INTENSITÉ

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Ce tableau est très-instructif, en ce qu'il nous fait voir l'immense différence qui existe entre l'intensité du soleil en été et en hiver. Ainsi, à Paris, au 21 juin, la hauteur du soleil à midi est d'environ 64° 47', son intensité est donc en chiffres ronds de 7,800. En hiver, le 21 décembre, cette hauteur est de 17° 43', son intensité n'est donc plus que de 5,000, soit les 2/3 de ce qu'elle est en été. On suppose ici un ciel très-pur. Mais si l'on réfléchit que le plus souvent en hiver, dans nos climats, le ciel est toujours brumeux, on pourra aisément s'expliquer la grande différence que présente l'intensité de l'astre radieux de l'hiver à l'été.

Nous avons vu que les rayons chimiques de la lumière, c'est-àdire cette partie de la lumière (bleu et violet) qui agit sur les surfaces photographiques, diffère de la partie éclairante (rouge et jaune) de la lumière. On en a un exemple bien frappant en recherchant l'absorption de la lumière chimique à travers les milieux très-transparents pour la lumière éclairante, le verre par exemple. On trouve tout d'abord que te poii plus ou moins parfait de la 9urface exerce une grande influence sur l'absorption. Plus le poli est parfait, moins l'absorption est

considérable, toutes autres choses étant égales d'ailleurs. Ceci s'explique par ce fait bien connu, qu'un verre dépoli arrête une grande partie des rayons chimiques de la lumière, or, une surface imparfaitement polie est une surface légèrement dépolie.

Secondement, l'absorption dépend beaucoup de la teinte du milieu.

C'est ainsi qu'un verre complètement incolore, comme le flint léger, laisse passer 2 et 3 fois autant de lumière chimique que le flint très-lourd qui est jaunâtre, et i 4/4 fois autant que le crown ordinaire qui est verdâtre.

Quand les lames transparentes sont bien incolores, elles laissent passer à peu près toutes également la lumière chimique. C'est ainsi que des lentilles de même forme, en quartz, sel marin, flint, crown, ne donnent aucune différence comme transmission de lumière chimique (0.

L'épaisseur du milieu exerce une grande influence sur l'absorption de la lumière chimique (celle qui agit sur les surfaces photographiques). La loi découverte par Bougucr s'applique ici comme pour l'absorption de la chaleur rayonnante, à savoir, que les intensités du rayon transmis forment une progression géométrique décroissante, qnand les épaisseurs forment une progression arithmétique croissante.

Si l'absorption était simplement proportionnelle à l'épaisseur

(1) L'auteur de cet ouvrage a fait construire par M. Secretan des lentilles de 1 pouce de diamètre sur 6 de dislance focale, en flint, crown blanc, quartz incolore, sel gemme incolore, et les a comparées en les montant toutes ensemble sur une chambre noire et recevant l'image des objets extérieurs sur une même surface photographique. Les & images photographiques étaient d'intensité sensiblement égale. Si donc ces mêmes milieux ; ainsi que M. Allbn Miller l'a prouvé, exercent un pouvoir absorbant différant sur certains rayons d'une très-haute refrangibilité (et situés bien au delà du violet) cela ne veut pas dire qu'ils absorbent aussi différemment des rayons d'une réfrangibilité moins grande, tels que les rayons bleus, indigos, violets et n'infirme en rien le résultat de nos expériences.

du milieu, une lame très-épaisse de ce milieu serait opaque. En effet, prenons pour exemple l'eau de la mer. Si un mètre d'eau de mer absorbe un vingtième de la lumière incidente, alors vingt mètres absorberont les vingt vingtièmes, soit la totalité de cette lumière et à cette profondeur il y aurait une obscurité complète. Telle n'est pas la vérité. Si le premier mètre d'eau absorbe une partie de la lumière sur 20 parties incidentes il en reste 19 qui ont traversé ce milieu. Le second mètre n'absorbera que le vingtième de ces 19 parties, il en restera donc 18,05; le troisième mètre n'absorbera qu'un vingtième des 18,05 partics de lumière transmises par le second, et ainsi de suite, de sorte que, même y eut-il cent, mille, et même un million de mètres d'eau de traversés, encore resterait-il toujours une certaine quantité de lumière transmise, ce qui est en effet, conforme à l'expérience. Il s'en suit que dans une lame transparente trèsépaisse ce sont les premières couebcs de cette lame traversées par la lumière incidente qui absorbent de cette dernière la plus grande partie, les suivantes en absorbant beaucoup moins.

