DÉCOMPOSITION DES COULEURS D^INTERFERENGE

d'une lampe. On fixe à l'appsireil, fig. 2, en un point convenable, à Tune des extrémités ou même près de o entre les deux boîtes, un écran mince, de carton, par exemple, dans lequel se trouve une fente d*un millimètre de largeur > placée dans une position verticale ; on place ensuite l'appareil entier, fig. 2, devant la lampe, et on ob*serve la fente à travers un prisme de flint-glass, placé à 1 1/2 ou 2 piedsde distance de la fente, et Ton aperçoit celle-ci sous la forme d*un s^pectre sillonné par des lignes verticales.

I/appareil représenté fig. 3 contient encore un appendice dont nous n'avons rien dit. De même que l'on visse, fig. 1, la boîte n sur le côté droit de la boîte c, on peut visser de la même manière sur l'autre côté une seconde boîte avec son prisme de Nicol, comme on le voit fig. 2. L'avantage qui résulte de cette modification de l'appareil consiste en ce qu'on peut, pour ainsi dire, combiner les couleurs de deux feuilles de gypse.

Si, en effet, on applique dans la position convenable une feuille de gypse de chaque côté du prisme de Nicol central, puis qu'on installe de chaque côté un prisme de Nicol, la lumière qui traversera maintenant l'appareil sera une combinaison des couleurs des deux feuilles de gypse : le spectre résultant présentera et les raies noires produites par la première lanàe, et les raies produites par la seconde.

Si, par exemple, une des feuilles de gypse donne le violet du second ordre, tandis que l'autre feuille est tellement épaisse qu'elle ne montre aucune couleur et apparaisse blanche, alors l'ensemble des deux couleurs, sans décomposition prismatique, ne sera pas distinct du violet du second ordre ; mais, par l'effet de la décomposition prismatique, on verra apparaître une foule de raies noires qui montrent à l'œil qu'ici le violet est une combinaison du violet du second ordre avec une teinte d'ordre très-supérieur. En effet, le violet par lui seal ne peut produire qu'une raie noire sombre, tirant sUr le jaune : cette raie sombre, c'est-à-dire uu jaune qui dérive du violet du second ordre, teint en jaune les intervalles éclairés des lignes sombres produites par l'autre feuille de gypse.

On retrouve ainsi un phénomène qui a quelque analogie avec la couleur des vapeurs d'iode. Si le violet des vapeurs d'iode n'était pas une couleur composée ou complexe, il nepdurrait pas produire dans sa déconàposition tant de raies noires^ car la couleur d'interférence,

1268 DISPERSION ET RÉrRACTlON DB LA LUMIERE.

qui produit beaucoup de raies noires, est un blanc d'ordre supérieur. Par cela seul que les vapeurs d'iode sont colorées et donnent naissance à beaucoup de raies noires, leur couleur doit être une combinaison d'une couleur d'un certain ordre avec un blanc d'un ordre supérieur, si tant est que la couleur de la vapeur d'iode soit un phénomène d'interférence.

Dans beaucoup de cas, presque toujours même, il est impossible de réduire les couleurs naturelles des corps à de simples couleurs d'interférence d'ordre inférieur, tandis qU'aii contraire on pourrait réussir à les représenter comme des combinaisons de^piusieurs cou* leurs d'interférence. A ce point de vue, l'appareil ft'li'aide duquel on peut en effet produire et décomposer prismatiquement une combinaison de deux couleurs d'interférence oBre un nootel intérêt.

III. Décomposition prismatique des emieurs de divers fluides ,

par J. McLLEB.

Une des questions les plus importantes, au point de vue de la théorie de la lumière, est actuellement, sans aucun doute, l'explication des couleurs naturelles des corps^ Il faut l'exiger de la théorie des vibrations, après qu'elle a expliqué non-seulement qualitativement, mais aussi quantitativement, les phénomènes de la réflexion, de la polarisation, de la double réfraction, etc., etc. U. de Wrede a, le premier, comme nous l'avons vu, soumis cette question à un exawea approfondi ; il a est^ayé de ramener les phénomènes de l'absorption de la lumière transmise par les vapeurs du brome, de Tiode, ainsi que la lumière de quelques flammes colorées, au principe des iaterférences.

