Banc d'optique, viseur, source lumineuse ponctuelle

Ce Cours d'optique suppose que le lecteur vérifie les phénomènes qu'on lui enseigne, avec des appareils non pas compliqués et coûteux, mais qu'il prendra plaisir à construire lui-même. Pas un des phénomènes dont je parle que je n'aie vérifié cent fois, et toujours avec le contentement de celui qui retrouve ce qu'il doit trouver. J'espère ainsi combattre les Cours ridicules actuels dont les

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ïig. 12.

auteurs parlent des phénomènes sur la foi des livres. On a traduit des ouvrages étrangers à foison dont il n'est que juste de dire qu'ils sont stupides. On pensera du mien ce qu'on .voudra, mais assurément pas cela.

Décrivons donc l'installation fondamentale. i". — Basc d'optique.

Le banc d'optique sert à déterminer les distances, variables à volonté, de points en ligne droite.

On le construit aisément avec une planche P clouée de champ sur une planche horizontale Q. On utilise commodément du bois de sapin (i parquet qu'on trouve dans le commerce tout dressé et déjà raboté sur une face. Pour ne pas être trop encombré, on donne à ces planches trois mètres de longueur. Le long de la planche P, on visse une bande de feuillard (fer laminé) de 4 cm. de largeur par exemple; le commerce le fournit d'un morceau jusqu'à 10 mètres de longueur.

Fig. 13. On monte les supports

mobiles le long du banc sur deux serre-lames de laiton S' qu'on trouve dans les bazars d'électricité. Si le support T est en bois, on soude une vis à bois dans le trou supérieur du serre-lame. Enlin à l'un des serre-lames de chaque support est soudé un index I qui se déplace devant une règle graduée : on utilise les règles de deux mètres de commerce ou un morceau de ruban d'arpenteur, il suffit de déterminer les longueurs au millimètre près, ce qui est très facile. On construit ainsi pour une dizaine de francs un banc long de 3 à 4 mètres, très suffisamment précis et rendant pour l'enseignement tous les services qu'on peut attendre des bancs perfectionnés cotés de 500 à 700 francs. 2°. — Viseur.

L'appareil le plus important est le viseur. C'est une planchette, montée comme il est dit ci-dessus, de manière à glisser le long du banc; sa longueur est de 50 cm., par exemple. A l'une des extrémités est vissée une équerre de laiton E, percée d'un large trou contre les bords duquel est fixée (avec un peu de cire molle) une lentille de '■ dioptries (25 cm.) de distance focale (plus ou moins, je donne des chiffres pour fixer les idées).

tlrPOTlMSES FONDAMENTALES. MIROIRS PLANS 13

A l'autre extrémité est une seconde équerre E\ également percée d'un trou, contre les bords duquel est fixée (avec un peu de cire molle) un bout de verre dépoli V sur lequel on trace à l'encre deux traits en croix aa, bb. Ce système de deux traits s'appelle un réticule. L'équerre E' devant se déplacer d'une expérience à l'autre est lixée sur la planche P avec un peu de cire molle.

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Comme source lumineuse ponctuelle nous prendrons un petit trou T percé dans une équerre de laiton et éclairé par un procédé quelconque (une bougie suffit parfaitement). Le tout est monté sur un support spécial.

5°. — Propriétés du système.

L'aje optique du viseur est la droite qui passe par le centre de la figure de la lentille et qui aboutit à la croisée A des traits réticulaires.

C'est là une pure et simple définition.

Ueute optique de la lentille est la droite qui passe par les centres de courbure de ses faces. Ces deux axes optiques ne sont pas Récessairement confondus : ils le sont si l'appareil est bien construit; peu importe du reste. On s'arrange de manière que l'axe optique du viseur soit parallèle au banc et à la hauteur du trou lumineux T.

L'expérience montre que, dans ces conditions (et dans des limites de distances à déterminer), il est possible d'obtenir sur la croisée A des fils réticulaires une image parfaitement nette du trou.

Le trou est alors sur l'axe optique du viseur et à la distance p bien déterminée de la lentille.

Sans qu'il soit nécessaire d'invoquer la théorie des lentilles et uniquement en vertu du principe qu'aux mêmes effets on peut, sans absurdité, assigner les mêmes causes, chaque fois que nous aurons une image ponctuelle au point A, nous conclurons qu'il existe un point lumineux sur l'axe optique du viseur, à la distance /j.

Cette distance /; est fonction de la distance p' de la lentille au verre dépoli. Nous montrerons plus loin qu'il existe entre p et// la relation :

ou /est un paramètre caractéristique de la lentille (dislance focale principale; j'ai posé ci-dessus /=25cm.). Mais pour l'instant peu importe la forme de la relation qui existe entre/? et/?'. Je ne la donne que pour fixer les idées et faciliter le montage de l'appareil. Nous sommes en état de faire un grand nombre d'expériences intéressantes.

9. Détermination de la position de l'image d'un point dans un miroir plan*

Avec un peu de cire molle collons un miroir normalement au support tournant dont la figure 15 à droite et en haut montre la construction. Disposons le viseur de manière que l'image de la bougie B' se forme sur la croisée A des traits du réticule R. Installons

Fîg. 15.

le miroir en M. Cherchons quelles positions doit occuper la bougie B pour qu'une image de cette bougie se forme au point. R, c'est-àdire pour que tout se passe comme s'il existait réellement une bougie en B'.

L'expérience montre que la bougie B doit être sur un cercle hotiU zontal de rayon B'D; D est la trace de l'axe optique du viseur sur le plan réfléchissant. Quand la bougie est en B et que Son image se forme en A, le plan du miroir passe par le point P tel queBP=PB'.

En disposant le banc d'optique sur une table, on peut tracer à la craie point par point le lieu de la bougie B et vérifier la proposition ci-dessus énoncée, qui renferme tous les résultats de la loi de la réflexion appliquée aux miroirs plans.

On varie l'expérience en rapprochant plus ou moins le miroir de la lentille : les lieux de la bougie B sont des circonférences tangentes entre elles au point B'.