CHAPITRE III

Jusqu'ici nous avons considéré la marche de la lumière dans les milieux transparents uniquement au point de vue géométrique, comme si un rayon de lumière incident ne donnait lieu qu'à un seul rayon réfracté. Cela est vrai si le rayon simple est hotnogè»$e, c'est-à-dire d'une couiew •impie (nous verrons tout à l'heure ce qu'on entend par cette dénomination); mais, si le rayon incident est composé de lumière blanche, au lieu d'un rayon réfracté unique, on obtient après l acté de la réfraction une infinité de rayons réfractés, phénomène qui a reçu le nom de diëperëion.

Ee spectre solaire. — Dans une chambre noire convenablement obscurcie, faisons entrer, à l'aide d'un porte-miroir et par un trou circulaire de un centimètre de diamètre, un

Fig. 13. Fig. 13

faisceau horizontal de rayons solaires a (fig. 13). L'image ronde du soleil ira se former sur le mur opposé au volet en a' (a" dans la fig. 12). Si, sur le trajet du rayon aa' nous plaçons un prisme de verre b dans la position indiquée par la figure, au lieu d'un faisceau de rayons solaires unique qui serait réfracté, nous obtenons en câ! (cd dans la fig. 12) une image allongée et colorée appelée Specire notaire. Ce spectre est composé des couleurs suivantes en commençant vers le haut : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Le rouge étant moins dévié que le violet est dit moins réfrangible. Chacune de ces couleurs est dite : « sitnpte » parce que, si l'on en isole une à l'aide d'un disque en cuivre noirci percé à son centre d'un trou qui la laisse passer, et que l'on reçoit le faisceau sur un second prisme, le faisceau réfracté par ce dernier sera de la même couleur.

Les rayons colorés qui émergent du prisme sont inégalement réfrangiblcs, c'est-à-dire que s'ils tombent avec la même

CHROMATIQUE. i\

incidence sur la surface d'un milieu réfringent, ils suivront, dans ce milieu, chacun une marche différente. Ainsi dans l'exemple de la réfraction d'un rayon incident par un milieu transparent cité page 33, si RO est un rayon rouge dont OR' est le rayon réfracté, OR' se rapprocherait davantage de la normale OB, si RO était violet parce que le violet est plus rcfrangible que le rouge.

Quand on veut étudier avec soin la conslitulion physique du spectre solaire ou bien l'action du spectre sur les substances sensibles à la lumière, il est nécessaire, pour produire un spectre convenable , de prendre les dispositions suivantes :

Dans le volet d'une chambre complètement obscurcie (fig. 14), on place verticalement une plaque de cuivre à ouverture rectilignc très-étroite (pas inférieure cependant à un millimètre de largeur), et de deux ou trois centimètres de hauteur. On rend d'ailleurs les deux lamelles de cuivre qui la forment mobiles, pouvant s'éloigner ou se rapprocher suivant que le spectre doit être plus ou moins intense.

Les rayons solaires sont réfléchis horizontalement a travers cette ouverture rectiligne par un miroir plan en verre argenté et poli sur sa surface supérieure. Au besoin, un miroir ordinaire peut être employé, mais dans ce cas, une partie des

rayons chimiques de la lumière est absorbée par son passage à travers le verre du miroir.

Sur le trajet du rayon lumineux se place verticalement le prisme (dont la section est un triangle équilatéral) en flint, quartz ou tout autre matière transparente, monté sur un pied à trois vis. Le ruban lumineux doit tomber sur une de ses faces seulement (et près de son arête). On vérifie la verticalité du prisme en comparant la hauteur du spectre à celle de la fente au-dessus du plancher : ces deux hauteurs doivent être égales.

En tournant le prisme sur son axe (et sa monture est disposée de façon à permettre facilement un tel mouvement), on voit le spectre se rapprocher du rayon lumineux a a' (fig. 15), et il arrive bientôt un moment où il s'en éloigne, même en tournant le prisme en sens inverse. Il y a donc une position du prisme, appelée mlnimifm de déviation (1), qu'il est essentiel de bien réaliser, sinon les couleurs du spectre seraient mélangées de lumière blanche.

