DISPERSION ET ACHROMATISME, ANALYSE SPECTRALE

409. Décomposition de la lumière blanche. — Spectre solaire. — Le phénomène de la réfraction n'est pas aussi simple qu'on l'a supposé jusqu'ici : quand la lumière qui passe d'un milieu dans un autre est la lumière blanche, provenant du soleil ou d'un corps solide incandescent, il n'y a pas seulement déviation, mais décom-

Fig. 416

position de cette lumière blanche en plusieurs espèces de lumières diversement colorées. Ce phénomène, découvert et étudié par Newton, est désigné sous le nom de dispersion.

1° Expérience fondamentale. — On reçoit dans une chambre

1, De pipe, Couleur, l'urtic de l'optique où l'on étudie Les coutéuve du speetre solaire,

DISPERSION ET ACHROMATISME. 4

obscure un faisceau solaire SA (fig. 416) à travers une petite ouverture pratiquée dans le volet. Ce faisceau tend à aller former en K une image ronde et blanche du soleil; mais si l'on interpose sur son passige un prisme de flint-glass P, disposé horizontalement, le faisceau, à l'entrée et à la sortie du prisme, se réfracte dans un plan vertical, et donne sur un écran éloigné, au lieu d'une image ronde et blanche, une image H, de même dimension horizontale, mais allongée dans le sens vertical, et colorée des teintes de l'arc-en-ciel. Newton a donné à cette image le nom de spectre solaire.

Il existe, en réalité, dans le spectre une infinité de teintes; mais on n'en distingue nettement que sept principales, qui se succèdent dans l'ordre suivant :

violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge,

en commençant par la teinte la plus déviée (fig. 1, planches coloriées I et 11). Ces couleurs n'occupent pas toutes la mème étendue dans le spectre; c'est le violet qui est le plus étalé, et l'orangé qui l'est le moins.

® Calcul de la dispersion. — La dispersion proprement dite est égale à la différence des déviations subies par les deux rayons extrêmes. Soient 8 la dispersion, D, la déviation du violet et D. celle du rouge par un prisme d'angle A, n, et n, les indices du violet et du rouge; on a, en appliquant la formule des prises de petite ouverture (395),

8 = De — Dr = A(no—1)— A(nr—1) = A(nr — Ar).

La dispersion n’est donc pas égale, mais proportionnelle à la variation d'indices pour les couleurs extrêmes.

Cette formule montre aussi que la dispersion est proportionnelle à l'angle réjringent du prisme, et, par suite, que l'élendue du spectre est proportionnelle au pouvoir dispersif de la substance réfringente ‘.

3° Spectres des lumières artificielles. — Dans les spectres des lumières artificielles, on n'observe pas d'autres couleurs que celles du spectre solaire, et leur ordre est le même: mais, en général, il en manque quelques-unes. Leur intensité relative est également très modifiée. La nuance qui domine dans une flamme artificielle est aussi celle qui domine dans son spectre. Les flammes jaunes, rouges, vertes, donnent des spectres où la teinte dominante est le jaune, le rouge, le vert.

410. Production d'un spectre pur. — Règle de Newton. — Un spectre est d'autant plus pur que les faisceaux colorés

1. Pour le flint-glass, la dispersion est 0,0133; pour le crown-glass, elle est de 0,086, c'est-à-dire environ moitié de la précédente.

su? OPTIQUE.

sont mieux séparés. On obtient un spectre assez pur en recevant les rayons sobres par une fente parallèle à l'arête réfringente du prisme, eu plaçant celui-ci très près de la fente et l'écran assez loin, à une distance d'environ à où 6 mètres, On obtient une épuration du spectre plus complète en appliquant la règle de Newton : La lumière élant reçue par une fente mince, parallèle à l'arête réfringente du prisme, on inlerpose sur le trajet des rayons éneidents (en deçà otan delà du prisme) une lentille achromatique, à une distance de la fente égale à 2[; on place l'écran de l'autre côté de la lentille, él"à la méme distance 2[; enfin, on @ soin d'orienter le prisme dans la posilion de la déviation minimum. #11. Les couleurs du spectre sont simples et inégalement réfrangibles, — Si l'on isole une des couleurs du spectre en intefceptant les autres au moyen d'un écran E (fig, 17), et qu'on la fasse passer à travérs un second prisme B, an observe encore

File, 417.

nne déviation, mais plus de dispersion : ee rayon isolé garde ln mème couleur, On en conclut que les couleurs du spectre sont simples, c'est-à-dire tndécomposables par le prisme, be plus, les couleurs du spectre sont intgalement ré/rangibles. La forme allongée du spectre suffirait pour le démontrer; mais on peut le faire directement par un grand nombre d'expériences. Nous décrirons en particulier celle des prismes croisés. Expérience des prismes croisés, — Sur un premier prisme À (lig. #18), disposé horizontalement, on recoit un faiscean de lunnière blanche $S, qui va former un spectre vertical vx Sur un écran éloigné, Si l'on place alors verticalement un second prisme B derrière le premier, de manière qu'il soit lui-même traversé par le faisceau réfracté, le spectre est déplacé sur le côté du prisme vertical ; mais, au lieu de l'être parallèlement à lui-même, comme cela aurait lieu si toutes les couleurs du spectre étaient réfractées également, il est rejeté obliquement en r’# : done, en allant du rouge au violet, les couleurs sont de plus en plus rélrangihiles,

Planche ll

JTE et Ce Papi HACAE