NOMS DES GAZ

ispliérii[uc. , ,

rbonique ., . .

'dro-ciilorique .

UT

< carbone . . .

int

irialiqiic . . .

fhloro-cai'lioii [que Ifureuiu . . .

lesulfurù. . . furique .. . .

irbiiTË ....

le proLo-plioî^iliori!

0,OOÏ191 0,000903 0,003318 0,001331 0,001388 0,003061 0 0D3D10 0091579

3,sao

316 LtJMlÈRE.

Décomposition de la lumière par réfraction.

1252. Dans tout ce qui précède, nous avons supposé que la mière n'éprouvait dans la réfraction aucune autre altération qn déviation ; mais il n*en est pas ainsi : un rayon de lumière blan qui traverse un prisme en sort dilaté et coloré. Ce phénomène | te le nom de dispersion; nous verrons bientôt à quoi il faut tribuer. Le faisceau réfracté est en général d!autant plus disp que la puissance réfractive de la substance est plus considéra pour les gaz, la dispersion est peu sensible; mais pour les stances solides ou liquides, les rayons colorés sont très écai Dans les tables précédentes, les indices sont relatifs au rayon ja qui occupe le milieu du faisceau.

Pour reconnaître la dispersion et la coloration qui accompagi toujours la réfraction , lorsque la surface d'émergence n'est (i parallèle à la surface d'incidence , imaginons qu on ait pratiqoi volet d'une chambre obscure une ouverture d'un très petit dia tre, par laquelle s'introduise un faisceau délié de rayons soh Si on reçoit le faisceau sur un prisme de verre blanc bien tran rent, et le faisceau réfracté sur un carton blanc, on observe 1" l'image (JigJlO)^ nommée spectre ^ est allongée perpendiculaire! aux arêtes parallèles du prisme ; 2° qu'elle est terminée par < lignes droites parallèles et par deux demi-cercles ; 3" que ton surface de l'image est formée de bandes parallèles entre elk aux ar^es des prismes , et colorées des teiutes les plus brillai L'extrémité la plus voisine de l'angle réfringent du prisme est rouge vif; l'extrémité opposée est violette.

Si on observe des spectres formés par des prismes de diffère substances incolores, de même angle et dans la même position reconnaîtque lescouleurs se succèdent toujours dans le mémeoi mais qu'elles n'occupent pas dans le spectre des espaces propoï nels. Ainsi, par exemple, un prisme de flintglass (verre renferma plomb) donne proportionnellement beaucoup plus de violet et b coup moins de rouge qu'un prisme de crown-glass (verre ordioa

Le nombre des teintes intermédiaires entre le rouge et le i qui forment les extrémités des spectres est infini ; mais on est venu d'en prendre quelques unes pour termes de comparaison, teintes se succèdent dans l'ordre suivant : rouge , orangé^ jm vertf bleu , indigo , violet. Dans l'image solaire, ces couieiin

BÉGOMPOSITIOir DE LA LVUliftE PAR KÉPRACTIOIC. 317

i Tune à l'autre d'une manière continue par une infinité de ^s intermédiaires. On peut obtenir un spectre dans lequel les

sont assez bien séparées en faisant entrer les rayons solair un oriGce d*un centimètre de diamètre , recevant le faisceau

prisme d'un angle réfringent de 60*, et plaçant l'écran à six . de distance.

sque l'on veut observer quelque temps ce phonomëne , coninouvement du soleil change à chaque instant la direction du u incident j on est obligé de déplacer souvent la lentille , le \ et le carton qui reçoit le spectre. Pour éviter cet inconvéon reçoit extérieurement le rayon solaire sur un miroir mée dont on fait varier la position , de manière à avoir un réfléchi de direciion constante; cette variation peut s'obtenir i de deux mouvements rectangulaires qiA>n dirige à la main iërieur de la cbambi*e , ou par un mouvement d*horlogerie : reii porte alors le nom d'h/liostai. Nous l'examinerons plus

tes les lumières artificielles que nous pouvons produire doues spectres analogues à celui qui est produit par les rayons is.; mais les couleurs sont moins vives , et dans toutes il maniirttiues couleurs; cependant, celles qui s'y trouvent sont disf dans le même ordre que dans le spectre solaire. (8. Les observations que nous avons faites sur le spectre I s'expliquent très bien en supposant que les rayons de lublanche soient formés de rayons parallèles , jouissant indi- €ment de la propriété de produire la sensation d'une couleur linée , et ensemble de celle de produire la sensation de la e blanche ; et qui , ayant des rcfrangibiiiiés différeu- >nt séparés par tous les corps diaphanes dont les faces ience et d'émergence ne sont point parallèles. Mais pour tte hypothèse puisse être admise, il faut reconnaître i* que jement du spectre solaire ne peut pas être produit par ^rsion de rayons également réfrangibles; 2** que les rayons s ont individuellement des réfrangibilités ditlérentes; et in que la réunion des rayons colorés produit réellement dQ ière blanche.