Il s'en suit encore qu'étant données deux lames transparentes dont l'épaisseur de l'une est double de celle de l'autre, la première n'absorbera pas le double de la lumière incidente de celle qu'absorberait la seconde. Au contraire, l'absorption sera presqu'égale si l'épaisseur des lames ne dépasse pas quelques centimètres et si elles sont incolores.

Réflexion de la lumière. — Une surface est réfléchi*tante quand elle renvoie plus ou moins la lumière incidente qui la frappe. Tous les corps sont donc plus ou moins réfléebissants. Cependant on affecte vulgairement le nom de surfaces réfléchissantes aux surfaces polies. Mais même en frappant une surface parfaitement polie, un rayon de lumière ne s'y réfléchit qu'en partie. Une partie est absorbée par le milieu qui forme la matière à surface polie, une autre est diffusée, une troisième passe au travers si le milieu est transparent, et enfin une dernière est réfléchie.

L'étude de la réflexion de la lumière à la surface des lames polies porte le nom de catoptrique.

Soit AB (fig. 3) une surface réfléchissante plane, RO un rayon de lumière incident qui la frappe, il se relèvera réfléchi suivant OR' dans le même plan que le rayon incident, plan perpendiculaire à la surface réfléchissante, et faisant avec elle un angle R'OA égal à l'angle ROB. La normale Fig. s.

NO est la droite perpendiculaire à la surface AB qui fait avec le rayon d'incidence RO et le rayon réfléchi R'O des angles égaux.

De cette manière on peut calculer la marche de la lumière réfléchie sur des surfaces géométriques quelconques, mais cette étude est complètement étrangère à l'optique des instruments photographiques.

Miroirs et leur pouvoir réflecteur. — Une surface métallique polie est appelée miroir. La quantité de lumière réfléchie à la surface d'un miroir dépend de trois éléments : du degré de perfection de son poli, de sa couleur propre, de l'incidence des rayons lumineux qui le frappent.

Plus le poli est parfait, moins il y a de perte de lumière dans l'acte de la réflexion. Les surfaces métalliques se polissant très-difficilement et d'ailleurs se ternissant promptement à l'air, on leur substitue le plus souvent des lames de verre poli étamées au mercure ou mieux argentées. Dans ce cas, le métal participe de l'admirable poli que l'on donne si facilement au verre.

De la couleur du métal dépend, en grande partie, la couleur du rayon réfléchi et son intensité. Ainsi le cuivre, qui se polit difficilement et dont la couleur est rouge, réfléchit imparfaitement les rayons lumineux et leur communique sa teinte rouge, l'or sa teinte jaune. De tous les métaux le plus blanc est l'argent. C'est pour ce motif que les glaces argentées conviennent le mieux comme miroirs. Elles réfléchissent, suivant Jf. de Sieinheii,

les 90 centièmes des rayons incidents qui les frappent, tandis que les glaces etamecs au mercure ne réfléchissent que les 65 centièmes. De plus, le seul emploi que l'on fasse en photographie des miroirs, consistant à renvoyer les rayons solaires dans les appareils d'agrandissement, et le soleil détruisant très-vite les glaces étamées au mercure, dont le mercure se réunit en gouttelettes, tout l'avantage est en faveur des glaces argentées.