Il a démoiiiré que les phénomènes de l'absorption peuvent iim être des phénomènes d'interférence, et qu'il ne sont point en oontra* diction avec la théorie des ondulations; mais avec cela la qnestkm n'est pas résolue. Il ne wiffit pas d'expliquer qualitativement les phénomènes de l'absorption, il faut encore le faire quantitativemenii toutes les couleurs d'absorption, celles entre autres des fluides colorés et des solides, doif eut pouvoir (tre expliquées complètement par le principe des interférences.

pials avant qu'on fasse des expériences pour expliquer ces a>ii-

DÉCOMPOSITION DES COULEUR^ d'iNTBHFÉRENGE. 1259

leurs, il faut établir nettement leur composition. Il faut, en les soumettant à la décomposition ^prismatique, arriver à construire des^ courbes qui caractérisent ces couleurs, ainsi qu'on Ta vu et fait pour les couleurs d'interférence. Ces courbes ensuite serviront de point de départ dans la comparaison à établir entre les couleurs d'absorption et les couleurs d'interférence.

Yoici comment M. Mûller a réalisé ses expériences sur la décom^ position prismatique des couleurs d'absorption.

Sur l'écran de papier qui avait servi à la projection des lignes oo raies de Fraunbofef, on produisait un spectre tout à (ait de la même manière, puis l'on plaçait le fluide à examiner devant la seconde fente : par l'effet de l'absorption, une portion du spectre disparais sait.

La première expérience était faite sur des solutions assez concen-trées, et, par conséqu^t, une petite partie du spectre était seule visible* On notait les divisions-limites de la portion éclairée. On remplaçait ensuite la moitié du fluide coloré par de l'eau, et on répétait l'expérience. Une plus grande portion du spectre était redevenue visible. Dans la troisième observation, on remplaçait encore la moitié do fluide par de l'eau : la couleur alors n'avait plus que le quart de sa concentration primitive, etc., etc.

Montrons, par un exemple particulier, comment on arrivait au tracé de la courbe.

Le spectre entier s'étendait de la division tiU del'extrémité violette jusqu'à la division 70 de l'extrécnité rouge. Les trois raies sombres principales se trouvaietlt I SO,S , 58 eC 00. Une solution de bleu de Paris dans de l'acide oxalique, encre bleue, donna les résultats suivants :

Solution concentrée, éclairée entre 52 et 58, délayée par 1/2, ôô — 60; par 1/^, /i9— 62; par 1/8, 47—63} par 1/16, 46—64,5; par 1/32, 45,5-63,5.

C'est avec ces nombres qn*a été construite la courbe fig« 1, de la manière suivante :

La figure 1 représente un rectai^e allongé, dont la largeur représente, sur une échelle un peu raccourcie, la largeur du spectre. Sur la ligne horizontale supérieure sont marquées, de 5 en 5, les divisions adoptées, et en bas on a noté les couleurs correspondantes :

i260 DISPERSION ET RÉFRACTION DE LA LUMIERE.

V, I, B, V% J, O, R. Sut la ligiie supérieure encore se trouTcnl iadiquës les points a=52 et b^5S, entre lesquels il y a encore de la lumière, après qu'on a interposé la solution concentrée de bleu de Paris. Sur la ligne horizontale, menée au milieu de la hauteur du rectangle, sont marqués les points c et d, qui renferment le nouvd espace éclairé, après qu'on a interposé la solution délayée de 1/2. On trace enfin de la même manière des lignes horizontales à i/li, 1/S, 1/16 de la hauteur du rectangle, et l'on y marque les points qui limitent l'espace éclairé du spectre ; quand on a délayé la solution de \jli, 1/8, 1/16, etc., et parles pointsdélerminés ainsi, on fait passer la courbe qui représente la largeur des parties éclairées du spectre, qui augmentent il mesure que la solution est plus délayée.

Dans l'expérience sur la solution concentrée du bleu de Prusse, il ne reste du spectre que le bleu véritable, qui va de la limite de l'indigo jusqu'à la limite du vert; quand on délaie de 1/2 la solution, l'espace éclairé augmente â droite et à gauche, d'un côté jusqu'à peu près an milieu de l'indigo, de l'autre côté, jusqu'au milieu da vert, etc., etc.

On a répété les mêmes eipériences avec un certain nombre de liquides colorés et construit des courbes particulières i chacun d'eux. Nous donnerons comme exemple la courbe de l'encre bleoe, fig. 1

DÉCOHPOSiTION DES COULEURS D'INTERFÉRENCE. 1261 celle du carmiD, fig. 2. celte de l'encre i«te, fig. 3 ; et nous eur

uLaA,

VI BVJ.ORV IBVj.o.K

trerODs dans quelques détails sur les résullats obtenus avec quelques fluides particuliers.

Acide sutfuri(}ue. — Oxyde de cuivre. — Ammomaque. — Dans l'expérience sur la solulion concentrâe on aperçoit en sus du bleu proprement dit, qui ne s'étend pas tout !i fait jusqu'à la limite du vert, l'indigo et le violet presque jusqu'à l'extrémité du spectre. La couleur de cette solution ne se distingue du bleu de Prusse que par son mélange plus considérable avec l'indigo et le violet.

Lorsque la solution était délayée au i/U de sa concentration primitive, la lumière s'étendait de l'extrémité violette jusqu'à la division 68 ; mais dans l'orangé on remarquait une ombre encore pins foncée que dans le rouge situé plus vers la droite.

Solution d'indigo. — Dans l'expËrience sur la solution concentrée, le rouge apparaissait entre 66 1/2 et 67 3/£i, le bleu entre 55 1/2 et 60 1//) ; l'espace compris entre la partie rouge, très-étroite, et la partie bleue, plus large, mais moins éclairée, était tout i fait sombre. A mesare que le délaiement augmentait, la partie bleue devenait plus Urge, surtout du côté de l'estréntilé violette ; sa largeur augmentait

4262 msraftim» m nàruMiiim m l4 lciiibre.

plus vite que celle du rouge, qui enriMit très-ieatemeiit qoiiid le délaiement derenait plus considérable. £n coatiouant à délayer jusqu'à 1/8, les deux espaces éclairés n'étaient plus séparés que par^une ombre dans le jaune.

La couleur àt la ^Imlon i'\nd\^ dlSÊre es^entietl^ipetit pir» composition de la couleur de Tencni bleue* Bu expérimentiat avec la solution concentrée d'indigo» le bleu n'arrivait pas iasqo'k la limite de l'indigo, tandis que sur le côté opposé l'espaça éclairé a'étendait jusque dans le vert. Si donc on compare l'indigo avec l'encre bleue, on voit qu'il manque une portion du Ueu proprement dit, portion remplacée par le vert ; la couleur de l'indigo conttent en outre du rouge.

La courbe correspondante au chrome alunisé ressemble k celle de l'indigo. Quand on se sert de solutions concentrées, on observe également deux espaces luminaux séparés par un espace sombre; plus tard, cet espace sombre ne se présente plus que comme une ombre qui occupe la limite entre le verc et Je Ueu. L'espace ronge est plus large que dans le spectre de l'indigo et s'éteni' surtout beaucoup plus loin vers l'extrémité rouge du spectre.

La teinture de laque produit, dans l'expérience avec la solution concentrée, une raie rouge dont la largeur n'augmente que très-pea avec le délaiement. Seulement, quand la solution est arrivée à i/8 de sa concentration primitive, on observe dans le bleu un faible éclaircissement qui augmente ensuite en largeur.

L'encre verte occupe parmi les fluides verts un rang semblable à celui de la solution d'indigo parmi les fluides bleus ; la solution concentrée donne du rouge et du vert près de la limite du bleu.

Les phénomènes qui s'observent dans l'expérience sur le chromate double de potasse sont très-remarquables. La solution la plus concentrée était encore tellement claire, que l'on ne devait pas attendre une absorption considérable. Cependant la décomposition prismatique fit disparaître toute lumière depuis le vert jusqu'à l'extrémité violette du spectre.

On n'observait que le jaune, l'orangé et le ronge, qui étaient an»i éclairés que si l'on n'avait interposé aucun fluide. La largeur de la partie Ir.mineuse augmentait très*peu avec le délaiement do fluide.

DÉGOMPOtlTIOM DSS GOI!i.EIIRS D'iNTBlllPfiilfilICC. 1363

Dtiui la flolation concentrée, la lumière s'éieadait de 63 à 69 ; dé* layéa de 1/16, la lumière s'étendait de 61 à 70 ; a?ec un délaiement de 1;32 on commençait à olMerrer une faible lueur au delà ; mais a?ec un délaiement de 1/256 Textrémité violette du spectre demeurait effacée.

Quant aux trois fluides rouges, nous remarquerons seulement que la solution étbérée du sulfo-cyanure de fer donnait une autre courbe que la solution aqueuse.

Pour mieux indiquer la nature des fluides mis en expérience, nous dirons que l*encre bleue, fig. 1, était une solution de cyano-ferrure, bleu de Paris, dans Tacide oxalique.

L'encre verte, fig. 3, était un sel d'oxyde de chrome.

