Une simple raie dans une surface peut produire

des couïeurs par l’interférence des ræyons réfléchis par ses

bords, comme l’a remarqué lui-même le grand physicien que nous venons de citer. Souvent un fil d’araignée brille, au soleil, des plus vives couleurs : cet effet peut être dû à une cause semblable à celle qui a été précédemment indiquée , ou à la nature même du fil que l’insecte forme par l’agglutination de plusieurs autres plus déliés; ce qui doit lui don-

ner une apparence striée et non cylindrique.

705. — Les phénomènes dus à la réflexion ou à la réfraction de la lumière par la surface polie de la nacre de perle dépendent du principe précédent, du moins en ce qui tient à la structure de la surface : ils ont été décrits par le docteur Brewster, dans les Transactions philosophiques de 1814, page 397. :

Dans le Journal philosophique d' Edimbourg (vol. 2, page 117)ilest fait mention de plusieurs propriétés remarquables qui résultent de la composition singulière de ce corps. Chacun sait que la nacre est l’intérieur de l’écaille d’une certaine espèce d’huître : elle se compose de lames extrèmement minces d’une substance élastique , quoique très dure, disposées parallelement à la surface intérieure de l’écaille, qui est d’une forme assez irrégulière. Quand on la plane et qu’on la polit, la surface artificielle que l'on obtient ainsi coupe les surfaces naturelles des lames suivant des courbes onduleuses, qui sont plus ou moins rapprochées entre elles, suivant l'obliquité de l'intersection. Comme ces lames n’ont qu’une adhérence imparfaite, leurs extrémités se brisent par l'action des poudres, etc., qui servent à les travailler; de manière. qu’elles présentent une suite de sillons ou d’aspérités à peu près parallèles et à égale distance, en ne considérant toute-

fois qu’une petite portion de la surface. Si le poli n’est pas assez vif, on ne peut distinguer ces sillons.

La lumière réfléchie ou dispersée par les lames interfère et prend une ‘teinte ‘irisée dans la direction perpendiculaire aux stries ; mais le phénomène est singulièrement modifié par la forme particulière des creux et des aspérités; ce qui provient sans doute de la structure cristalline de la perle. On ne saurait nier que les couleurs ne soient dues uniquement à la configuration de la surface, puisqu’on peut les transmettre par impression à la cire à cacheter, à la gomme, à la résine et même aux métaux, sans leur faire perdre beaucoup de leur éclat. En examinant l’empreinte au microscope, on trouve qu’elle offre une copie fidèle des stries de la surface, quoique celles-ci soient quelquefois à moins d’un trois-millième de pouce l’une de l’autre.

Nous renvoyons aux mémoires originaux le lecteur curieux de connaître davantage cette, classe de phénomènes

intéressants, dont la théorie n’est pas toujours exempte d’obscurité.

$ VIII. — De la diffraction de la lumicre.

Franges extérieures à l'ombre d’un corps éclairé par un faisceau très mince ; leurs couleurs ne dépendent point du corps qui projette l’ombre.— Méthode de Fresnel pour observer ces franges ; leurs propriétés, leurs distances entre elles; elles se propagent en ligne courbe, — Les ombres visibles sont plus larges que les ombres géométriques. — Théorie de Newton sur linflexion de la lumière ; comment il explique les franges. — Objections de Fresnel contre l'hypothèse de Newton. — Dilatation des franges dans le voisinage du point rayonnant. — Exp'ication des franges par le docteur Young, d’après le système des ondulations. — Explication de Fresnel. — Règle pour déterminer l’éclairement d’un poibt sur un écran. — Estimation numérique des maxima et des minima.i— Eclairement du bord de l’ombre géométrique. — Eclairement à l’intérieur de l'ombre. — Franges observées par Grimaldi dans des ombres étroites. — Observation fondamentale du docteur Young sur les interférences. — Frangesicristées de Grimaldi. — Cas de diffraction au travers d’une petite ouverture circu- Jaire. — Table des couleurs de la tache centrale et des anneaux qui

Ventourent, = Analyse de cette tablepar Fresnel. — Eclairement de la tache centrale comparé à l'éclairement total : théorème de Fresnel. — Les couleurs sont celles des anneaux réfléchis. — Théorème de M. Poisson sur la clarté au centre d’une petite ombre circulaire. — Cas de diffraction au travers de deux ouvertures très rapprochées. — Expérience de Fresnel avec deux miroirs inclinés. — Effet de l’interposition d’un milieu plus dense quand les rayons interfèrent. — Déplacement des franges ; manière d’en faire l'expérience. — Argument contre lé système corpusculaire. — Méthode d’Arago et de Éséinel pour déterminer les réfractions des gaz. — Expériences de Fraunhofer sur la diffraction et les interférences ; son appareil. — Franges produites par une seule ouverture étroite ; leurs dimensions. — Expérience de Newton avec deux lames de rasoir. — Cas où les deux bords de louverture sont à des distances inégales de l’origine de la lumière.— Cas d’une petite ouverture circulaire.— Cas d’une très petite ouverture annulaire. — Interférence de plusieurs rayons qui passent « par un réseau. — Spectres de seconde classe. — Rapport He espaces colorés ; loïs auxquelles ils sont soumis, — Cas de réseaux très serrés ; manière de les construire. — Les spectres sont modifiés par la forme des stries qui composent le réseau, — Cas de réseaux inclinés ; spectres de seconde classe mon symétriques. — Considératious théoriques. — Formule de Fraunhofer. — Longueurs d’ondulation

