissent les rayons qui étaient tombés parallèlement sur la lentille : on l’appelle aussi le foyer des rayons parallèles. Sa position dépend du pouvoir de réfraction de la substance de la lentille et des rayons des sphères qui terminent sa surface. Supposons d’abord que la lentille soit convergente, si le point lumineux est à l’infini, le foyer conjugué se trouve dernière la lentille et au foyer principal ; à mesure que le point lumineux s’approche, le foyer conjugué s’éloigne de la lentille et se trouve a l’infini ; lorsque le point lumineux est arrivé à la distance du foyer principal, si le point lumineux continue à s’approcher, le foyer revient du même côté que le point lumineux j il est alors

imaginaire, et à mesure que le point lumineux continue à s’approcher de la lentille, le foyer s’en approche d’avantage j quând le point lumineux a atteint la lentille, le second y est arrivé. Pour une lentille divergente, lorsque le point lumineux est situé à l’infini, le foyer principal est du même côté, et par conséquent imaginaire, et à mesure que le point lumineux s’approche, le foyer se rapproche aussi de la lentille'; lorsque le point lumineux est arrivé à la distance du foyer principal, le foyer, toujours imaginaire, est à la moitié de cette distance ; si le point lumineux continue à s’approcher, le foyer conjugué arrive sur la lentille en même temps que le point lumineux.

Lorsqu’un corps lumineux envoie de la lumière à une lentille convergente, chacun de ces points a un foyer particulier, et l’ensemble de tout ces foyers forme dans l’espace une image du corps lumineux ; cette image est toujours renversée, comme on le voit dans Ta figure 67, parce que l’axe optique de chaque point sur lequel se trouve le foyer de ce point passe par le centre de la lentille. Ces images peuvent être rendues visibles en plaçant un carton ou un verre dépoli en leur lieu.

Décomposition de la lumière par réfraction. Jusqu’ici nous avons supposé que la lumière est simplement déviée de sa direction sans éprouver de division ; mais tel n’est pas le cas ; un rayon de lumière blanche, qui traverse un prisme, en sort dilaté et coloré ; ce phénomène porte le nom de dispersion. Le rayon réfracté est en général d’autant plus dispersé que le pouvoir réfringent de la substance est plus considérable. Un rayon qui pénètre à travers les gaz est trèspeu dispersé, mais il l’est beaucoup en passant à travers les liquides et les solides.

On peut s’assurer du phénomène dont nous venons de parler en fesant arriver, par un trou circulaire, percé dans le volet d’une chambre obscure, un faisceau de rayons solaires qui tombent sur un prisme <le verre blanc bien transparent. En recevant ensuite sur un carton blanc les rayons qui, en traversant le prisme, ont été réfractés, on voit une image composée de diverses couleurs ttès-vives se succédjj|lt les unes les autres par des nuances insensibles, et parmi lesquelles on distingue les sept suivantes : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Cette image que l’on nomme spectre solaire, allongée dans le sens perpendiculaire à la longueur du prisme, a ses bords terminés par deux lignes droites et ses extrémités par deux demi-cercles concentriques dont la lumière se fond par des gradations insensibles. La largeur de l’image n’est pas augmentée, c’est-à-dire qu’elle est la même que s’il n’y avait pas eu de réfraction, parce que la réfraction se produit toujours dans le plan de l’incidence du rayon sur un milieu quelconque ; mais l’allongement indique que les rayons n’ont pas été également réfractés. Les rayons rouges étant les moins déviés doivent être les moins réfrangibles; les rayons violets sont les plus réfrangibles ; et les rayons qui occupent une position intermédiaire doivent avoir une réfrangibilité comprise entre celle des rayons violets et celle des rayons rouges.

Si on observe des spectres formés par des prismes do difiérente# èubstances, on reconnaît que les différente» couleur» succédant

<lans le même ordre, mais qu’elles n’occupent pas dans le spectre de« espaces proportionnels. Ainsi, par exemple, un prisme dejiini glast (verre renfermant du plomb) donne proportionnellement beaucoup plus de violet et beaucoup moins de rouge qu’un prisme de crowii glass (verre ordinaire).

Lorsqu’on veut observer le spectre solaire pendant quelque temps, comme le mouvement du soleil change à chaque instant la direction du faisceau incident, on est obligé de déplacer souvent la lentille qui se trouve à l’ouverture du volet, ainsi que le prisme et le carton qui reçoit le spectre. Pour obvier à cet inconvénient on reçoit en dehors le rayon solaire sur un miroir métallique dont on fait varier la position de manière à avoir un rayon réfléchi de direction constante ; cette variation peut s’obtenir par un mouvement d’horlogerie : l’appareil porte alors le nom àViéliostaL

Toutes les lumières artificielles que l’on peut produire donnent des spectres analogues à celui qui est produit par les rayons solaires, mais les couleurs sont moins vives, et dans toutes il manque certaines couleurs ; cependant celles qui s^y trouvent sont disposées dans le spectre de la même manière que dans le spectre solaire.

Pour prouver maintenant que la lumière blanche est le résultat de la réunion de toutes les couleurs du spectre, il n’y a qu’à trouver moyen de réunir toutes ces couleurs ; ce à quoi l’on parvient de la manière qui suit : on reçoit sur une lentille le spectre qui vient d’être dispersé par un prisme ; on prend ensuite un carton découpé (fig: 68.) que l’on fait mouvoir entre la lentille et le spectre solaire de manière à intercepter successivement différentes bandes colorées ; alors le carton placé au foyer de la lentille prend différentes nuances qui dépendent des rayons interceptés ; mais, si on fait mouvoir rapidement le carton découpé, l’image du foyer devient blanche. Les sensations des différentes couleurs se produisent les unes après les autres, il est vrai; mais, comme la sensation, dans l’organe de la vision, a une certaine durée qui est a peu près d’un huitième de seconde, si, avec le carton dfljjioupé, on parcourt le spectre en moins de temps qu’un huitième de s^nde, l’effet produit sera le même que si elles se produisaient en même temps sur toute l’étendue du spectre.