Enfin plus la lumière tombe obliquement sur une surface réfléchissante, et moins elle perd de son intensité par la réflexion. Il y a plus; si elle tombe sous un angle très-aigu par rapport à la surface réfléchissante, elle se réfléchit en entier. On en a une preuve bien évidente en regardant un objet blanc, réfléchi par une lame polie de cuivre rouge ou d'or, cet objet paraît rouge ou jaune. Mais incline-t-on la lame de manière que le plan réfléchissant soit dirigé vers l'objet, de sorte que les rayons émanés de ce dernier rasent la lame, cet objet n'est plus coloré par la couleur de la lame, il est blanc. C'est qu'en effet toute la lumière émanée de l'objet est réfléchie , quelle que soit la couleur de la lame réfléchissante, il y a réjïectiot* totale.

Généralement on s'imagine que plus les rayons lumineux tombent perpendiculairement sur une surface réfléchissante, plus il a de lumière réfléchie. C'est donc le contraire qui est la vérité. Si l'on représente, en effet, par 100, l'intensité des rayons solaires tombant sous un angle de G0° à 90° (c'est-à-dire presque perpendiculairement) sur un miroir étamé au mercure, l'intensité des rayons solaires réfléchis est de GO, donc il y a eu 40% de perte dans l'acte de la réflexion. Si au contraire les rayons solaires font avec le miroir un angle de 5 degrés seulement, l'intensité des rayons réfléchis est de 70, il n'y a donc que 30 °/ 0 de perte. Avec les miroirs argentés, ainsi que nous l'avons vu plus haut, la perte est beaucoup moins grande.

Porte-miroirs. — Les instruments qui servent à réfléchir les rayons solaires dans les appareils d'optique sont désignés sous le nom de jporfe-m<t*o<t*#. Voici la description des deux modèles dont on se sert le plus fréquemment.

BCDE (fig. 4) est une plaque carrée de bronze ou de fer que l'on fixe à l'aide de vis J, I au volet d'une chambre obscurcie. Cette plaque est percée d'une ouverture ronde qui reçoit un disque également rond denté sur sa périphérie et percé au centre d'une ouverture circulaire. Afin que ce disque soit maintenu en place et ne puisse tomber on le recouvre d'un autre attaché à la plaque carrée. Un pignon à bouton F engrène dans les dents du disque circulaire et peut faire tourner celui-ci.

Au disque circulaire tournant est attaché une petite fourchette que l'on voit sous la lettre a. Le miroir A est fixé dans une petite roue dentée a dont l'axe est tenu par la fourchette. Un pignon, dont le bouton se voit en G, travaille sur la petite roue dentée a, de sorte que Ton peut donner au miroir toutes les inclinaisons imaginables par rapport au plan BCDE, et comme d'un autre côté le bouton F permet de faire tourner le disque auquel le miroir est attaché, il s'en suit que le miroir peut recevoir toutes les positions exigées.

Cet instrument, nous l'avons dit, se fixe au volet de la chambre noire.

En tournant simultanément aux boutons F et G, on peut renvoyer les rayons solaires par l'ouverture du centre dans la

chambre obscurcie fik. 4.

et donner aux rayons réfléchis la direction désirée qui, le plus souvent est horizontale.

L'ouverture circulaire qui donne passage aux rayons réfléchis doit avoir le diamètre de la largeur de la glace, mais, quant à la longueur que doit avoir cette dernière pour réfléchir un cylindre de rayons solaires d'un diamètre égal à l'ouverture, elle dépend de l'orientation du volet et de la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon. L'orientation la plus convenable est celle dans laquelle le volet regarde le midi (le Nord dans les climats situés dans l'hémisphère Sud : aux Indes orientales,

au cap de Bonne Espérance, etc.). La hauleur du soleil dépend de la latitude du lieu, plus cette latitude est élevée plus le miroir doit être long. Dans nos climats (du 40 e au 00 e degré de latitude) il suffît que cette longueur soit de 5 fois celle du diamètre de l'ouverture, pour que les rayons réfléchis par le miroir couvrent l'ouverture le printemps et l'été (du 1 er Mars au 30 Septembre); mais en hiver, surtout du 50 e au C0 e degré de latitude, cette longueur est de bcau- Fl *« 8 - coup insuffisante et

même un miroir dix fois plus long que la dimension indiquée plus haut serait encore trop court.

