Si l'on voulait comparer les degrés d'éclairement
OU d'éclat intrinsèqae de deux surfaces, il faudrait isoler une portion déterminée de chacune et la soumettre à l'examen : on atteindrait ce but en adaptant aux ouvertures du photomètre deux tubes poircis d'^ale longueur, et terminés par des orifices d'égale surface, ou sous-tendant des angles égaux ayant leur sommet au centre de l'instrument. Ces tubes limitant, sur les surfaces éclairées, des portions de même grandeur apparente, on pourra rendre leurs lumières égales sur le pa* pier huilé de la fente £ F , comme dans le cas des chandelles , etc. ( Bougner, Ihuté, page 3 1 . )
77.. — Le comte d^ Rumford a proposé une autre méthode de comparer l'inteusité d'éclat de deux luminaires ( fig. 8 ) , qui joint la commodité à l'exactitude , et présente de grands avantages dans certaines circonstances. (Yoy. les Ihmsaciiùns philosophiques , voL 849 page 67.)
Elle est. fondée sur l'égalité des ombres projetées par l'interposition de corps opaques entre les .luminaires et que surface blanche éclairée par tous les deux en même temps. Supposons , par exemple , qu'il s*^agisse de comparer le pouvoir éclairant de deux, flammes Letl, de différente grandeur, ou produites par des combustibles de dijQTérente nature , comme la cire et le suif. Devant un écran CD de papier blanc, dans nne chambre obscure , placez un. petit bâton noir de forme cylindrique, et derrière ce bâton les deux. flammes L et l, de manière à projeter sur IVcraii les ombres A B, éloignées l'une de l'autre d'une quantité à. peu près égale à la largeur de chaque ombre. De plus , l'inclinaison des rayons incidents L S A et /SB sur la surface de l'écran doit être exactement la même. On doit, alors reculer la flamme la plus éclatante ou rapprocher la plus faible , jusqu'à ce que les deux ombres paraissent de même intensité , et mesurer la distance de ces ombres ou de l'écran à chaque flamme , dont le pouvoir éclairant sera proportionnel au carré de cette dislance. La raison en est évidente : l'ombre qui résulte de chaque flamme est éclairée par la lumière de l'autre flamme. La clarté
de IVcran est la somme des clartés produites parles deux flammes : Tœil juge, dans ce cas, de la diminution d'ëclat de cette somme; et , si elle est la méine pour chaque ombre , il est clair que les clartés restantes doivent être égales.
78. — Cette méthode devient incertaine quand les lumières sont d'une grandeur considérable et très près de l'écran; Ifes pénombres ne permettent pas de comparer bien exactement les intensités relatives du centre des ombres. Cet inconvénient devient encore plus sensible lorsque les lumières diffèrent considérablement en couleur; et, dans ce cas,' la méthode devient presque impraticable. Ses avantages , cependant , tels que la promptitude de ses résultats et la simplicité de son appareil , puisqu^il n'est besoin , pour s'en servir, que d'objets que l'on a toujours sous la main ( car la cou* leur noire du bâton , quoique préférable , n'est pas absolument nécessaire ) , la rendent souvent très utile , à défaut d'instruments plus précis^
7g. — Il peut arriver que les himières à comparer ne soient pas mobiles, ou qu'on ne juge pas à propos de les rendre telles : dans ce cas , on parviendra à donner aux ombres la même intensité en inclinant l'écran sous différents angles avec les directions dans lesquelles il reçoit la lumière de chaque luminaire , et eu notant les angles d'inclinaison des rayons incidents. Les pouvoirs éclairants seront alors respectivement en raison directe du carré des distances et en raison inverse des sinus des angles d'inclinaison.
80. — Quand un faisceau de rayons lumineux traverse un espace vide ou un milieu parfaitement homogène, sa direction est rectiligne , comme nous l'avons déjà vu , et sa vitesse uniforme; mais, lorsqu'il rencontre un obstacle ou un milieu nouveau , il éprouve des changements ou modifications que l'on peut classer comme il suit ;
Le faisceau se partage en plusieurs autres , qui prennent
chacun un cbemia différent, c'est-à-dire qui sont diversement modifiés. ^
8i. — Ceux, de la première espèce sont réfléchis réguUère^ Thent, et poursuivent leur route après cette réflexion , entièrement hors du nouveau milieu.
82. — Ceux de la seconde et de la troisième espèce sont' réfractés régulièrement^ c'est à-dire qu'ik pénètrent dans le milieu , et qu'ils y poursuivent leur marche en obéissant aux lois de la réfraction. Dans plusieurs milieux , ils suivent précisément la même route , et peut-être ne pourra*t-on jamais les distinguer entre eux.
