PRÉFACE

Quelques explications sont peut-être: nécessaires pour indiquer le caractère de cet Ouvrage, .où j'ai traité, sous la forme qui convient au livre,. la pliipart des questions d'Optique qui ont fait, à différentes reprises, Tobjet de mon enseignement au Collège de France.

Un premier aperçu semble montrer que, dans un milieu homogène, la lumière se propage en ligne droite et que la direction de ces rayons change brusquement, suivant des lois déterminées, à la surface de séparation de deux milieux différents. On peut, en se plaçant à ce point de vue, constituer une science particulière dans laquelle on ramène à de simples questions d'Analyse l'étude des faisceaux de rayons émanés primitivement d'une même source. Toutefois l'expérience montre aisément que le rayon de lumière n'a pas d'existence physique et qu'il s'évanouit dès qu'on cherche à l'isoler; il est impossible de connaître les propriétés réelles des faisceaux de rayons et des images qu'ils produisent dans les systèmes optiques sans faire intervenir les dimensions des ouvertures par lesquelles ils sont limités.

La théorie des ondulations, complétée par le principe des interférences, définit au contraire le jeu de la propagation, explique la réflexion et la réfraction et permet de calculer

VI HRÉKACK.

rinfluence des ouvertures; elle est ainsi la base naturelle de ce qu'on appelle VOplique géométrique et présente, en outre, Tavantage que les théorèmes généraux relatifs aux faisceaux de rayons s'y démontrent souvent d'une manière plus directe et presque intuitive, sous la réserve des conditions dans lesquelles ils sont applicables.

Le principe des interférences suffit également pour l'explication d'un grand nombre de phénomènes où l'on doit combiner deux ou plusieurs systèmes d'ondes de même origine qui ont suivi des routes ou éprouvé des modifications différentes. Il m'a paru préférable d'examiner dans un Chapitre spécial les caractères des vibrations simples, les transformations qu'elles peuvent subir, les différentes manières de les combiner, et d'étabHr toutes les expressions analytiques dont on doit faire usage dans la suite. On peut ainsi reconnaître plusieurs propriétés générales, alléger singulièrement Tétude des cas particuliers, en supprimant la répétition de calculs identiques, et mettre tout d'abord en évidence les relations qui existent entre les phénomènes.

Pour la double réfraction, j'ai suivi d'abord la méthode admirable par laquelle Fresnel a montré qu'un seul ellipsoïde suffit pour représenter la marche de la lumière dans les cristaux à un axe et qu'en généralisant la forme de cet ellipsoïde* on obtient l'équation de la surface d'onde dans le cas des cristaux à deux axes optiques.

Si l'on y ajoute l'hypothèse, ou plutôt le fait expérimental, que certains milieux transmettent sans altération des vibrations circulaires ou elliptiques avec des vitesses différentes suivant le sens de la vibration, on peut rendre compte de tous les phénomènes de polarisation chromatique et de pola-

PRÉFACE. Vil

risalion rotaloire sans le secours d'aucune vue particulière sur la structure mécanique des milieux.

La plus grande partie du programme que je m'étais proposé de remplir repose ainsi, conformément à l'histoire de la Science, sur des considérations purement physiques et devient d'une lecture très facile ; elle correspond à la première partie de l'œuvre de Fresnel qui comprend la confirmation des vues de Thomas Young, ainsi que leur vérification dans les circonstances les plus variées, et qui a entraîné l'adoption définitive de la théorie des ondulations.

Il reste ensuite à serrer de plus près le rôle des surfaces dans la diffraction, la réflexion et la réfraction, en étudiant les modifications qu'elles impriment à la lumière polarisée, puis à chercher les relations qui peuvent exister entre la constitution moléculaire des corps et le milieu capable de transmettre les vibrations lumineuses, pour expliquer la double réfraction, la polarisation rotatoire naturelle ou magnétique et l'influence du mouvement des corps sur la propagation de la lumière.

Ici l'expérience a été souvent provoquée par la théorie et il paraît nécessaire de conserver entre elles la connexité qui se présente dans leur développement historique.

Les idées de Fresnel sur ces questions délicates ont servi de point de départ pour les travaux des géomètres et des physiciens. Il y a encore aujourd'hui beaucoup à apprendre dans ses Mémoires, dont la lecture attentive est indispensable aux physiciens; la marche la plus fructueuse était sans doute de leur emprunter beaucoup et de suivre les progrès de la théorie jusqu'à l'époque actuelle, dans les limites où je pouvais en développer l'exposition.