Le porte-miroir représenté fig. 5 est plus convenable pour

l'hiver, mais il exige une disposition tonte particulière, une chambre obscurcie bâtie exprès dans un jardin ou sur une terrasse.

Cette chambre doit être très-basse, afin que les rayons solaires passent, même en hiver, au-dessus du toit qui la couvre, toit dont le sommet est dirigé vers le Sud, tandis que la partie la plus basse, élevée tout au plus de 6 pieds au-dessus du sol, regarde le Nord. Les appareils optiques ne sont plus dirigés vers le midi mais vers le nord, et c'est à 2 ou 5 mètres au nord du bâtiment que se place le porte-miroir, dont voici la description.

Le miroir L est carré ou mieux circulaire. Son diamètre doit être double de celui de la lentille sur laquelle les rayons solaires seront réfléchis. Ce miroir monté en bois est attaché à l'aide de 4 vis aux pattes du demi cercle denté K, dont l'axe (horizontal) tourne entre deux montants verticaux de fer. Une petite roue dentée I engrène avec le demi cercle et est placée un peu latéralement, car la tige a doit occuper l'axe vertical du pied du miroir, et c'est de la vis sans fin qui termine cette tige a que la petite roue I et par suite le demi cercle K, reçoivent leur mouvement.

Le pied fixe de l'instrument est constitué par le plateau de fer ce. tourné sur sa l'ace supérieure et sur sa face inférieure, du plateau de fer de fonte II, et des trois pieds D de fer ou de bois qui réunissent les deux plateaux.

La tige a est terminée à sa partie inférieure par une petite roue conique dentée, dont la partie inférieure tourne dans un coussinet fixé au plateau II. La tige horizontale G dont l'une extrémité se rend dans la chambre noire où elle est terminée par une tète de clef que l'on meut à la main, et l'autre (celle que l'on voit sur la figure au-dessus de la lettre H) terminée par une roue dentée conique qui engrène avec la roue conique de la tige a, sert à transmettre le mouvement. En tournant donc la tige G, on communique le mouvement à la tige a, par suite aux roues I et K, de sorte que le miroir reçoit ainsi un mouvement dans un plan vertical.

Les deux montants E qui soutiennent le miroir sont fixés sur un plateau de fer tourné dont le rebord appuie sur la partie supérieure

du plateau ce qui présente une ouverture centrale circulaire égale à la moitié de son diamètre total. Le plateau qui porte les montants E peut donc tourner librement sur le plateau c, mais pour lui communiquer ce mouvement de la chambre noire, on lui superpose à sa partie inférieure un autre plateau B dont la circonférence dentée engrène avec la vis sans fin qui termine la tige A qui se rend dans la chambre noire. Le plateau C est donc serré (à frottement doux) entre le rebord du plateau supérieur et le plan du cercle denté B de sorte que le système des montants EE est solide. Les plateaux laissent du reste passer librement la tige a. Le miroir, outre le mouvement dans le plan vertical, a donc aussi un mouvement dans le plan horizontal, de sorte qu'il peut prendre relativement à un point donné toutes les positions imaginables.

La partie réfléchissante du miroir étant tournée vers le soleil, il suffît de communiquer de l'intérieur de la chambre noire aux tiges A et G un mouvement convenable pour réfléchir horizontalement les rayons solaires dans les appareils optiques.

Héllostats. — Les héliostats sont des porte-miroirs qui reçoivent leur mouvement d'une horloge de telle façon que les rayons solaires réfléchis restent immobiles dans une direction déterminée.

Comme la description minutieuse de ceux de ces instruments dont l'usage en photographie est important occupe un espace de ce livre assez considérable, nous en avons fait un chapitre spécial que l'on trouvera dans le livre qui traite des agrandissements (voyez la table des matières.)

RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE