SECTION PREMIÈRE

PB LA LUMlixS.

Nous suivrons le système des vibrations : pour achever d'en donner une idée suffisante quant à présent, il nous reste à ajou^ ter deux choses :

i<» Cest que, bien que Téther soit répandu partout, néanmoini on suppose que sa densité n'est pas la même dans tous les corps ; ilinsi on le suppose d'une autre densité dans le verre, par exem« pie, que dans Tair, ou dans tout autre corps, ou dans le vide*

2** On attribue, dans le système des ondes, les lumières de di* yerses couleurs à diverses longueurs de Tonde lumineuse, comme dans Tacoustique on attribue les diverses notes de la gamme aux diverses longueurs des ondes sonores.

A cette occasion nous allons établir la proposition suivante, qui servira de préliminaire à tout ce traité de la lumière.

. 138. Proposition. ^ « La lumière blanche est un composé de ■i.-aept lumières diversement colorées, qu'on désigne par les Il nonis^Q vioUtj indigo^ ùleu^ veri^jaune^ orangé^ rouge. **

En eiFet, recevons les rayons du soleil 01 {fig. 279) sur un mi* voir métallique M, qui les renvoie dans la direction IG, de ma-^ nière à les faire entrer par le trou O'O^' dans une chambre ob^ $€ure (1). Pour le succès de l'expérience, il faut 1^ que le trou O'O" n*ait qu'une Ugne ou deux de diamètre, et ^<* que le ta-« bleau H* sur lequel on reçoit les rayons du soleil soit au moins à 15 pieds de l'ouverture O'O''. Tout étant ainsi disposé, nous verrons sur ce tableau un disque de lumière qu'on a représenté de £Eice en GG' dans la/S^, 280. Maintenant, mettons un prisme de verre SAA' près du trou O'O" sur la directi<m des rayais solaU res, et plaçqns^le de manière que sa longueur soit perpendicu*» laire à h direction O'G, ce qui fait qu'il n'est représenté que par

(I) Dans tottt ce qui sait nous appellerons chambre noire un apparte*ment dont to\i8 les volets étant liermétiqueinent fermés, il n'entre absi^lument de inmière que par an petit trou fait au volet de rappartement*

SPECTRE SOLàiaB. 161

un triangle dans la fig. 279. Alors nous verrons le disque GG' changer de place, déforme etde couleur; il sera transporté en IlU* Ainsi les rayons solaires, par Faction du prisme qu'ils trayersent| sont déviés. De plus, en faisant attention à la forme de Tespace RU éclairé par la lumière qui a traversé le prisme, on la trou« vera oblongue et colorée de sept couleurs, comme le montre la flg, 280 ; c'est cet espace dblong et coloré qu'on appelle spectre solaire: Celte image RU {fig. 279), étant plus longue que GG^ montre que les divers rayons qui composent le faisceau de lumière envoyé par le miroir MM n'éprouvent pas la même déviation de la part du prisme, car il est clair que c'est seulement quand le rayon A'U est plus dévié que le rayon PR, qu'il y a entre U et R une distance plus longue que celle qui séparait G de G' avant qu'on eût interposé le prisme. Ainsi, les divers rayons envoyés par le miroir sur le prisme, étant plus déviés les uns que les autres, sont donc séparés les uns des autres ; et, comme les couleurs qu'ils donnent en RU après cette séparation sont diverses, il s'ensuit que dans un faisceau de lumière chaque rayon pris séparément est d'une couleur particulière* C Q, F. D*

Obseivation. — Newton, en mesurant les espaces occupés par chaque couleur, trouva qu'ils étaient entre eux comme les diffé* rences entre les nombres 1, t9 7> 7} f^ f> ït^ ît lesquels représentent les notes de la gamme en mode mineur, c'est--à-dire de la gamme dont on a bémolisé le mi. Mais ces nombres, en les supposant exacts, ne pourraient convenir tout au plus .qu'au prisme dont JNewton a fait usage, car les espaces occupés par les couleurs du spectre ne sont pas toujours dans le même rapport, quelle que soit la substance du prisme avec lequel on produit ce spectre. Cependant, s'il ne s'agit pas d'opérations très-rigourèuses, les nombres ci-dessus donneront en général une approxima«* tion suffisante.