Le spectre ainsi obtenu n'a pas de contour nettement défini, mais en le recevant dans un appareil photographique (2) à travers un objectif double comme le montre la fig. 14, on peut mettre la fente au point à travers le prisme et dès-lors il prend une forme rectangulaire. En faisant mouvoir la crémaillière de l'objectif, on peut mettre les différentes couleurs successivement au point (car elles ont toutes un foyer différent).

La chambre noire qui sert à recevoir le spectre doit pouvoir se raccourcir et s'allonger suffisamment et être supportée par un pied susceptible des mouvements nécessaires pour la placer hori-

(1) Dans ce cas, l'angle de dispersion est aussi faible que possible et le spectre aussi court que possible. Pour réaliser cette position du prisme, le rayon incident Ro (fig. 9) et le rayon émergent o'R' doivent faire des angles égaux avec la bissectrice de l'angle A du prisme.

(2) Nous supposons ici le lecteur familiarisé avec les procédés pratiques de la photographie.

zontaleraent. Le châssis à glace dépolie aura environ 40 centimètres de hauteur sur 50 de large.

Le prisme doit toujours se placer le plus près possible de l'objectif.

Plus l'objectif et le prisme sont rapprochés de la fente, plus le spectre est large et long; et plus ils s'en éloignent, plus il est court et lumineux. Il en résulte, lorsqu'on fera des expériences sur l'action chimique du spectre avec des substances très-sensibles à la lumière, qu'on se servira de la première disposition, et avec celles, au contraire, peu sensibles, de la seconde. Dans le premier cas, le spectre doit avoir 3 ou 4 décimètres de longueur ; dans le second, i décimètre, et même on élargira un peu la fente du volet.

Les diverses teintes du spectre solaire sont plus ou moins espacées suivant le pouvoir dispersif du prisme employé. Nous avons déjà désigné les couleurs principales dont il est formé, ajoutons que Si»* John Werscnel en a ajouté deux autres, assez difficiles à bien observer, mais qui se voient cependant si la chambre est bien obscurcie, ce sont, au-delà du rouge : le cramoisi; et au-delà du violet : le gris ou violet lavande (crimion and lavander).

Raie» do spectre. — Quand on examine avec attention le spectre solaire produit comme nous venons de le décrire, on observe dans le sens de sa largeur une infinité de raies noires qui ont été découvertes par Woiiaêion et Frauen- *o/ef. Ces raies, pour la lumière solaire, et la même substance réfringente ont toujours le même ordre relatif, ce qui est précieux parce qu'elles servent à désigner exactement telle partie du spectre.

En effet, le passage d'une couleur à une autre étant insensible, la désignation de jaune, rouge, etc., est vague. On la rend précise en désignant la raie ou le groupe de raies qui caractérise exactement la place de telle partie du spectre que l'on veut désigner.

On trouve chez M. Sécretan, opticien, Pont Neuf, à Paris, une

Houge .

Orangé.

J;lUIIC .

figure lithographiéc et colorée du spectre qui renferme toutes les principales raies du spectre avec leur désignation. Cette planche, qui a plus d'un mètre de longueur et dont le prix est de 6 francs seulement, est indispensable à toute personne qui étudie l'optique. Action chimique dn spectre. Rayon» extra-prismatiques. — Nous avons déjà parlé de l'action chimique de la lumière page 49.

Si l'on expose pendant quel- 1 ques minutes à l'action du 3 spectre solaire maintenu im- 5 mobile un papier au chlorure l d'argent et si, de temps à autre,

s on interpose entre le spectre et Z le prisme un verre dépoli (ce | qui permet de voir l'action suc- M cessive de la lumière qu'autrement on ne verrait pas), on remarque que l'action commence dans l'indigo et le violet, puis se poursuit dans le bleu et bien au-delà du violet là ou l'œil ne distingue cependant aucune lumière. Dans le rouge, l'orangé, le jaune et le vert l'action est tout-à-fait nulle et le papier au chlorure d'argent y reste blanc.

En substituant au papier au chlorure d'argent un papier au bromure de même métal, l'action s'étend un peu dans le vert.

Rayons invisible».

Fig. 13.