4. Pour reooimattre Faltération qu'éprouve dans ses dimenstons im ftlseesn ère hamogèue, c'est-à-dire dont tous les rayons sont également réfrangibles l traverse un prisme , considérons [fig. 771) un prisme dont les arêtes sont hco» et un fidtoena de IvnlÈrB partant d'an pofait o et IbniiMil «n etee droit

318 IvniÈRE.

dont Taxe est dans ud plan perpendiculaire aux arêtes du prisme. Je dis d*aboid|K

les rayons incidents et émergents correspondants sont également inclinés 8onm|te

perpendiculaire aux arêtes du prisme : en effet, nous verrons pins tard qoelantoÉ

de la lumière est toujours la même dans le même miliea ; et, comme les

de la vitesse du rayon incident et dn rayon émergent, parallèlemebt «dxiiêlei

prisme , sont nécessairement égales , attendu que le prisme est Sjfmétriqiie par

à celte direction , et quMl n*y a pas de raison pour que ces composantes sôent

plutôt dans un sens que dans Tautre , il s^ensuit nécessairement que le rayon i

et le rayon émergent sont également inclinés sur la section principale. On

d^ailleurs facilement qu^un prisme ne produit pas de déviation parallèlenient à sa

tes, ce que Ton peut vériCer par Texpérience : car, lorsqu^on regarde un corps à

vers un prisme, les dimensions du corps parallèles aux arêtes n^^voovent point

téralion, quelle que soit la position du prisme, Ain^, les rayons incidents

dans le méridien parallèle aux arêtes du prisme donneront deux rayons émergenU

feront entre eux un angle égal à Tungle du cône incident. Voyons maintenantes

arrivera aux rayons incidents dirigés suivant la section prindpale du prisme : on a

dcmment o =r t — T, et l== r^ — r, et on aura o = k quand on aura en même

I "» r* et r =: r, ce qui pourra toujours avoir lien quand le cône incident

le rayon de minimum de déviation qui passe par le point o, rayon qui» lorsque

gic o est très petit , coïncide sensiblement avec son axe. H résulte de là que, si

du faisceau incident a la direction du rayon de minimum de déviation, et si on

le faisceau émergent sur un écran , les rayons qui Tonneront les extrémités du

tre horizontal seront indinés entre eux de la même quantité que ceux qm foraiedt

extrémités du diamètre \-ertical, et cet angle sera égal à Tangle aa sommet dn

incident ; et par conséquent , si les points de rencontre des rayons qui forment

trémités des deux diamètres étaient à la même distance de Técran» les deux di

seraient égaux. H n*en est point ainsi , à cause de Tinégalité de divei^^ence des

dans rintcrieur du prisme parallèlement et perpendiculairement à la section pi

mais, les distances des points de rencontre étant pen différoites, il n^en

qn^une petite différence dans les diamètres, différence qui sera une Ihtctiond'j

plus petite du d&miètre moyen que Técran sera plvs âoigné : ainsi» en recevantl

ge sur un écran, placé à une grande distance du prisme, Timage sera sensi

circulaire. Mais, si le faisceau inddentn^avait pas sur la surface du prisme 1

souque nous avons supposée, le diamètre horizontal deTimage serait le

le diamt tre vertical serait plus grand on plus petit, suivant le sens dans lequell

son du foisceau incident aurait varié. En effet, soit php* {fig. 772) le fiEdsceau en

correspondant à la position o' du faisceau inddent,^ik^étç'it* des lignes

aux rayons émer{;ents correspondants à la position o^ du faisceau inddeni,

D— D* = XetA'=D--fl — (Z)'— fl') = *+a' — a-.ainsilediamaie

de la seconde image sera plus grand que cdui de la première, si a^ est plus gnai

a , et il sera plus petit dans le cas contraire ; mais a est la variation de dévialfonn

prouve le rayon inddent supérieur, lorsque le faisoean inddent passe de la posiliBl^

à la position d*\ et a* est la variation de déviation du rayon infiSrienr; maiSi"

angles o* et o** étant les mêmes, le rayon supérieur et le rayon inférieur dn finsct'

incident éprouvent la même variation d'incidence quand le faisceau passe dt 0*01/'

par conséquent a et a^ sont les variations de déviations correspondanles à des V0%

lions égales dMnddence ; mais, à partir du minimum de déviation» les atuuJMfmrf

de dév JiAîpotowdes accmsacncnts en desdternîaMni^

ncfeALB EiFEARGlBILITé DES RATOITS. 319

31 augmentant, par conséquent a sera plui grand que a' si le rayon supérieur est écarté de la direction de minimum de déviation que le rayon inférieur, et ce sera ntraire s^il Test moins. Or 3 est facile de Toir que, quand le faisceau se rapproche lommet du prisme, les rayons inférieurs sont plus écartés de la direction de la liion minimum que les rayons supérieurs : par conséquent a* est > que a , et c*est itrairequandlepointoserapprocbedelabasedu prisme; ainsii dans le premier s diamètre vertical de Fimage s^allonge, et dans le second il se raocourdL les rayons du faisceau réfracté marchaient en sens contraire , les rayons sortiraient rîsme dans la direction des rayons incidents : ainsi Toeil , étant placé au point de ergènce des rayons, verrait une image circulaire; mais, si le faisceau incident une section circulaire dans la position où il devrait être aplati pour paraître drive» Timage serait évidenmient allongée, et elle serait aplatie quand le faisceau, -'djDuner une image circulaire, devrait (Are allongé. Ces dernières conséquences i tibéorie peuvent facilement être vérifiées par Texpérience ; si on re;];arde un corps Mque placé à une petite distance du prisme , dans la position de minimum de dé- Qtt, rimage est sensib'ement circulaire ; mais, si on tourne le prisme de manière à ppacker de Tceil Tangle réfringent du prisme, Timage s'aplatit, et, en le tournant |pai contraire, Timage s'aUon{;e. Il résulte évidemment de ce que nous venons de S» fW rallongement du spectre solaire dans la position du minimum de déviation avec régale réfrangibililé des rayons.

Pour constater rinégaliié de réfrangibilité des rayons, d^^ODS le spectre sur un carton percé d'un trou correspondant au Rare d'une certaine bande colorée {fig. 773) ; le faisceau de rayons j^vésqui passera au travers sera isolé du reste des rayons et pour- QiAlre esaminé séparément. £n lui faisant traverser un second }/til^EFD , on remarque que su teinte reste constante ; et, si en ce second prisme l'incidence est égale à Témergence j limage directe est égale à son image réfractée , ce qui ne peut lieu qu'autant que l'indice de réfraction est le même pour tous rons qui le composent. En recueillant ces rayons sur une len- Uft se réunissent en lui seul foyer, d'où l'on doit conclure enque tous les rayons qui le composent sont également réfrink Si on pratique sur le carton MN qui reçoit le spectre une ouverture correspondante au centre d'une autre bande co- I le nouveau rayon, en passant à travers ce second prisme , se optera comme le premier; mais, en examinant la position des images après la seconde réfraction , on reconnaît facilement JfSft rayons qui les ont produites ont des réfrangibilités difit^ , car la distance des images est plus grande que celle qni Itérait de l'égale réfrangibilité des rayons. Bn peut encore faire l'expérience d'une manière plus concluante \ftn% facile à exécuter. Si on reçoit le faisceau de lumière sur un noe dont Id^ aréles soient horizontales, on obtiendra un spectre

320 LVMI£A£.

MN ifîg. 773//) allongé verticalement, et dans lequel le rongeoft» cuperra la partie supérieure si Tangle réfringent du prisme estplacil en haut: si alors o;i place derrière ce prisme un autre prisme doij les arêtes soient verticales , l jus les rayons seront déviés horizoa-J talemeut, et on obiieiiOraii un spectre parallèle au premier si t( les rayons étaient également réfrangibles; maison obtient uds[ ire 3PN' incliné dans le sons in(lîi|ué par la figure, ce qui dérat Iro évidemmcnl que la réfrangibiîilë des rayons croit depuis le rc ge jusqu'au violet.

On peut encore vérifier ces inégalités de réfrangibilité en çant sur un carlon noir <•( sur la même ligne des bandes de mèj hauteur et de différentes couleurs : en les regardant à iravered prisme on les voit inégalement élevées.

On peut encore démontrer Tinégale réfrangibilité des di rents rayons colorés d'une autre manière. Nous avons vu ( 12 que, quand un rayon de lumière se présentait pour sortir d*un lieu réfringent pour passer dans le vide ou dans un corps m réfringent , le rayon se réfléchissait complètement quand le de Tangle d'incidence dépassait ^ : or, si les rayons colorés inégalement réfrangibles, les angles sous lesquels la réflexion commencera seront différents [>our chacun d'eux ; par exem| le rayon violet , étant le plus réfrangible, commencera à se chirsousnn plus petit angle que le rayon rouge, qtii Test le moi Newton a vérifié ce fait par Texpérience suivante : il fit tomber trait de lumière solaire dans une chambre obscure , perpendi rement à la iSicey4C(fîg, 11k) d'un prisme BAC^ dont les a M elC étaient de hb^ ; le rayon arrivé en / se divisa en deux lies; l'une fut réfléchie et sortit par la face AB sans éprouver dispersion sensible , tandis que l'autre partie fut réfractée au 1 et forma sur un carton le spectre tnn. Le rayon réfléchi fut après son émergence sur le prisme abc , et forma un autre S{ mV y aloi*s , en faisant tourner le prisme ABC de manière à menter l'angle d'incidence sur la face BC, il remarqua que la violette diminuait dans le spectre mn et augmentait dans le 9ii'n', et que toutes les couleurs s'affaiblissaient successivement le spectre mn et se renforçaient dans le spectre fn*n\ suivant Te dre violet, indigo , bleu , vert, jaune , orangé , rouge; ce qui i^ corde parfaitement avec ce que nous avons annoncé.

Ainsi chaque rayon coloré conserve sa teinte par la réGii^ UoDi sa réfrangibilité est constante pour le même corps, et daosW

BEGOMPOSITIOn DB LA LUMIERE BLAHCHE. 821

mes circonstances les rérrangibilitës des rayons diiTérents it inégaux ; et, comme dans les spectres formés par toutes les istances réfringentes la succession des teintes est la même , il en .ulte que le rayon violet est le plus réfrangible , le rayon rouge ceqni l'est moins, et qu*entre ces deux limites la réfrangibilité des 'ons varie d'une manière continue. Mais les rapports des réfranlililés des différents rayons ne sont pas les mêmes pour tous les rps , comme nous le verrons lorsqull sera question de Tachrotisme.

L286. Reste euGn à reconnaître si la réunion de tous les rayons iSirés par un prisme peut produire de la lumière blanche. Pour a recevons le spectre sur une lentille : chaque système de rayons tant une réfrangibilité différente formera un foyer séparé, et w nra par conséquent sur Taxe de la lentille une suite de foyers Mncts, mais qui seront peu éloignés les uns des autres, car les phlDgibilités diffèrent peu. Si on place dans le lieu des foyers i^aiiroir métallique oblique à Taxe , il réfléchira régulièrement les

t s appartenant à chaque cône réfracté, et il paraîtra coloré teinte qui variera avec la position de Tœil ; mais si on y place »4iarton , une feuille de papier ou un corps non poli , la réflexion Ibie des rayons les mêlera, et on n*apercevra qu'une image blan- P légèrement colorée sur ses bords. Pour rendre encore plus évi- ||U que c'est bien la sensation simultanée de tous les rayons qui litb lumière blanche, on prend un carton découpé [fig-llS) iFoo (ait mouvoir devant le spectre solaire de manière à intercepter ûvement différentes bandes colorées : alors Técran placé au de la lentille prend différentes nuances qui dépendent de des rayons interceptés; mais si on fait mouvoir rapidement le , l'image du foyer devient blanche. Ici les sensations des difites couleurs sont réellement successives; mais comme la sendans l'organe a une certaine durée , cette dernière étant plus le que le temps total de leur sucœssion , l'effet produit est le que si elles étaient simultanées.