139. Proposition.-^ « Chaque couleur du spectre est une cou-» M leur simple, h

On appelle lumière simple celle dont les rayons ne donnent jamais que la même couleur, à quelques épreuves qu'on les soumette. Or, je dis que chacune des sept lumières du spectre est dans ce cas. En effet, présentons aux rayons PR {fig. 279) du spectre solaire un carton xy percé d'un petit trou, et faisons passer par ce trou une de» sept lumières, le violet, par exemple, nous aurons de cette manière, derrière le carton x/, un rayon violet isolé d^ toutes les autres lumières. Maintenant nous pou-

lit TRàfrt M MYtlQOB.

iroBê faire iubir diflérentes ëprevTes à ce rayon riolet ahifti isolé, sans qu'il dbange jamais de couleur. Ainsi, 1* si nous lui présentons un prisme pareil à celui qu'on a mis en SAA', la couleur qu'il donnera sur le tableau tt', après avoir trarersé ce nouyeau prisme, sera encore du violet; 99 si nous faisons passer ce même rayon à travera différents Terres colorés, c'est encore du violet qu'il donnera après tous ces tra|ets, seulement il sera moins in-* tense, et même certains verres l'absorberont entièrement ; mais a?ec aucun verre on ne pourra changer la couleur violette de notre rayon en une autre couleur. Enfin, que l'on finsse tombet ftotre rayon violet sur différents corps, par exemple sur des papiers de diverses couleurs, et tous ces corps ainsi exposés^à la lu^ ttière violette la renverront sans l'altérer; car tous, sans exception paraîtront violets.

140. Obsûtvaiîon. ^— La propostion suivante repose s ur une propriété des lentilles de verres connue de tout le monde et consistant en ce qu'elles concentrent en un même point, qu'on appelle leur^^er^ les rayons de lumière qui tombent sur leurs aurfacessans en altérer la couleur. Cette propriété est facile à constater i ainsi, soit AB ( fig. 28 1 ) une lentille vue par son épaisseur; U n'y a qu'à bire tomber sur cette lentille un faisoeau X¥ d« iayon3 de lumière blanche ou colorée, et ces rayons, après avoir (traversé la lentille, se croiseront en un même point F ; il si^im d4 faire de la poussière de ce côté de la lentille pour rendre visible la marche de ces rayons, et en présentant un papier au point'F, on l'y verra briller d'une vive lumière demémecouleuir que la lumière incidente XY.

Passons maintenant à notre proposition.

Fropesàion. •*-* « On recompose la lumière blanche en .réunis* » sant les sept couleurs simples. »

Pour démontrer cette proposition, il suffit de présenter une lentille LL' (fig. 282 ) aux sept rayons PR, PU, du spectre so- Ijaire ; car, d'après ce qui précède, elle réunira tous ces sept rayons^à son foyer F. Or, si Ton présente un cariou blanc à ce ^nt, on y verra une lumière d'une éclatante blancheur, ce qui prouve bien notre proposition. Pour peu que l'on ne mette pas Men le carton à ce point F, on Terra sur le carton des couleurs au bord de celte lumière d'une édaUnte bUacheur. Si l'on écarte beaucoup le carton du point F, on y verra un vrai spectre solaire; mais le spectre RU' qu'on obtiendra au delà du foyer sera renversé par rapport A celui qu'on obtient en deçà ; celA ^mi de «e que les raymis solaires se croisent au foyer F.

