CHAPITRE PREMIER

Lois générales de la réflexion de la Lumière .

P o u r que la surface d’un corps réfléchisse régulièrement la lumière , et donne une image distincte des points lumineux par lesquels elle est éclairée, il faut la polir, c’est-à-dire user soigneusement autant qu’il est possible toutes ses plus petites inégalités. Tel est l’état où l’art amène le verre , les cristaux, les métaux. Nous considérerons d’abord les phénomènes que présentent les surfaces ainsi préparées ; nous tâcherons ensuite d’examiner en quoi le poli contribue à leur effet.

Pour étudier les lois de la réflexion avec méthode, nous commencerons par les déterminer relativement aux surfaces planes. Il sera facile ensuite de les étendre aux surfaces courbes. Car dans toutes les modifications que nous pouvons imprimer à la lumière , en faisant agir sur elle des corps d’une étendue sensible , les rayons lumineux se comportent , au moins pour nos sens , exactement comme feraient des lignes droites mathématiques ; de sorte, par exemple , que la réflexion sur chaque point d’une surface s’opère exactement de même que sur le plan qui la toucherait en ce point ; et comme on peut toujours calculer la position du plan tangent, relativement à tous les points d’une surface donnée , il s’ensuit que la réflexion de la lumière sur des surfaces quelconques ne sera qu’un simple objet de calcul.

Pour cette recherche , et en général pour toutes les expériences d’optique , il est indispensable de pouvoir opérer dans une chambre qui reçoive les rayons du soleil , au moins pendant un certain temps de la journée, et dont les fenêtres soient fermées par des volets bien joints , qui permettent d’y produire une obscurité complète. Alors on pratique dans ces volets une ouverture plus ou moins large, où l’on ajuste une plaque mé«

DE LA LUMIÈRE

tallique percée de divers trous d’inégale largeur, que l’on, puisse ouvrir et fermer à volonté. En ouvrant un seul de ces trous lorsque le soleil éclairera le volet de la fenêtre, la lumière de cet astre entrera dans la chambre sous la forme d’un trait délié, qui deviendra sensible par l’illumination des petites poussières qui voltigent toujours dans l’air. Nous composerons plus tard des appareils plus savans et plus commodes ; pour le moment celui-là suffit.

Maintenant , si l’on fait tomber ce trait de lumière solaire sur la première surface d’une lame de verre horizontale , polie, transparente et oblique sur sa direction , on remarque les phénomènes suivans :

i°. Le trait lumineux ne se transmet pas tout entier à travers la surface. Une partie est réfléchie en haut sous une direction dépendante de son obliquité. Si l’on place l’œil sur cette direction, on voit une image du soleil, vive et brillante, qui semble venir de dessous la glace du côté du plancher.

2°. Le point’ où le rayon rencontre la lame est visible de tous les points de la chambre hors de la direction du rayon réfléchi ; mais il paraît ainsi incomparablement moins lumineux que si on le regarde sur cette direction même; et elle est la seule qui donne une image régulière du soleil.

3°. Une portion de la lumière incidente échappe à la réflexion sur la première surface de la lame , et pénètre dans son intérieur. Parvenue à la seconde surface, elle y éprouve encore une réflexion partielle , et le reste ressort dans l’air pardessous la glace.

En nous arrêtant aux phénomènes que présente la première surface, on voit qu’il se passe ici trois opérations distinctes. Une partie de la lumière incidente est réfléchie régulièrement ; une autre partie est réfléchie irrégulièrement , comme si le corps n’était pas poli ; enfin le reste passe sans se réfléchir.

Si l’on substitue à la lame de verre un plan métallique poli , les deux premiers phénomènes auront encore lieu, mais le troisième ne se produira pas. Ainsi le métal poli réfléchit régulièrement une première portion de la lumière incidente , en dissémine irrégulièrement une seconde partie, et absorbe le reste :