La figure 15 représente cette expérience. Le rectangle de droite figure les sept couleurs du spectre, désignées à gauche en

caractères d'imprimerie. Le rectangle noir de gauche représente un papier au bromure d'argent, et le rectangle suivant un papier au chlorure de même métal, papiers qui ont été soumis un temps très-long à l'action du spectre.

La plupart des substances sensibles à la lumière se comportent de la même manière. Cette expérience est de la plus haute importance pour l'optique photographique. Elle démontre d'abord que les couleurs les plus brillantes du spectre, celles qui se trouvent le plus répandues dans la nature , à savoir : le rouge, l'orangé, le jaune et le vert n'ont aucune action sur les substances sensibles à la lumière, que les couleurs les moins brillantes au contraire : le bleu, l'indigo et le violet ont, sur ces substances une action très-vive, (le maximum étant dans l'indigo) et enfin qu'il existe dans la lumière solaire des rayons invisibles pour notre œil qui ont sur les substances citées une action très-vive. Ces rayons invisibles ont reçu le nom de rayonê eœtraprigmatique*.

De la couleur des corps. — Les corps de la nature éclairés par la lumière solaire nous offrent toutes les couleurs imaginables. C'est que la lumière solaire ou celle des nuées qui les frappe est décomposée à leur surface : ils absorbent tous les rayons simples dont la lumière blanche est formée, excepté celle qu'ils réfléchissent. Les corps blancs réfléchissent tons les rayons incidents qui les frappent, les corps noirs les absorbent tous.

Cependant les corps colorés n'absorbent qu'une partie des rayons colorés qui les frappent, une grande partie de la lumière blanche qui les éclaire est réfléchie a l'état diffus et sans être décomposée. Ce sont surtout les corps rouges, jaunes et verts qui sont dans ce cas, et c'est grâce â cette propriété qu'ils se reproduisent sur les surface* photographique* • Les

(I) Nous adoptons ce terme pour désigner les surfaces d'iodure, de bromure de chlorure d'argent, etc., dont les photographes font usage et qui, comme on le sait, sont fort sensibles à la lumière (qui les noircit).

corps bleus et violets, qui, au contraire ne réfléchissent presque pas de lumière blanche, sont au contraire U v photogénique* ou aciintqueêii).

Le bleu et le violet sont même si photogéniques qu'ils se reproduisent sur les surfaces photographiques comme s'ils étaient blancs. Le rouge et le jaune le sont si peu qu'ils se reproduisent comme s'ils étaient noirs. Il y a cependant des moyens pour modifier ce phénomène et faire en sorte que la reproduction des couleurs soit plus conforme à la vérité. (Voyez Traité général de Photographie, 5° édition, page 28).

Dispersion. — Nous avons déjà défini le terme Dispersion page 34. La dispersion des milieux réfringents se mesure sur la longueur du spectre qu'ils fournissent. C'est ainsi que le flint est dit plus dispersif que le crown parce que le spectre qu'il fournit est plus long que celui du crown.

La couleur jaune étant la plus brillante du spectre est celle qui se rapproche le plus du blanc comme intensité. C'est aussi la couleur du rayon que l'on a choisi comme rayon réfracté dans la mesure du pouvoir réfringent (indice de réfraction) des milieux transparents, le rayon incident étant blanc. Tous les indices de réfraction donnés par les tables sont donc trop élevés si l'on considérait comme rayon réfracté le rouge, et tous seraient trop faibles si l'on considérait le rayon violet comme rayon réfracté, puisque, sur le nombre infini de rayons réfractés auquel donne lieu un rayon blanc, le rouge est celui qui est le moins réfracté et le violet le plus.

Mais la quantité numérique dont tous ces indices sont trop élevés pour le rouge et trop faibles pour le violet varie avec la nature du milieu auquel l'indice se rapporte, puisque les différents milieux étalent plus ou moins les couleurs du spectre.

Le coëfficient de dispersion (ou simplement la cf<«-

( 1 ) Termes usités par les photographes pour designer des rayons lumineux ayant une vive action sur les surfaces photographiques.

persion) d'un milieu se désigne par la différence entre l'indice de réfraction du rouge (ou du jaune dans l'optique photographique) avec l'indice du violet (de l'indigo dans l'optique photographique).

NIMÉROS.