peut encore réformer la lumière blanche en rendant les rayons parallèles : il suHit pourcelade regarderie spectre (fig.TJS) un prisme de même matière , d'un angle réfringent égal et d'une manière symétrique ; les rayons, se trouvant dans des istances inverses de celles qui les ont séparés, redeviendront

Cllèles et produiront de la lumière blanche; c'est ce qu'on ob- ) en effet. La recomposition de la lumière blanche par des ré-*

32S LU3IIËKE.

fractions égales cl opposées n'exiye pas que les deux prismes aiem

des an{;les parfaîtemcnt vqhux : on peut parvenir à ramener ki

rayons au parallélisme, quel que soil le prisme dont ou fait usage,^

pourvu qu'il ne soil pas exlrêniement diffcTenl du premier, elo^

peut toujours trouver une infini lé de positions telles qu'il recompofii

la lumière réfléchie par le spectre. En effet , si on place le prisi

de manière qu'il soit en sens contraire du premier, à une petitedi-j

stancc du tableau, les rayons émanes du spectre, et qui arriveroofl

à rœil , formeront une îniajje du specirc moins allongée, parceqBM

la réfraction inclinera les rayons émergenïs vers la ba^se du prisaw^J

et que celle dévialion sera plus grande pour les rayons violets g«i[

pour les rayons rouges; ù une certaine distance l'image deviari^

parfailemopt blanche, et cela arrivera quand la dispersion (httle

prisme pour des rayons parallèles sera égale à la convergence fc|j

rayons incidents; au delà de celle dislance on verrait un s|

en sens contraire. On se rendra C( mple d'une manière plussii

(lu fait dont il est question en remarquant que, si le second pi

était assez éloigné du spectre pour que les rayons qui en éraâ

pour arriver à Fœil à travers le prisme pussent être consi(

comme parallèles , rœil verrait un speclre opposé à celui quef(4|

le premier prisme , et que , si on rapproclie le prisme , les

étant convergents, l'étendue du spectre primitif sera seule»*]

diminuée :.à une certaine distance il devra donc disparaître.

Il est facile de déduire de ce qui précède que, quand ubI

ceau de lumière blanche ou colorée traverse un corps dia|

terminé par des faces parallèles , la lumière éprouve une dé(

position en pénétrant dans le corps et une recomposition eoi

soriant.

i2«S7. Conditions pour former un spectre dont les teintes ioi homogènes. Pour que les différentes bandes colorées obtenae&| la décomposition de la lumière à travers un prisme soient hof nés, il y a plusieurs précautions à prendre, que nous allons i cessivement examiner.

i^ Le rayon de lumière doit avoir de très petites diniensionii récran doit être placé à une grande distance. En effet, ca nsid^ un faisceau de rayons parallèles ABab {fig. 111) : les rayons mes AB et ab donneront les faisceaux divergents CDGHet dans lesquels les rayons de même couleur seront parall^r rayon rouge DH coupera le rayon violet cg en un- point F, Si tenant nous imagioons que le faisceau coloré CGDHm. meure]

HOXOGÉnÊlTé DES T£l?iT£S DU SPECTRE. 323

lement à lui-niêmc jusqu'à ce qu il viconc coïucidcr avec le eau cgdh ^ il esl évident que, par un point quelconque de Tes-

DFcj il passera successivement un rajon de toutes les cou- > : or. comme toutes les positions que nous avons supposé que. ait successivement le faisceau sont occupées simultanément par faisceaux émer^renls dans lespace cD^ il s ensuit que par tons )oints de Fespace DFc il passe un rayon de toutes les couleurs, ar conséquent que cet espace est blanc. Ainsi, si on place uu in en avant du point F, par exemple dans la position Kl^ on I deux spectres KL et A7, séparés par une bande blanche Lh\ 3) si récran est placé au delà du point F, on n'obtiendra qu'un

spectre Gh^ qui sera d'autant ])lus étendu et dans lequel les ties colorées seront d'autant plus liomo{{èncs que l'écran sera ft éloigné du prisme. L'accroissement de dimensions du spectre fiwre que l'écran s'éloigne esl évident; quant à la séparation. jUndes colorées dans les mêmes circonstances, il suffît de re- ^qncr que chaque bande colorée occupe toujours la même étén-

sor l'écran, quelle que soit sa position ;.par exemple, les rayons

Êls sont tous renfermés entre CGet cg^ et tous les rayons rou-

^U*cZ?//el dh : par conséquent ces bandes seront d'autant plus

lycées que Técran sera plus éloigné. Le même effet peut être ob-

Usunin écran placé aune distance constante du prisme en di-

tuant retendue du faisceau incident : en effet chaque spectre

Hé même teinte varie proportionnellement au diamètre du fais-

^ incident, et l'étendue totale du spectre entier diminue dans un

Ipetil rapport , car il est toujours égal au diamètre d'un des

ctres élémentaires, augmenté d'une quantité constante, égaleà

'ispersiou d'un pinceau très délié. Par exemple , si le faisceau

^ prenait un diamètre deux fois plus petit , le faisceau réfracté

lit CGMX'j le spectre qui était primitivement Gh se trouverait

■ità Gxj plus grand que 1/2 GA, et chaque spectre élémentaire

pie seule teinte aurait pour largeur Gty égal à la moitié de Gg^

fcnr des mêmes spectres quand le faisceau incident était double.

