OPTIQUE

Cil API TUE LVII.

l*ROI'A(;\TION IIE LA LlMltRE. '

681. De la lumière. — Lors<]Ufi l oii vient à fermer toutes les ouvpiiures (rniie rliainbre, les objets qui se trouvent »lans l'intérieur tie la cbainbre ressent d'êlre aperçus, lies objets existent loulefois, l'organe de la vision existe également, et pourtant le rapport ne s’établit point entre eux; la vision n’a pas lieu. Il ne suffit donc pas (]u’un objet soit en présence de l'œil pour que celui-ci l'aperçoive, il faut encore un agent intermédiaire A l'aide duquel s'établil le rapport de l'un à l'antre; de même qu'il ne suffit point (|ue l'oreille soit en présence d’un corps en vibration pour percevoir un son : ce son ne peut être perçu (|ii’antant qu’il existe un milieu pondérable et élastique capable de transmettre le mouvement à l'organe de l’ouïe. Dans le eus de la vision, cet intermédiaire s’appelle la lumière. Les physiciens admettent communément aujourd’hui qu’elle est constituée par un fluide infiniment subtil et élastique appelé éther, qui remplit tout l’espace et pénètre la substance même des corps transparents. Les corps (|iie l’on appelle lumineux par enx-inémes, les sources de Ininière, sont dans un étal particulier de vibration ; cette vibration se communique à l’éther, dans lequel elle se transmet de proche en proche par ondes analogues aux ondes sonores, (le inonvemenl finil par atteindre la l’éline.

DK LA I.UMikHi:.

Sj*!

>iui se ll■(Hlvo impressionnée de la même façon (|iie le sonl les parties internes de l'oreille par les ondes sonores.

La lumière est donc une vibration eomme le son. De même que tous les cmps, à i>eu près, peuvent devenir sonores, de même tons les corps |)eii\ent devenir lumineux; il siiflil d’élever suffisamment leur température, soit directement jiar l'action d'un foyer c.alorifique, soit par l'intervention de l'électricité, soit, ce qui a lieu le plus ordinairement, par la prodiicliou d’un phénomène chimique. Tout le inonde sait que c’e.st à la combustion, qui n’est (lu'une combinaison chimique, que nous empi’untons tontes les sources de lumièi'e dont nous nous servons dans l’économie domestique, l’industrie ou les arls.

Ce ne sont pas seulement des impressions optiques que produisent les \ibralions de l'éther, ce sonl aussi des impiessions calorifiques (.126). Toutefois la lumièie ne commence que loreque la vibi'alion est devenue suffisamment rapide, de même que cela ai rive pour l’oreille v is-è-vis des mouvements vibraloiies ordinaires, l.oi-squ’elles ont une vite.sse mojeune, les vibrations de l’éther produisent une impression exclusivement calorifique. Le mouveme.nl vibiatoire de l’éthei' entendre aussi dos phénomènes chimiques <]ui .sont le fondement de la photographie. Ce sont surtout les vibrations rapides qui sont aptes à celle fonction spéciale. Il arrive même un momeul où, à cause de leur rapidité, ces vibrations cessent d’impressionner la rétine, aloisi même qu’elles agissent pour exciter l’action chimique.

682 Propagation rectiligne de la lumière.. — Le mouvement vibratoire de l’éther dilTère beaucoup île celui qui li’ansmel le son; la vitesse de Iransmissiou est infiniment plus grande, et les ondes infiniment plus courtes. Ainsi les sons les plus graves employés en musique ont une longueur d’ônde d’une dizaine de mètres; l’onde des plus aigus est do 5 ou 6 centimètres, et les sons qui, sans aucun emploi musical possible, à caii.se de leur caractère suraigu, sont cependant susceptibles d’être perçus par l’oreille, ont encore une longueur d’onde d’environ un centimètre. Le phénomène optique qui correspond è la hauteur du son est la couleur. La couleur la plus ijvave est le rouge. Sa longueur d'onde est de

8fiO l'ROl'AGATION DK I,A I.UM 1 feRK.

310 millionit-iiies de millimi’-li’o, en qui rorrespond à 514 trillions rli* vilualidiis i).ir seconde. Le violet esl la couleur la plus aiffitë, elle résulte de 752 Irillious de vibrations par seconde, avec une longueur d’onde de 212 millionièmes de millimètre.

A celle particularitd se lattaclie un plnniomène très-important: c’est que les ondes arrêtées par un obstacle ne se reforment pas derrière, comme cela a lieu pour le son. Il y a bien, même dans le cas du son, une sorte (V ombre sonore, mais le fait esl peu sensible, tandis qu’il esl presipie absolu pour la lumière, et les choses se passent de telle façon ()ue la propagation de la lumière doit être considérée comme se faisant evaclemenl suivant une ligne droite.

On peut démontrer la propagation rectiligne de la lumière par l’expérience suivanle :

On place une lumière C (lig. fi08) derrière un écran percé d’une

petite ouverture A.

A une cerlainedistance on dispose un second écran percé aussi d’une petite ouverture B. et on applique l’œil derrière. Tant que les trois points C, A. R sont en ligne droite, l'œil aperçoit la lumière; mais pour peu ijue celle direction rectiligne soit altérée, on cesse de l’apercevoii'. On peut donc admettre que, dans un même milieu du moins, la propagation de la lumière a lieu en ligne droite, et on nomme rayon lumineux toute ligne droite suivant laquelle la lumière se j)ropagc. Au lieu d’un écran, on pourrait en prendre plusieurs, et on démontrerait le fait de la façon la plus précise.