assignées par Fraunhofer aux rayons B, C, D, ete. — Spectres de ; diffraction produits par la lumière réfléchie. — Spectres produits par des réseaux composés. — Modifications des phénomènes. — Spectres

de première classe. — Spectres de troisième classe : leurs modifications lorsque le nombre des rayons interférents vient à augmenter ; formule

ui les concerne. — Transition dés spectres imparfaits aux spectres parfaits de seconde classe. — Substitution de trois petites ouvertures aux réseaux. — Anneaux qui bordent les étoiles vues au télescope. — Faux disques des étoiles. — Explication des anneaux d’après le principe des interférences. — Phénomènes produits par des ouvertures de diverse figure. — Ouvertures circulaires ; ouvertures annulaires. — Autre série d’anneaux. — Image produite par une ouverture triangulaire. — Diaphragme triangulaire qui sert de micromètre de position. — Cas de trois ouvertures circulaires. — Ouvertures carrées. — Effet produit par un très grand nombre d'ouvertures carrées.

706. — Quand un objet reçoit un faisceau de lumiere excessivement mince, ou qu’il se trouve placé dans un cône de rayons divergeant d’un point presque géométrique, comme lorsqu'un rayon solaire passe dans une chambre obscure par un trou d’épingle, ou plutôt par une ouverture plus' grande derrière laquelle se trouve une lentille d’un court

foyer qui produit une image brillante du soleil et fait diverger les rayons dans toutes les directions, Pombre de cet objet est bordée, à l’extérieur, d’une série de franges colorées, d’autant plus ‘distinctes que le diamètre angulaire du point lumineux est plus petit quand on l’observe à la distance de

l'objet. Sitce diamètre augmente, les ombres ct les frange, provenant de chaque point du lumitiaire empiètent les unes sur les autres, altèrent les couleurs et produisent ce qu’on appelle la penombre de l’objet. Dans le cas contraire, l’om- “bre’est bien tranchée cet les franges sont nettement terminées.

7o7. — Ce phénomène fut décrit pour la première fois par le père Grimaldi , dans un ouvrage intitulé Physicomathesis de lumine, Bologna, 1665, et ensuite avec beaucoup plus de soin par Newton, dans le troisieme livre de son Optique. Les franges entourent les objets de forme quelconque et gardent toujours la même distance entre elles, comme les lignes qui marquent les côtes de la mer sur une carte géographique. Seulement, partout où les objets ont un angle saillant etaigu, les franges s’arrondissent autour du sommet, et partout où l'angle est rentrant, elles se croisent et viennent toucher l’ombre de chaque côté sans interférer ou se confondre. A la lumière blanche, on n’en aperçoit que trois dont les couleurs, à partir de l'ombre, sont : 1° le noir, le violet, le bleu foncé, le bleu léger, le vert, le jaune, le rouge; 2° le bleu, le jaune, le rouge; 5° le bleu pâle, le jaune pâle, le rouge pâle. À Ja lumière homogène, elles sont beaucoup plus nombreuses et de différente largeur, suivant la couleur dela lumière, les plus étroites étant données par le violet et les plus larges par le rouge, comme dans les anneaux colorés. C’est la superposition de ces diverses franges qui produit la variété des teintes, et même la destruction d?s couleursàäune peiite distance de l’ombre.

708. — Les franges sont absolument indépendantes de la nature du cerps dont elles entourent l’ombre, et de la forme de ses bords. Ni la densité de la matière, ui lirrégularité des contours, n’ont la moindre influence sur leur largeur, leurs couleurs ou leur distance à l'ombre : il est donc indifférent d'employer, pour les obtenir, le dos ou le tranchant d’un ra-

soir, une masse de platine, ou une bulle d’air dans une lame de verre (1).

D’après cette remarque, il est clair que leur cause n’a aucune connexion avec le pouyoir réfringent ni avec certaines attractions ou répulsions électives que les corps exercent sur la lumière : car on ne peut regarder de telles forces comme indépendantes de la densité du corps, quelque peu d’étendue que l’on suppose à sa sphère d'action.

709. — Pour examiner et mesurer les franges, Newton les recevait sur une surface blanche et polie ; mais Fresnel les faisait tomber sur un verre usé à l’émeri pour éviter l’inconvénient d’intercepter la lumière en se plaçant vis-à-vis : il pouvait ainsi les mesurer derrière le verre et les observer à la loupe. Il s’aperçut ainsi qu’elles restaient visibles au foyer de la lentille, et que même elles étaient beaucoup plus brillantes lorsqu'il enlevait l’écran de verre, comme sielles se fussent peintes dans l’air. Cette heureuse remarque lui permit de se passer tout-à-fait d’écran, et de prendre toutes ses mesures au micromètre, avec une précision plus grande que par toute autre méthode, telle enfin que l’exigeait la délicatesse de l'expérience. En effet, il est évident que les franges étant vues de la même manière que si elles étaient reçues sur un écran au foyer, elles peuvent être considérées comme une image optique quelconque formée au foyer d’un télescope.

Quelle que soit, du reste, la méthode que l’on emploie, on observera toujours les faits suivants :