Y Le corps éclairant doit avoir un très petit diamètre apparent.

|fliet, soient P (^fig. 778) le soleil. MN un écran -percé d'un très

K orifice o, et JBC un prisme que nous supposerons incliné de

Itère ù produire le minimum de déviation : en ne considérant

lies rayons violets du soleil* , le spectre qu'ils formeront sera un

i^e vv\ les rayons rouges formeront un autre spectre circulaire

p Qtles spectres de toutes les autres teintes seront des cercles eoni-

S2i LUMIÈRB.

pris entre ceux-là , et empiéteront plus ou moins sur chacun d^eox, comme on le \oii(fig. 779). Si nous supposons que le diamètre apph rent du soleil diminue, le centre de chaque spectre élémentaires changera pas , parce qu'il est le lieu du rayon émergent correspondant au rayon incident passant par le centre du soleil; mais le diamètre de chacun d'eux diminuera, ils se recouvriront moins, eiparl conséquent chaque teinte sera plus homogène.lEn désignant par thi longueur du spectre dans la position du prisme qui donne le mini- 1 mum de déviation , et par r le rayon des cercles de différentes teit*| tes , en supposant les centres également espacés , le nombre des ceNJ clés qui passent par un même point est égal au nombre des centra] qui se trouvent à une distance plus petite que r de chaque côté dei

2r point; et ce nombre est évidemment proportionnel à ^ --, pi

que tous les centres sont distribués sur la longueur l — 2r. Ainsi, en un point quelconque placé à une distance plus grande que 2r< extrémités du spectre, le mélange des couleurs est au mélange rayons dans la lumière blanche comme 2r : /— 2r. Cette relal exige nécessairement que / — 2r soit plus grand que 2r , ce qoii toujous lieu.

En outre , quand le corps éclairant a des dimensions apprédj blés, chaque image colorée est environnée d'une pénombre d'ai tant plus large que le diamètre apparent du corps est plus grand, et la superposition de ces pénombres rend très vague les coDto( du spectre. Ainsi, sous tous les rapports, il est important dei faire arriver sur le prisme qu un faisceau très délié de lumij formé de rayons sensiblement parallèles.

On peut parvenir de plusieurs manières différentes à diminuer b| divergence des rayons incidents du soleil : on pourrait d'abord r^ cevoir un faisceau à travers une très petite ouverture ^ {fig. W)r et recevoir le cône de rayons divergents sur un autre écran perfli d'une très petite ouverture B , pour ne laisser passer qu'une paiA| de l'image du soleil. La divergence de ces rayons sera évidemmert plus petite que celle des rayons qui passent par l'orifice J , dans k rapport du diamètre de l'image du soleil sur l'écran PQ au diam^ tre de l'orifice. On pourrait substituer au soleil son image forméeH foyer d'une lentille convexe d'un couri foyer ; cette image aurait 0 très petit diamètre relativement à celle du soleil , et on plaoenit derrière la lentille un écran percé d'un très petit trou destiné ài8 transmettre au prisme qu'un faisceau très délié des rayons énuuiéi

B»UGATI05 DE DIFrÉAKIITS PHÂNOItiNM. tS5

yer. Mais il est facile de voir que par ce dernier moyen oo ne erait rien en intensité : car la divergence des rayons an delà du

augmente proportionnellement à la concentration de ces is au foyer, et serait exactement la même que si les rayons Mf lient directement un premier oriGce d*un diamètre égal à celui mage focale. Ainsi le premier moyen, étant le plus simple, doit urs être employé de préférence ; il est même avantageux (te roÏT sur le prisme un faisceau qui a traversé une fente étroite Hèle aux arêtes du prisme : le spectre est plus large, et les tein- >nt aussi séparées que s*il était plus étroit. On peut d*ailleurs, tons les cas , espacer davantage les teintes en recevant le specor des écrans inclinés sur le faisceau émergent. Pour obtenir lectre très lumineux on pourrait placer dans le volet une lenf un très long foyer, le prisme dans le faisceau émergent et m an foyer : le spectre serait très étroit, les teintes très bril* 18 et bien séparées.

EnGn une dernière canse, et certainement une des plus in- Iles du mélange des couleurs du spectre solaire , réside dan» reines et les stries du prisme , qui dispersent irrégulièrement minière. Quand on n*a pas de prisme d'une pureté sufBsante, on AcBiployer des prismes creux en glaces , remplis d*un liquide idiipersif.

IKS. Explication de différente phénominêi. Larecomposi- Idela lumière par le parallélisme des rayons explique d'une Mrs très simple les apparences singulières que présente un ne équi latéral sur lequel on fait arriver un faisceau de lumière ire dans une chambre obscure.

)ient MNP {fig. 781) un prisme équilatéral , SI un rayon sa* I dans la position de minimum de déviation pour les rayons ens, et à peu près au tiers du cêté MN. Les rayons réfractés à srs le prisme donnent naissance à trois spectres colorés provenant ayons émergents par chacune des faces du prisme , et à trois (68 blanches et circulaires du soleil provenant également chad'une des faces du prisme. Pour rendre compte de ce phéno- 9 j rappelons-nous d'abord que , quand un rayon dispersé à la lière surface d'un corps réfringent se présente à sa seconde sur» , la dispersion disparaît après l'émergence quand la seconde ice est parallèle à la première ; mais, quand le rayon éprouve réflexions intérieures, cette condition n'est point nécessaire, et "ayons émergents redeviennent parallèles toutes les fois qu'ils

