VITESSE DE LA LUMIÈRE

603. La propagation de la lumière n'est pas instantanée. Deux observateurs placés à des distances diflérentes d'une source lumineuse qui apparatt à un moment donné, ne commenceront pas à la voir au même instant malhérnalii/ue : le plus rapproché devra la voir •vanl le plus éloigné; toutefois, la rapidité de la propagation lumineuse est telle que les distances à la surface de la terre sont trop petites pour qu'on puisse, comme pour le son, constater directement vn intervalle appréciable entre l'instant où le phénomène lumineux a lieu et celui où il est perçu à une dislance quelconque.

^ vitesse de propagation de la lumière est uniforme; dans le *'"<'. «Ile est sensiblement égale à ;10U(JOO kilomètres par seconde (•'• lO'o en centimètres); en une seconde la lumière ferait 7 fois et •tiie le tour de la terre. La vitesse de propagation de la lumière '"^ l'air est très peu différente de la vitesse de propagation dans le

COORS DE Ptn'SIQUE

vide. Elle est près de un million de fois plus grande que la vitesse de propagation du son dans l'air. On considère praliquemenl la vitess* de la lumière comme infinie quand il s'agit d'espaces de quelques kilomètres.

Dans le vide, la vitesse de propagationestla môme pour les lumières de diverses couleurs.

La lumière se propage dans les difTérenls milieux homogènes transparents avec une vitesse uniforme propre à chaque milieu.

Dans les milieux plus denses que l'air, la lumière se propage moins

vile que dans l'air; en outre, la vitesse de propagation varie dans ce i^s

un peu avec la couleur : Pour les rayons jaunes, la vitesse de propa-^

gation dans le verre est les ^ de la vitesse de propagation dans i.^

vide; la vitesse de propagation dans l'eau est les 7 de la vitesse ^3^

propagation dans le vide.

PHOTOMETRIK

604. La photoméirie est la partie de l'optique qui s'occupe de -■* mesure des intensités lumineuses. Cette mesure se fait à l'aide *^^ photomètres.

Intensité. — On appelle intensité d'une source lumineuse A* quantité de lumière que celie source envoie pendant une seconde sir ^ l'unité de surface (un centimètre carré) recevant normalement 1^* lumière et placée à l'unité de distance.

On dit que deux sources ont la mime intensité ou envoient la même quantité de lumière si elles produisent des éclairements égau^c à la même dislance sur deux surfaces identiques qu'elles éclaireDt séparément et sous la même inclinaison. Les éclairements de deux surfaces sont dits égaux si les deux surfaces, semblablement placées par rapport à l'oeil, c'est-à-dire dans les mêmes conditions de distance et d'inclinaison, produisent la même sensation. L'œil apprécie assez exactement l'égalité d'éclairement pour deux sources de même couleur.

OPTIQUE

4iS

1 1. Loi du carré des distances. — L'échiremenl produit par trturce lumineuse sur une nurface qui reçoit normalemenl les yotu tarie enmison inverse du curré de la distance de hi source à nrface.

Nous rlëmontrcrons celte proposition expérimenlalcment avec le ihotomètre de Bouguer.

Ce pholomèlre (fig. 415) se compose d'un écran translucide (verro H) divisé en deux parties égales par une cloison à faces noircies

Fig. '.15.

■^rpendiciilaire à l'écran. De part et d'autre de la cloison, deux

•oiirces éclairent normalemenl l'écran. L'une des sources éclaire

ïclusivement la partie A et l'autre la partie B de l'écran.

Deux sources identiques produisent le même ôclairement quand

les pince à une même distance de l'écran ; il en est de mente pour

•"* narces de même intensité.

NoQs pouvons admettre que ri sources de même inlenstUi placées cite à côXe à la même dislance d'une surface qu'elles éclairent nor- "lemenl produisent un éclairenient n fois plus grand qu'une seule, envoient une quantilc île lumière n fois plus grande. Cela posé, *Çons deux bougies égales à une même distance de un mètre de A J* B : l'éclairemenl est le même. Éloignons l'une des bougies à 'i*»vtres : l'éclairemenl qu'elle produit sur la surface correspondante '•'niime, mais il redevient le même si l'on place à 2 mètres quatre ^Qgies égales à la première ; comme cliacuno des bougies donne un

*'rement égal à t de l'éclairemenl total provenant des quatre bou-

B> on voit que l'éclairement dû à une bougie est devenu à 2 mètres ""'e fois plus petit qu'à t mètre, ce qui démontre la proposition

CODHS DE PHVBIQUE

Neuf bougies à 3 mètres produiraient le même éclairement tju'nne seulu a 1 mètre.

Démonstration théorique. — Cette loi peut d ailleurs être prévue directement.

Considérons en oiïet diiïérentes sphères concentriques ayant pour centre commun le point lumineux : la quantité totale de lumière tmise par ce point parvient en égale i|uantité sur chacune de ces sphères, sur une sphère de rayon 1 et sur une sphère de rayon 2 ; mais sur U seconde qui aune surface quadruple de la surface de la première, an centimètre carré recevra quatre fois moins de lumière qu'un centimètre carré de la surface de la première.

La quantité de lumière qui tombe sur un centimètre carré irvine sphère de rayon 1 représentant par définition l'intensité de la sour<::e<

l'éclairement à la distance 2 sera -r et à la distance D il sera sr: •

II. Proposition fondamentale de la photométrie. — Sid^*'^ sources lumineuses, placées à des dislaiices D el D' de deux surfa.^^^^ égales qu'elles Mairenl normalement produisent un même éclaï^^^" ment h, leurs intensités 1 et V sont proportionnelles àD* el k C^ ' c'est-à-dire aux carrés de leurs distances rcspectifes à ces surfaces —

Cette proposition résulte de la loi de l'inverse du carré des d »^* tances.

En effet, d'après cette loi, l'éclairement dû à la première sourc^^^

la distance D sur l'unité de surface est L = |=n , la seconde sou^^^^^^^ produisant le même éclairement à la distance D', on a : L =^ ^r^ donc

ou r,=

Fi"

La proposition s'applique à deux surfaces égales, éclairées une même inclinaison, car ces surfaces sont les projections de si faces égales éclairées normalement et reçoivent la même quantité lumière que celles-ci.

Pour comparer les intensités de deux sources, il suffit donc déterminer les distances D et D' auxquelles on doit placer deux sa faces identiques éclairées <'' par chacune des deux sources, pour q

(1) NormolemsDt ou aous la mtmu inclintjioo.

OPTIQUE