Rappel des lois de la réfraction
i°. — Lois de Descajctes.
Au § 4 sont énoncées les lois de Descartes ou de Snellius, suivant le pays'qu'on habite. Il est pourtant certain qu'elles appartiennent à Descartes dont l'honnêteté est démontrée. Sans être chauvin, on peut ne pas admettre d'être volé.
Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence.
L'angle de réfraction est lié à l'angle d'incidence par la relation :
n l smi=n È s\nr; , (1)
/7, et n 2 (indices de réfraction) sont des constantes caractéristitjacs des deux substances transparentes pour la lumière considérée. Quand on multiplie les deux indices par un même nombre, la
relation fondamentale (1) reste satisfaite : la direction dû réfracté conjugué d'un incident n'est pas modifiée. La valeur numérique d'un des indices est donc arbitraire : par convention nous posons l'indice du vide égal à un. L'indice de l'air est si voisin de l'u- ^* nité (1,000294 à 0° et 760 mm.), que sans erreur sensible on l'identifie avec l'indice du vide.
De même que les lois de la réflexion, les lois concernant les directions des rayons incident et réfracté, prises au pied de la lettre, n'ont aucun sens, puisque les rayons n'existent pas ; il serait absurde d'en chercher expérimentalement une vérification précise. Mais, dans les conditions d'expérience oit nous opérerons toujours, les résultats observés sont conformes à ces lois.
2°. — Continuité et discontinuité optiques.
Quelques mots sont ici nécessaires pour préciser. ce qu'on entend par continuité et discontinuité optiques.
Bornons-nous aux corps transparents.
Il y a discontinuité optique sur la surface qui sépare deux milieux
Fig. 47.
RÉFRACTION. PRISME kl
homogènes transparents si, pour la radiation considérée, les indices ne sont pas les mêmes. Si les indices sont égaux, il y a continuité optique, bien que les milieux n'aient pas la même constitution chimique..
Par exemple, un mélange en proportions convenables de sulfure de carbone et de benzine a exactement l'indice du verre ordinaire [crown). De ce mélange remplissons un tube à essais; plongeons une baguette de verre : elle devient parfaitement invisible : il y a continuité optique. La lumière traverse l'inte'rsurface comme si, de part et d'autre, le corps était le même; il n'y a plus réflexion, par suite plus rien qui (permette de distinguer l'intersurface, la réfraction se faisant sans déviation. L'expérience est facile à réaliser.
On peut encore employer un mélange d'hydrate de chloral et de glycérine. La dispersion étant la même, que celle du verre, l'invisibilité est plus oomplètè.
Un milieu homogène transparent est donc complètement défini par un seul paramètre, son indice. S'il est absorbant, il est défini par deux paramètres; mais nous excluons ce cas, qui n'est pas du domaine de Y Optique géométrique.
Le lecteur comprend maintenant le rôle de la couche d'huile et du noir de fumée, utilisés au § 16 pour supprimer la réflexion. A la vérité l'huile n'a pas tout à fait l'indice du verre (1,47 poui* l'huile; 1,53 ppur le verre). Mais il s'en faut de peu : la discontinuité optique est faiole. En rendant l'huile opaque, nous supprimons les réflexions sur la face huile-air. Bref, nous continuons le verre par un corps absorbant dont l'indice est à peu près le même.
3*. — Radiations monochromatiques.
La loi énoncée présuppose la définition d'une radiation monochromatique. Or, on ne peut donner clairement l'idée de la complexité de la lumière et la définition même d'une radiation simple sans user du prisme.
Le lecteur admettra donc provisoirement l'existence d'une telle radiation.
Toutes les expériences du présent chapitre sont faites avec un, bec Bunsen dont la flamme est rendue obscure par une arrivée d'air suffisante, çt dans laquelle on maintient du sel ordinaire (chlorure de sodium) à l'aide d'une petite nacelle en platine ou plus économiquement eh fer. On obtient une lumière jaune intense appelée simple, pour des raisons qu'on verra plus loin.
Pour les expériences en projection, on utilise commodément la lumière de l'arc tamisée par une cuve rectangulaire, épaisse de quelques centimètres, pleine d'une solution aqueuse de bichromate de potassium. On conseille encore la solution d'hélianthine ou la solution de perchlorui;e de fer et de chlorure de nickel. Ces écrans ne laissent passer que le jaune-orange. Du reste, les verres jaunes du commerce sont plus commodes et suffisants.
Les verres rouges rubis clairs employés en photographie fournissent une lumière rouge à peu près homogène.
La liqueur de Zettnow (sulfate de cuivre, 170 gr. ; bichromate de potassium, 17 gr. ; acide sulfurique, 2 cm 3 ; 1000 gr. d'eau) est un bon écran vert- La liqueur de Barreswill (sulfate de cuivre ammoniacal) est un bon écran bleu.
4°. — Principe du retour des rayons.
Il s'applique à la réfraction. Le rayon AB se propageant dans le milieu 1 donne le réfracté BG dans le milieu 2. Inversement, le rayon CB dans le milieu 2 donne le réfrâctç BA dans le milieu 1.
L'indice n t caractérise donc le milieu 1 d'une manière absolue pour la radiation considérée et une température déterminée. De même /* 2 caractérise le milieu 2.
La formule : n x sin&' = /? 2 sin r,
s'applique quel que soit le sens de propagation.