Kl

rencontrent une face sous an angle égal à l'angle moyen de réfractioi, et que l'angle obtus est dirigé du côlë des rayons qui étaient do cM de l'angle aigu à l'entrée du faisceau dans le corps : car il est racile|pi de voir que l'effet du parallélisme des faces se réduit à salisfaireà ces deux conditions. Cela posé , le rayon SI se divisera an point/ en deux parties : l'une sera réfléchie et formera un spectre B,hi' tre sera réfractée suivant / /' ,- au point /' le rayon se divisera o* core, une partie sortira pour former le spectre C, l'autre sera ré- ^i fléchie suivant l'I"; au point /* une nouvelle division du rayon d» nera le spectre />' et le rayon réfléchi Z'/*', qui produira le nouv spectre O et le rayon 7*"/'^ ; ce dernier donnera un spectre B'etAi' rayon /* V' ; enfin ce dernier rayon donnera le spectre C" et le rajfl^s réfléchi P /, qui se réunira au rayon qui pénètre dans Icprisi Or il est facile de voir que les spectres B , B', B", seront blandi et que les spectres C, O, C'y seront colorés : car les rayons rcn trent toujours les faces du prisme sous des angles égaux entreeui à l'angle moyen de réfraction du rayon incident ; mais ce n'est qu'ai points /* et /*' que le rayon rouge est du côté de l'angle obtus

I2S9. Il résulte de ce qui précède que, si, au lieu de recevoir rayon solaire sur un prisme , on le recevait sur une lentille MN{ 782 ) , les rayons dispersés par la lentille formeraient leur foyer parement, et ù des distances d'autant plus grandes de la lentille lesrayonsseraientmoinsréfrangibles : ainsi le foyer des rayons vi serait en Fy et celui des rayons rouges en B; les rayons^esdi rentes couleurs seraient alors compris dans des cônes ayant même base , et leur sommet de F en /?. Si on reçoit l'image réfi tée sur un carton blanc, placé entre F et !a lentille, lecônci rieur donnera une image blanche, puisque ce cône renferme rayons de toutes les couleurs ; mais au delà de cette image bla il y aura des anneaux colorés concentriques, dans lesquels violet, l'indigo , le bleu , etc. , manqueront successiv«menl: la 8^ dation des teintes sera par conséquent différente de celle que sente le spectre formé par un seul prisme. A mesure que le cari* s'approchera du point F, l'image blanche ira en diminuant; qQ^''' il sera placé en Fy elle aura disparu et le centre sera occupé p^^ foyer des rayons violets; de F en R il n'y aura point de blanc,*!^ les couleurs changeront de place ; au delà du point R rînlerseciw* de l'écran par le cône R^RR' donnera une image blanche , cl d^ les anneaux colorés qui l'environneront la première couleur î* - manquera sera le ronge et la dernière le violet. Il est évident f^»

TEIKTES COMPOSÉES. ^27

on plaçait en tV un écran circulaire ayant un diamèlre peu difféni de celui du cône des rayons rouges en ce point, on obtiendrait ir le tableau un anneau de rougepur, et que, si on le plaçait en f% ou obtiendrait au contraire un anneau violet. ISGO. A. Taide du Tait bien constaté de Tinégale réfrangibilitc ïs rayons de diiïérenies couleurs, nous pouvons expliquer un grand imbre do phénomènes que présente la vision des corps à travers is prismes. Supposons d'aburd que sur une feuille de papier qoir i place sur la même ligne horizontale deux petites baudes de paer, i*une peinte en rouge , Tautre eu violet. Si on les regarde à iTcrs un prisme dont les arêtes soient horizontales , les deux imas ne seront plus placées sur le prolongement Tune de Tautre : Tiige violette , ayant éprouvé uue plus grande déviation que l'auî, sera plus relevée du cùté du sommet de l'angle réfringent du isnie. Si on colore une bande mince de papier en rouge et eu vio- ., en la regardant à travers un prisme dans les mêmes circoninces que précédemment , on voit deux iuiages , Tune rouge , utre violette, et cette dernière est plus déviée que Tautre. Si on icc sur un fond noir un petit carré de papier blanc, il se formera e iniinilé d'images colorées, ayant des teintes qui se succèdent, la même manière que dans le spectre solaire, et qui seront d'au- H plus déviées que les niyons correspondants auront un plus ind pouvoir réfringent. Si l'angle réfringent du prisme est au isus de l'œil, l'image violette sera la plus élevée et Timage rouge plus basse ; mais , ces images se superposant dans une partie de ir étendue, l'image totale paraîtra blanche dans le lieu de la coïtdence , et elle sera bordée supérieurement par une frange bleue violette , et inféricuremcnt par une frange jaune et rouge. Si on jarde avec le prisme une tache noire sur un fond blanc, les frans sont de même couleur , mais leurs places sont changées; c'estlire, si le sommet du prisme est au dessus de Tceil , les franges •lettes sont ù la partie inférieure du corps et les franges rouges à partie supérieure , parce que les frangés sont produites par le me qui environne le corps noir.

12GI . Teintes co^nposées produites par les mélanges des eou^ 1rs simples. Nous avons vu , dans ce qui précède , que chaque |ron simple ne se divisait plus, etavait une teinte variable comprise Ire les deux limites extrêmes, le rouge et le vioiet. Cependant, oa servant ce qui se passe sur ia palette du peintre , où il obtient [tes les nuances par le mclano^o d'un.peiît nombre d«i couleurs i

plusieurs physiciens avaient pensé que la même chose avait lieo pour certaines couleurs du spectre solaire, par exemple que le violet était un mélange de rayons rouges et bleus , le vert un mélange de rayons bleus et jaunes , etc. ; mais il n*en est pas ainsi. Â la vérité , chaque bande colorée du spectre renferme une plus on moins grande quantité de rayons des tranches voisines ; mais, en purifiait un des rayons du spectre par une nouvelle réfraction, on obtient des raypns parfaitement simples qui atTeclent toutes les couleurs.