Pour de tels milieux , au nombre desquels on compte la plupart des liquides et des substances non cristallisées, la réfraction est dite simple* Dans plusieurs autres , tels que la plupart des cristaux, les rayons suivent des. routes diverses, et prennent par- là des caractères physiques différents : dans ce. cas, la réfraction est dite double.
85, r^ Les- rayons de la quatrième espèce se répandent dans toutes les directions^ les' uns entrant dans le milieu et formant un hémisphère lumineux à l'intérieur, et les autres produisant un^ hémisphère semblable à l'extérieur.. Ce sont * eux qui rendent la surface des corps visible à l'eeil, quelleque soit sa position à l'égard de ces corps : ils sont donc d'une grande importance dans le phénomène de lavision^
84. — Die tous ces rayons qui passent dans le milieu, une partie plus ou moins considérable est absorbée, éteinte ou perdue , sans changer de dirjectiou i cette absorption ne se fait pas tout d'un coup, mais progressivement, à mesure que la lumière pénètre plus profondément dans la substance. Dans les corps parfaitement opaques, tels que les métaux^ l'absorption est totale , et a lieu à une profondeur inappré-*
ciable ; néanmoins « Ton a de fortes raisons de croire qu'elle se fait graduellement.
Dans les cristaux , du moins dans les cristaux colores , l'absorptioB «e fait d'ans manière différente pour les deux moitiés du rayon réfracté régulièrement , et selon des lois que nous expliquerons en traitant de l'absorption de la lumière.
85. — Excepte dans quelques circonstances particulières, les parties régnlièrtment réfractées d'iin rayon blanc, c*est-àdire d'un rayon solaire, se décomposent en une multitude de rayons de diverses couleurs , qui diffèrent d'ailleurs par leurs propriétés physiques ; chacun de ces rayons poursuit ensuite sa route, indépendamment de tous les autres, et selon les lois de la réfiraction régulière ou de la réflexion. Les lois de cette décomposition ou dispersion des rayons colorés , et leurs propriétés physiques et sensibles , seront exposées à l'article Chromaiisme.
86. — Toutes les parties du { rayon lumineux régulièrement réfléchies ou réfractées subissent plus ou moins une certaine modification nommée polarisation, en vertu de laquelle elles présentent, à leur rencontre avec un nouveau milieu , des phénomènes de réflexion et de réfraction différents de ceux qui résultent de la lumière non polarisée. En gêné* rai, la himière polarisée 9uit le& mêmes lois que celle qui ne Test point , quant k la réflexion , k la réfraction , et aux directions que prennent les rayons de diverses espèces , dans lesquels elle se partage en rencontrant un nouveau milieu ^ mais ces rayons diffèrent, quant à leur intensité relative , suivant la position de la surface du milieu et de certaines lignes imaginaires ou axes intérieurs ,' par rapport aux rayons incidents de la lumière polarisée.
87.-7- Dans certaines circonstances, les rayons exercent une influence mutuelle, qui accroît, diminue ou modifie leurs
effets respectift d'après des lois particulières : cette influence mutuelle s'appelle interférence des rayons de lumière. Nous traiterons successivement de toutes ces modifications ^ en commençant par la réflexion r^;uUère de la lumière.
j III. -*- De la réflexion régulière de la lumière non polarisée "sur des surfaces planes.
Lob de la réflexion ; — - Démontrées par Fiapérience. -r Equations générales de la réflexion sur deux plans : — Valeur de ces symboles. — Cas où denx réflexions se £oiit dans le même plan. <^ Cas où les plans des deux réflexions sont a angles droits.
88. -^ Quand un faisceau de lumière tombe sur une surface liss^ et polie , une partie des rayons qui le composent est rdflëchie régulièrement i et continue sa route en ligne droite hors du milieu réfléchissant, La direction et l'inten^ site de ces rayons seront l'objet de nos recherches dans cette section , réservant pour un chapitre plus éloigné l'examen des propriétés physiques que le rayon acquiert par l'acte de la réflexion.
Nous commencerons par la direction de la lumière réflé-* chie; elle est déterminée par les lois suivantes »
Lois PB LA RÉFLEXION.
89. — Première loi. Quand la surface réfléchissante est plane , élevez une perpendiculaire au point d'incidence r le rayon réfléchi sera dans le même plan que le rayon incident et la perpendiculaire , avec laquelle il formera le même angle, mais du coté opposé.
90. — Le plan déterminé par la perpendiculaire et le rayon incident se nomme pUm d'incidence»
c)i. — L'angle entre le rayon incident et la perpendiculaire se nomme angle d* incidence.
92. — Le plan qui contient à la fois la perpendiculaire et le rayon réfléchi s'appelle ^Zan de réflexion, et l'angle entre la perpendiculaire et le rayon réfléchi, angle de réflexion.