Ces pré^minaires posés, nous diTiserons ce que nous a^oiis à dire en deux «itîelet* Dans le prenûti*) nous étudierons les phë* nomènes indépendants de la direction du mouvement oscillatoire des molécules de Técher, mais dépendant seulement soii de la vitesse, soit du sens de ce mouvement, et surtout de la direction dans laquelle se propage ce mouvement. Dans le deuxième arti-* de» noua aurons égard à la direction des mouvements oscilla*' toires des molécules dont se compose l'onde lumineuse*

Ce simple énoncé montre par avance une différence cuire ki vibrationa de la lumière et celles du son^ car dans le soui la di* rectiou des vibrations des molécules doutée compose une onde étant perpesuUculaire è cette onde, coïncident avec la direction «éma de la propagation de cette même onde, de sorte que dana ce cas il n'y a pas lieu à distinguer les deux directiona l'une de l'autre ; mais nous verrons que dans la lumière, on est forcé de concevoir que les molécules oscillent parallèlement à la surface de l'onde lumineuse.

B*après cela, on voit que si l'on se représente une de ces mo« lécules comme faisant, je suppose, partie d'une onde verticale dans laquelle elle oscillerait horizontalement de droite à gauche, les propriétés des parties de l'onde situées à droite et è gauche de cette molécule seront différentes de celles des parties situées au-dessus ou au-dessous. Or, on appelle polarisation cette qualité d'un objet qui offre diverses propriétés suivant celui de ses points que Ton considère ; par conséquent, notre second article sera tout entier pour la pblarisatioii de la lumière.

ixtlCLB 1^. «-^ DS Là UOHinB, AlSnACtlOlf VAtTS DX SA POLAXISATIO)!.

141. Les phénomènes que nous avons à examiner ne dépen-. ^t en grande partie, comme nous vepons dé le dire, que de la MopagaticMi de la lumière ; ainsi nous diviserons cet article en deux numéros : dans le premier, nous ne considérerons que la propagation de la lumiète dans un milieu homogène, et dans le deuxième nous nous occuperons du cas d'un milieu hétérogène.

tei TRAITÉ DE PfiYSIQUB.

DE LA LUMIERE^ ABSTRACTION FAITE DE SA POLARUATIONi:

M^ I. -* PropeigaUon de la lumière dans un milieu hamogène*

Nous diviserons ce numéro en trois paragraphes : dans le premier, nous supposerons un milieu dans lequel la lumière neren- Gonure aucun obstacle, ce qui est l'objet de l'optique ; dans les deux autres on considérera le cas où la lumière rencontrerait quelque plan ou surface impénétrable, et dans Tun de ces paragraphes on traitera des phénomènes produits par les points de l'intérieur de cette surface, ce qui fait l'objet de la catoptrique ; tandis que dans l'autre paragraphe on traitera des phénomènes produits par les bords de cette surface, c'est-à-dire de la diffraction et des ombres. .

§ P'. — Optique.

1* Propagation des rations de lumière.

142. Proposition. — « Dans un milieu homogène, la lumière » se propage toujours en ligne droite. »

Pour se conyaincre de cette proposition il suffit de réfléchir que c'est sur elle qu'est fondée la manière la plus ordinairement employée pour aligner plusieurs points ou pour dresser les objets : car le plus souvent, pour s'assurer de l'alignement de plusieurs points, on place l'œil sur le prolongement de la droite qui passerait par le premier et le dernier ; et si tous les points intermédiaires sont masqués, on en conclut qu'ils sont en ligne droite, tandis que si on en aperçoit quelques-uns, on en conclut que ceux-ci ne sont pas en ligne droite avec les autres. Or, soit dans les objets d'art, soit dans les opérations géodésiques, soit dans les observations astronomiques, les points, les lieux ou les astres ainsi alignés, n'ont jamais manqué de jouir des diverses propriétés des lignes droites que démontre la géométrie ; par conséquent notre proposition sur laquelle s'appuie la manière de vérifier ces alignements est incontestable.

On peut au reste constater cette proposition directement par l'expérience : ainsi prenons une très-longue règle aux extrémités de laquelle soient deux points de mire quelconques, comme deux pointes fines, ou mieux^ les intersections de fils très-fins^