1262. Tous les corps colorés que nous offre la nature, méiM les fleurs dont les teintes sont souvent si vives , n*en voient jamais i l'œil des rayons simples : car, si on les regarde à travers un prisme , on voit leur image bordée de frange» de différentes coulenrt Les franges ne se manifestent que vers les bords, parce que leslMtfdes colorées qui proviennent des points intérieurs, étant superposées, se neutralisent , donnent la teinte générale du corps, et par conséquent celles des points extrêmes, étant les seules isolées, soit les seules visibles.

1265. Newton a fait beaucoup dressais pour former une teioU blanche en mêlant des poudres colorées , mais il n'a jamais pu obtenir qu'une teinte grisâtre : la raison en est que , ces poudres absorbant toutes une grande quantité de lumière blanche, on doit obtenir une teinte semblable à celle qui proviendrait d'un mélange blanc et de noir.

1264. Newton a|jpelle couleurs complémentaires celles qoif étant réunies , forment de la lumière blanche. Pour obtenir la coftleur complémentaire d'une teinte quelconque , Newton a donné b règle suivante : ayant décrit du point C {fig. 783), comme centrai un cercle dont le rayon soit égal à l'unité, et divisé sa circonféreocs en sept parties proportionnelles aux nombres 1/9 , 1/16 , 1/10, 1/9) i/lO, 1/16, 1/9, si on considère les différents secteurs comme représentant les sept couleurs principales du spectre , et si Ton plaoB aux points r, o,y, Vj b^ t, ii, qui sont les centres de gravité desarti de cercles, des poids proportionnels aux longueurs de ces arcs,k centre de gravité total passera par le point C, et ce sera le cas deb blancheur parfaite que produit la sensation simultanée de toutes les nuances , lorsqu'elles sont mélangées dans les proportions où elles se trouvent naturellement dans le spectre. Mais, si nous supposoitf les proportions altérées , il faudra placer sur chaque centre de gne vité des poids qui ne seront pltis dans le rapport des arcs : alors le centre de gravité ne coïncidera plus avec le point C , il tombera ei

HYPOTHESE DE M. BEBWSTEA. 329

an point G quelconque ; si alors on mène CG^ la direction de cette ligne indiquera ta nuance dominante du mélange , sa longueur la rivacité de la teinle, et le rayon diminué de GC représentera la []uantité de lumière blanche mêlée à la teinle dominante. Le cercle iivisé dont nous venons de parler est très propre pour démontrer :]ae la sensation de la lumière blanche est le résultat des sensations umaltanéesde toutes les nuances du spectre : en effet, si on couvre chaque secteur de la nuance qui lui correspond , en le faisant mouvoir rapidement autour de son centre , on Tapercevra sensiiriement blanc.

i26o. Hypothèse de M, Brewster sur la composition de la lu^ wîiere. M. Brewsier , en analysant le spectre solaire par des verres ^u des liquides colorés qui laissent passer seulement certaines tein- ^, a été conduit à une explication entièrement différente de celle le Newton. M. Brewsier pense qu'il n'existe que trois espèces de *ayons colorés, les rayons rouges, les rayons jaunes et les rayons >leus } et il admet que dans les rayons d'une même teinte il en existe de différente réfrangibilité , mais que les rayons de différente *éfrangibilité ont des intensités différentes , et que le spectre solaire ^t formé par la superposition de trois spectres, rouge, jaune et >leu , de même étendue , mais dans lesquels le maximum d'intensité l'est pas placé de la même manière. Dans le spectre rouge il est ^rès d'une extrémité, dans le spectre jaune, près du milieu, et dans b spectre bleu, vers l'autre extrémité : alors la teinte d'un point quiconque du spectre résulte de la proportion des teintes des trois l|)eclres, et cette teinle renferme toujours une certaine quantité de lumière blanche formée des trois rayons , rouge , jaune et bleu , dans les proportions constantes qui constituent la lumière blanche. Q est facile de reconnaître que celle hypothèse explique tous les phénomènes aussi bien que celle de Newton.

Nous rapporterons quelques unes des expériences sur lesquelles M. Brewsier a fondé Topinion dont il s'agit. Si on place l'œil dans 41 direction d'un faisceau de rayons solaires après qu'il a traversé m prisme de verre blanc, en menant devant lœil une lame de ver- *e bleu,* l'apparence du spectre est complètement changée; des landes noires couvrent le milieu du rouge, tout l'orangé , une parie du vert, une partie considérable du bleu , un peu de l'indigo it très peu du violet. Le jaune , qui n'a pas été absorbé , a augmené de largeur ^ il occupe d'un cùiéjàne partie de l'espace où se trouail l'orangé , et de l'autre une pttrtie de l'espace où se trouvait le ert : ainsi oa voit du jaune dans les parties du spectre où se trou-

vaieut l'orangé et le vert , et par conséquent ces teintes ne sonl p simples. A la vérité , elles ne peuvent pas êlre décomposées par h 1 réfraciîon , étant formées de rayons également réfrangibles; ma elles le sonl par Tabsorption. Enfin M. Brewsler est parvenu à développer de la lumière blanche dans difrérenls points du spectre par des verres colorés, et celle lumière blanche est alors iadécoroposable par réfraction. Ce dernier fait ne semble pouvoir être expliqué qu'en admettant que les verres colorés absorbent la teiste en excès sur les proportions de bleu , de rouge et de jaune, qni cofr stituent la lumière blanche.