Le carmin, fig, 2, était une solution ammoniacale de carmin.

M« Millier projette d'étendre ces expériences à d'autres substances colorées.

Il se réserve de faire plus tard la comparaison détaillée de ces phénomènes d'absorption avec les couleurs d'interférence, et de résoudre, s'il est posnblei cette difficile question: Comment les cou* leurs natorelles peuvent*^les se déduire du principe des interfére&ces?

Insérons encore quelques lignes dans lesquelles M. Miiller rectifie quelques résultats de ses expériences, et répond aux objections de M^ Ermaua

Note sur C optique^ et réponse aux objections de M. Erman^

par J. MËLLER.

« Depuis la publication dé ma première note, j'ai appris que déjà avant mqi on savait obtenir, à Paris et à Vienne, les raies de Frauuihofer sur un écran de papier, d'une manière beaucoup plus parfaite qu'on ne pourrait le faire d'après mes propres indications. Au lieu d'une seconde fente que j'avais placée en avant du prisme, on installe derrière le prisme nne lentille convergente, d'un mètre au moins de distance focale, qui reçoit les rayons émergents; on place enfin l'écran à une distance de la lentille telle, qu'on verrait nettement l'image de la fenie^ si l'on se servait de lumière homogène.

i264 DISPERSION ET REFRACTION DE LA LUMIERE.

» Il est évident que d'après cette méthode, le spectre entier est beaucoup plus intense que d'après la mienne, et qne, par conséquent aussi, les raies se montrent plus nettement.

» M. de Wrede dit dans son Mémoire bien connu « sur l'explication du [)hénomène de l'absorption de la lumière, d'après la théorie des ondulations, » qu'à mesure que croit l'intensité de la couleur des vapeurs d'iode, ou voit apparaître Tabsorpiion complète de l'extrémité bleue du spectre; si cette intemité continue encore à augmenter, l'absorption, en partant de Textrémité bleue, avance vers le rouge. Partout où ce phénomène e^it décrit, on dit la même chose, à savoir, que l'extrémité bleue du spectre est influencée et absorbée la première par l'action des vapeurs d'iode.

» M. Erman a icpété ces expériences avec l'iode ; mais lui aussi, comme tous ses prédécesseurs, n'a point remarqué la fausseté de l'opinion citée, ce qui du reste s'explique facilement par sa manière

d'observer.

» Si, d'après ma méthode, le spectre est reçu sur un écran, et qu'on fasse passer la lumière, avant qu'elle tombe snr le prisme, à travers les vapeurs d'iode, on observe dans le vert une ombre qui devient plus sombre à mesure que l'intensité de la coloration des vapeurs d'iode augmente, et qui s'étend des deux côtés, principalement da côté de l'extrémité rouge. La très-grande intensité décoloration que j'avais donnée aux vapeurs d'iode, dans mes expériences, eut pour effet l'absorption complète de la partie intermédiaire du spectre, et nullement l'absorption des deux portions extrêmes.

» Il est évident qu'en observant avec une lunette on ne peut pas s'apercevoir de ce phénomène, parce qu'on ne voit à la fois qu'une partie du spectre. Cependant j'ai répété mon expérience en me servant d'une lunette, et je n'ai pas même vu de raies dans la partie violette extrême du spectre.

» Les espaces intermédiaires entre les raies noires augmentent vers l'extrémité violette du spectre. La loi de cette augmentation dépend essentiellement, de la nature du prisme qui produit le spectre : elle ne saurait être obtenue, comme je l'ai déjà dit, que par voie empirique.

9 Ënfm M. Erman s'oppose à ce que je dise que les distances entre

ANALtSE DES SPECTRES DES RESEAUX. i265

les raies augmentent en progression géométrique. li ne niera pas au (fioiûs que cette iiypothèso s'adapte aussi facilement à mes observations que sa loi aux s^iennes. Si M. Erman avait voulu démontrer la fausseté de 4^tte hypothèse, déduite, il est vr§i, seulement des observations sur un prisme spécial^ il lui aurait fallu montrer qu'elle est en contradiction avec ses propres (dl>servations : voilà ce qu'il n'a pas voulu faire.