Newton appelle couleurs complémentaires celles qui étant réunies, forment de la lumière blanche. Pour obtenir la couleur complémentaire d’une teinte quelconque, il a donné la règle suivante : — on décrit du point c (fig : 69.) comme centre un cercle, et on divise sa circonférence en sept parties proportionnelles aux nombre 1/9, 1/16, 1/10, 1/9, 1/10, 1/16, 1/9. Tous ces espaces ou secteurs du cercle, séparés les uns des autres par des rayons, sont considérés comme représentant les sept couleurs principales du spectre. Ce cercle ainsi divisé est très-propre à démontrer que la sensation de la lumière blanche est le résultat des sensations simultanées de toutes les nuances du spectre ; en effet, si on couvre chacun des secteurs de la nuance qui lui correspond, en faisant mouvoir le cercle rapidement autour de son centre, on l’apercevra parfaitement blanc.

Propriété calorifique des rayons colorés. En réunissant alternativement au foyer d’une lentille les différents rayons colorés, et en y

plaçant ua thennoniôlre, on a trouvé que lea rayons rongea sont ceux qui renferment le plus de calorique, que les rayons violets sont ceux qui en renferment le moins, et que la quantité de chaleur contenue dans chaque rayon de couleur différente va décroissante depuis le rayon rouge jusqu’au rayon violet. Des physiciens ont trouvé que les rayons rouges contiennent tS fois plus de chaleur que les rayons violets, d'autres 16 fois plus.

Propriétés chimiques des rayons colorés. La lumière solaire aune grande influence sur plusieurs phénomènes chimiques ; elle est nécessaire à la formation des parties vertes des plantes, elle détermine la combinaison du chlore et de l’hydrogène ; elle fait passer au violet le chlorure d’argent, &c. Mais cette propriété n’appartient pas également à tous les rayons; les i ayons violets agissent plus fortement sur le chlorure d’argent que les autres rayons, ils ont aussi plus d’influence sur le développement de la partie verte des végétaux. Mr. Bérard, après avoir concentré, au moyen de deux lentilles séparées, les rayons rouges et violets, trouva que le chlorure d’argent placé au foyer des rayons violets était coloré en moins de cinq minutes, tandisque celui qui était placé au foyer des rayons rouges n’avait pas après deux heures éprouvé d’altération sensible.

Proprié es éclairantes. Herschell a trouvé que les rayons jaunes et verts sont ceux qui renferment le plus de lumière, et qu’elle va diminuante jusqu’au rouge et au violet, où elle est a son minimum.

Double réfraction. Tous les cristaux transparents qui ne sont ni des cubes ni des octaèdres réguliers jouissent de la propriété de donner deux images des objets, lorsqu’on les regarde à travers leur épaisseur ; on donne le nom de double réfraction à ce phénomène qui indique que les rayons en passant à travers ces substances se divisent en deux parties.

La chaux carbonatée, (spath d’Islande) sous la forme de rhomboïde, est de toutes les substances connues celle qui produit ce phénomène avec le plus d’énergie.

Si l’on place un rhomboïde de chaux carbonatée, comme l’indique la figure 70, sur un papier où l’on aura tracé des points et des lignes, en les regardant à travers le cristal on apercevra deux images, quelque soit la position que l’on donne d’ailleurs au cristal ; ainsi donc chaque rayon se divise en deux faisceaux distincts. Un de ces faisceaux suit les lois ordinaires de la réfraction, et l’autre suit des lois particulières ; le premier porte le nom de rayon ordinaire, et le second celui de rayon extraordinaire. '

Polarisation. Jusqu’ici on avait vu que quand on conserve à une surface quelconque l’angle qu’elle présente à la lumière qui se réfléchit sur elle, qn’onla tourne de la manière que l’on voudra, elle réfléchira toujours la même quantité de lumière ; il en est de même pour la réfraction et la double réfraction. Mais i! n’en est pas toujours ainsi ; dans certaines circonstances, les rayons de lumière aquièrent la singulière propriété d’être inégalement réfléchis et réfractés, quoique sous un même angle d’incidence avec un même corps. Il arrive môme que pour certaines incidences les rayons perdent complètement la propriété d’être réfléchis ou réfractés, et quand ils traversent perpen-

diculairement des cristaux jouissant de la double réfraction, dans certaines positions ils cessent de donner deux images. Malus a donné le nom ÙQ polarisation à cette singulière modification de la lumière.

DifracAion de la lumière. On désigne sous le nom de diffraction de la lumière les modifications qu’elle éprouve en passant auprès des extrémités des corps.

Lorsque l’on fait pénétrer des rayons solaires dans une chambre obscure, par une ouverture d’un très-petit diamètre, et que, après avoir formé un spectre solaire à l’aide d’un prisme, on laisse passer derrière l’écran et par un très-petit trou un rayon simple, on remarque que les ombres des corps placés dans le faisceau lumineux, au lieu d’être terminées d’une manière tranchée, comme cela devrait être si la lumière marchait toujours en ligne droite, sont fondues sur leurs contours et bordées de franges colorées très-distinctes, dont les largeurs sont inégales et vont en diminuant à partir de la première ; et quand le corps interposé est assez étroit, on voit même des franges dans son ombre qui parait alors divisée par des bandes obscures et des bandes plus claires placées à des distances égales les uns des autres. La première espèce de franges est désignée sous le nom de franges exté^ rieur es et la dernière sous le nom de franges intérieures.