1266. Des raies du spectre. Quand on a pris tout le soin oéces- t saire pour oblenir un speclre solaire bien pur et d'une élendw sufBsante , on y observe plusieurs particularités remarquables qiii|t< ont été signalées pour la première fois par Wollaston , mais qui 08t été étudiées avec beaucoup de soin parFrauenhoffer, habilearii«l« de Munich. ' b

Le speclre, observé avec une lunette, est rayé de lignes noires,» iq seulement obscures, parallèles, très irrégulièrement réparties (I»« son étendue. Ces raies sont tout à fait indépendantes de l'angleré- ^ fringent du prisme el de la substance réfringente j dans tous les cas, ic leur forme et leurs positions relatives ne changent pas. fc«

Lafig. 78i!i représente la disposition des raies telles qu'elles onlélé observées par Frauenhoffer. Pour établir quelques points de repèrt au milieu de celte mullilude de raies, Frauenhofer a choisi les raifl marquées par les lettres B y C^ D , E , F, Gjtl^ comme éianlto jP plus faciles à reconnaître , et divisant le spectre en parties qni sont pas trop inégales. B se trouve à l'exlrémîté rouge , C plushai^ dans la même couleur , D dans l'orangé ( c'est une grosse \\ff^ double que l'on reconnaît aisément), E se trouve dans le vert,' dans le bleu , G dans l'indigo , et iï" dans le violet. Le nombre tdi' des raies du speclre est de plus de 700.

Quand on veut observer ces phénomènes, il faut prendre touiesl* précaulions possibles pour oblenir un spectre bien pur ; mais cela* suflit pas. Les espaces noirs étant beaucoup trop fins et beaucoip trop resserrés pour êlre aperçus directement , il faut les obser^ avec une lunette ayant un grossissement suffisant. Voici de qneU* manière on peut disposer l'appareil. On pratique au volet d'iii* chambre obscure une fente très étroite qui laisse passer les rayofl* solaires , ou, ce qui vaut mieu^^jjipn place dans la fente une leflli"^ cylindrique très convergente, qm forme derrière elle uq foyer reo* tiligne : alors on reçoit le faisceau de lumière sur on prisme d'ili^

RAIES DU SPECTRE. t 331

ibstance très pure, dont les arêtes sont parallèles à celles de la nie, et derrière le prisme on place une lunette achromatique, est en regardant dans celte lunette toutes les nuances du spectre le Ton distingue facilement les différentes raies. Pour concevoir îfTet produit par la lunette achromatique , il faut remarquer que , Ton regardait directement le prisme , en plaçant Tœil dans le faisau réfracté , on verrait un spectre dont le lieu serait le point \ concours des rayons divergents qui arriveraient à Tœil : alors,

on se sert d'une lentille achromatique, c'est-à-dire qui ï décompose pas la lumière, on verra uue image amplifiée i spectre , dans laquelle les couleurs et les raies auront les êmes positions relatives. Pour que les raies soient aperçues dis- Ktement , il faut que la lunette soit allongée de manière qu'ént dirigée sui* la fente du volet, onTaperçoîve distinctement; il Qt même changer un peu la position de Toculaire pour voir bien stinctement les différentes raies : il faut l'enfoncer un peu plus >ur les raies qui se trouvent dans le violet que pour celles qui se auvent dans le rouge. Lorsque le prisme est tourné de manière le l'angle d'incidence excède celui du minimum de déviation, les lies disparaissent; mais elles reparaissent en raccourcissant la aette. Elles 'disparaissent également quand l'angle d'incidence est lus petit que celui du minimum de déviation; mais elles deviënînt distinctes quand on allonge la lunette. En élargissant rorifice, s raies les plus fines disparaissent, et ensuite les plus larges. Pour mesurer la disianfce des raies Fraueuhoffer s'est servi d'un >pareil désigné sous le nom de micromètre. Cet appareil se coni- )se de deux fils métalliques parallèles , tendus dans qp cadre pla- \ dans la lunette ; un d'eux est fixe, et l'autre peut s'éloigner ou \ rapprocher du premier à l'aide d'une vis , disposée comme dans i fig. 5 : alors on peut facilement mesurer l'écartement des Is dans une position quelconque. Pour appliquer cet instrument

la mesure de l'écartement de deux raies, on fait coïncider les U avec les raies, et la position de la vis micrométrique donne leur istance.

Fraueuhoffer a constaté par de nombreuses expériences 1** que , our la même espèce de lumière, le nombre des raies , leur forme l leurs dispositions, sont entièrement indépendantes de l'angle réingent du prisme ainsi que de la substance réfringente j 2^ que les lies sont les mêmes , non seulement pour la lumière émanée diîciement du soleil , mais pour celle qui provient iudirectefment du kkûly.telles que celles des plàaètest de ût loôe, da del , des oua*

332 LUHIÂBE.

ges; 3^ que les spectres provenant de la lumière des étoiles, des flammes, de l'électricité, donnent des raies disposées d'aoe manière différente; U* que la lumière électrique , celle des lampes o^ dinaires et de la flamme de Talcool , donnent des raies brillantes, taudis que tous les autres foyers de lumière donnent dos raies obscures.

Dans le spectre provenant de la lumière d'une lampe , il y adeox lignes brillantes dans le rouge; dans le spectre formé par ialitmière électrique, les raies les plus brillantes sont dans le vert et Forangé : il en existe aussi une plus faible dans le ronge. Fraueohoffer , pour obtenir une ligne lumineuse par Félectricité , réuni»saii deux conducteurs par un fil de verre d*un demi-pouce de longueur et très fin ; un des conducteurs communiquait avec une machine électrique, i autre avec la terre.

La découverte des raies est d*une très grande importance , parce que les points fixes que les raies établissent dans le spectre permettent de déterminer avec une grande précision les indices de réfirao- F tion des principaux rayons colorés; ce que Ton n'avait pu faire F jusqu'ici que d'une manière vague. 1

Le tableau suivant renferme les indices des rayons correspon* dants aux principales raies pour plusieurs Aibstanceft et la lumière solaire.

Tableaa des indices de réfraction des rayons dm sffectrê correspondants

aux principales raies.

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