En présence d’une source de lumière, tous les corps deviennent lumineux, c’est-à-dire qu’ils éprouvent par communication le mouvement vibratoire caractéristique de l’impression lumineuse; ils doivent donc êliv considérés, au même titre que les sources.

Je

t;ilAMBlU-; NOIHE. 861

comme les centres d’où parleiil les rayons lumineux dirifîés dans toutes les directions de l’espace.

Nous rcmar(]uerons toutefois que le fait de lu propagation rectiligne n’a pas une rigueur absolue : divers phénomènes, eu particulier ceux de diffraction, démontrent que les ondes se reforment réellement derrière les obstacles-, mais il faut, pour les observer, des conditions spéciales qui ne se rencontrent pas dans les circonstances oïdinaires. Nous n’en tiendrons nullement compte ici, et nous supposerons que les rayons lumineux sont formés exactement par des lignes droites. Divers phénomènes très-simples et très-connus peuvent se rattacher directement à cette supposition.

683. Chambre noire. — Si l’on vientà pratiquer une petite ouverture dans le volet d’une chambre (üg. 609), parfaitement close d’ail-

Fig. (HK). — Chambre noire.

leurs, et qu’en face de l’ouverture on dispose un écran blanc, on aperçoit sur l’écran une image renvei'sée du paysage extérieur. Cette image est d’autant plus nette que l’ouverture est plus petite, et que les objets sont plus éloignés; toutes les couleurs et leurs diveises nuances seront d’ailleurs reproduites avec la plus parfaite lidélilé.

l-KOl>A<;.\riO.\ DK LA LUMIKHK.

Fiu. lilO. — Théorie de la chambre noin'.

Ces résiillalss’e.\|)li(iiienl très-iiisümeiil. Considérons en elTel un objet extérieur Al! (Ii}<. tilD). et soit O l;i pelile onverluie de la chambre. Le point A envoie des rayons lumineux suivant toutes les diivrlions dans l'espace; parmi eux un petit faisceau pénétre dans la cliambre par ronverlure 0 et vient tunilH!r sur l'écran en V. Le [uiinl ' A’ reçoit de la lumière «lu poini V et n’en

reçoit ijin; de ce point. Il n’y a d’ailleurs auuun autre point de i’«‘cran «pii reçoive de la lumière du point A; l’œil sera «loue impressionné par le point A' comme il le serait par le point A; en d’antres termes, le point V sera l’image du point \. Par la même l'aison le poiid IL sera l’iniagc dn point 11. L«*s points inlerniédiaires enire A et 11 feront leur image entre V el 11 ; on aimi donc en A' IL une image renveiwe de l’objet AIL On voit du |•eslc que si l'ouverlnre est tant soit peu considérable. A' ne sera plus nu point, mais une petite surface, inlerseclion par réu'an dn cène «]ui, ayant pour sommet le point \, aurait pour base l’ouverture elle-même. Il en serait de mêim- pour tous les antres points; il n’y aurait donc pas unité de sensation dans les difféi-enls points de l’image, «|ui par cela même serait nu peu confuse.

On peut faii'e l’expérience de la chambre noire sous une forme différente. On perce av«*c une aiguille une petite ouverture ilans une caite (fig. 611) «pi’on interpose entre une bougie el un écran; on v«)it alors sur l’écran l’image renvei‘s«œ de la bougie. Si l’on opère dans une chambre obscure et «pie le trou soit lr^•s-lin. l’image obtenue est extrêmement nette.

C’e.st pour la même cause i|u’un faisceau de lumière solaire i|u’on laisse pénétrer (lig. 612) dans une chambre nuire par un petit trou, forme un cène, rendu visible par les corpuscules «|ui sont lonjoiirs llollanls dans l’air i*t «|ui sont éclairés par la lumière solaire elli*même. Suivant l’inclinaison dn plan sur lequel tombe le cxlne, il se forme une image tantèt ronde, tanlèl ellipli«|ne dn soleil.

Lors<|ue les rayons du soleil tomiMmt sur un arbre couvert de fiMiilles. les faisceaux «pii pa.sseni à lrav«*rs les divers inti-rslices don-

iMIA.MUKK NOlKli.

8ii:i

lient lieu, quelle que soil la forme naliirelleiueiit liês-iiTêsulR’ie de

Fig. Gl I.

ces deriiiei’s. à des images rondes ou ovales (lig. 613) (|ue I on voit

Fil?. Uli.

sur le sol dans roinlire même de l’arlire. .\u moment d’une éclipse de soleil, le disipie solaire |)iéseiile la forme d’un croissant plus ou

rilUl’.UJA riUN DE LA LL'MIÉKE.

moins tlolié par suite île riiiterposition de la lune. Si dans ces circonstances on observe les images du soleil dans l’ombre des arbres, on reconnaît que toutes ces images ont précisément la forme de

Fig. 613. — Images du soleil dans Toinbre des arbres.

croissant. Il en serait de même de riinage qu’on obtiendrait eu faisant pénétrer un faisceau de lumière par un petit trou dans une chambre obscure.

684. Théorie des ombres. — Lu propagation rectiligne de la lumière sert de fondement à lu théorie physique des ombres. Supposons, par e.vemple, un corps lumineu.v que nous réduirons par le raisonnement à un point unique, et plaçons au-devant de lui un corps opaque. Si l’on imagine par le point lumineux un cône dont la nappe soit tangente à la surface du corps opaque, il est évident que dans tout l’intérieur de ce cône, au delà du corps opaque, aucun rayon lumineux ne pourra pénéirer; toute cette portion de