• Je suis bien loin de vouloir prétendre que ma loi de la progression géométrique soit d'une application générale, comme M. Erman me reproche de l'avoir dit. Il serait possible qu'elle n'eût lieu que pour certains prismes et non pour d'autres. Dans ce cas, il faudrait chercher pour ces deroiers une autre loi empirique, ce qui peut bien se feire d'une manière beaucoup plus simple que ceHe employée par M. Erman. •

Sur les spectres des réseaux de Praunhofert et l'analyse de leur

lumière, par M. MOSOTTL

1. Les physiciens qui ont examiné le spectre solaire^ dans le but de déterminer l'extension propre à chacune des couleurs qu'il contient, l'intensité de lumière en chacun de ses points, et les longueurs d'accès ou d'ondulation correspondantes, se sont en général servis du spectre formé par réfraction. Or, le spectre que l'on obtient par réfraction est un spectre nécessairementdéformé. Les portions plus fortement réiirangibles sont allongées, les portions moins réfrangibles sont raccourcies, et il devient très difficile de reconnaître de cette manière les propriétés des parties composantes d'un rayon de lumière naturelle.

Newton, qui s'efforça le premier de détermioer les longueurs des espaces occupés par les sept couleurs les plus visibles du spectre, crut remarquer une analc^ie entre les longueurs de ces espaces et les intervalles des nombres qui expriment les valeurs des ions d'une octave musicale. Mais cette analogie est purement arbitraire: caries longueurs respectives des diverses portions colorées du spectre formé par réfraction varient avec la substance que l'on emploie. Ce fut précisément cette supposition que les diverses substances donnaient^

d<^8 8|>éetre8 parfaitement semblables, qui coodilisit Newton à eêtte conclasion Absse, qne Tachromatisme des Innettes dioptriqaes était impossible ; Texpérience a démontré le contraire.

En poursuivant icette même analogie, Newton forma nn cercle de Couleurs, destiné à représenter Timage do spectre, indépendamment de l'allbngement on du raccourcissement produit par la réfraction sur les divers espaces colorés. Ce cercle donne, pour la couleur ré* sultant du mélange ou de la superposition de plusieurs couleurs, des résultats assez exacts, mais sa construction repose sur on fondement hypothétique.

Newton enfin se servit de cette même analogie pour établir ane loi qui lie entre elles les positions occupées dans le spectre par les diverses couleurs, et les longueurs d'accès correspondantes. Cette loi conduit à une relation remarquable, découverte d*abmrd par M. Blanc, développée par M. Biot, et qui consiste en ce que la longueur de l'accès d'un rayiki coloré quelconque est proportionnelle à une puissance de 1/2, dont on obtient l'exposant en divisant parla circonférence entière du cercle de Newton les deux tiers dé l'arc que cette couleiir occuperait sur ce même cercle. Les valeurs que Ton déduit de cette relation pour les diverses portions du spectre s'éloignent sensiblement de la vérité pour les Couleurs extrêmes.

2. Il est nn tneilleur moyen de reconnaître la composition dé là lumière ordinaire, et les relations qui existent, dans le vide ou dans l'air, entre les longueurs d'onde des rayons composants et les places que ces rayons occupent dans le spectre ; ce moyen consiste dans l'emploi des spectres obtenus au moyen des réseaux, et qui ont été observés d'abord par Fraunhofer. Pour ces spectres, le seul élément qui entre dans leur formation est la longueur d'onde des différents rayons entrant dans la composition de la lumière ordinaire : là le phénomène se produit dans sa plus grande simplicité, Sans les tariations qu'amène la transmission des rayons & travers les milieux ré^ fringents. On possède donc, dans le spectre dvB réseaux, ùo spectre norinal auquel on peut rapporter les spectf*eJ variables produits par d'autres procédés.

Dans cette pensée, j'ai dédoit des observations dites par Frannliolcr, avec une merveilleuse exactitude, lès longueurs des diverses

ÂIVALVsE des SPEOTBES des RESEAUX.

ptrtlds qui, dàikè te spectre des réseaux, Correspondent aox interyMes principaux séparés par les lignes de Frautahofer.

Ces lignes foarnissent aatant de points de repère auxquels on pe«t rapporter les différentes portions du spectre : on les a représentées 4 cet effet par les lettres B, G» D, E, F, 6, H, et désignées sous le nom de raies. La fig. 2 représente un semblaHe spectre. Si on le

compare avec le spectre, fig. i , que^ Fraunhofér a obtenu par ré-

fraction au moyen de son prisme de flint*glass, on Tdt qnelle énorme difiréi%Hce existe entre l'extension des divers espaces colorés, et combien le spectre de réfraction est déformé on déplacé. Les intervalles des raies dans le specâ*e des réseaux sont exprimés respectivement par les nombres