SS

Ethersulfurique. . . .

2, 5So

:,ooi53o

•Soufre carburé. . . .

Hydrogène proto-phos-

1 ,001 5oo

o,oo3oi 0

0,0001 ioy

phoré .

Ce tableau prouve que les puissances rcfractives des gaz n’ont aucun rapport avec leur densité , que les puissances rcfractives des simples mélanges sont égales à la somme des puissances rcfractives des corps mélangés; (pie, dans les corps composés, la puissance réfractive est tantôt plus petite, tantôt plus grande que la somme des puissances réfractives des composans; et qu’en fin , lorsque les corps changent d’état, leur pouvoir réfringent augmente lorsqu’ils deviennent plus denses, et diminuent

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lorqu’ils le deviennent moins. C cst ainsi que le pouvoir réfringent du carbure de soufre est plus grand sous la forme liquide que sous la forme gazeuse. Ce qui rend très-probable que le pouvoir réfringent augmente lorsque les fluides élastiq ues, sanspourcela se réduire enliquides, sont cependant fortement comprimés, et diminue dans le cas contraire.

Le premier procédé que nous venons de décrire ne peut être employé à déterminer l’indice de réfraction d’un corps solide ou liquide que dans le cas où l’on dispose d’un volume assez considérable de ces corps, et où ils sont d’ailleurs assez transparens pour permettre à la lumière de les traverser dans une épaisseur considérable. Mais ce procédé est évidemment inapplicable à des corps solides opaques j à des corps solides dont on ne posséderait que de petits fragmens , ou qui seraient trop mous pour conserver une figure déterminée; il ne saurait non plus s’appliquer à des liquides dont on ne posséderait que quelques gouttes.

L’ingénieux M. AYollaslon a imaginé un procédé qui s’applique précisément à tous les cas dans lesquels on ne saurait déterminer l’angle minimum, c’est-à-dire à des corps opaques , à des parcelles de corps solides , et h la plus petite goutte d’un liquide quelconque. Ce procédé est fondé sur la connaissance de ce que nous avons indiqué par les expressions d’angles limites. Supposons (fig. 170) un prisme rectangulaire A D B, dont une face soit horizontale , et supposons qu’à quelque distance du prisme et dans une position verticale on place une règle graduée V V', et que le long de cette règle on puisse faire glisser une plaque percée d’un trou: il est évident que tous les rayons qui tendront à entrer dans ce prisme, dans les directions L G ou L' G, tomberont d’abord sur la face AD; mais les uns la pénétreront et les autres ne la pénétre-

ADDITIONS

ront pas suivant la valeur de l’angle de limite de la substance dont le prisme sera formé. Si , par exemple , ce prisme avait la forme indiquée dans la figure, aucun des rayons pénétrant par la face A B ne saurait traverser la face A D, supposant que co prisme fut formé de crownglass, attendu que l’angle Iimile de celte substance est de 4o° 5g '. En conséquence , de quelque point de la règle V Y' que l’on regarde dans l’intérieur du prisme, on ne pourra apercevoir aucun des objets placés au dessous de A D; mais on apercevra, par réflexion totale, sur la face A D tous les objets placés au dessus et au devant d’elle. D'où il suit que des points D ou D' on verra cette face comme un miroir brillant dans toute son étendue.

Concevons maintenant que sur la face horizontale AD on ait fait adhérer une petite goutte de liquide , qu’on y ait collé un petit fragment de membrane transparente ou même un petit morceau d’un corps opaque. Si nous désignons par N l’indice de réfraction du prisme et par JV l’indice de réfraction de la substance adhérente à sa face , nous remarquerons d’abord que , en regardant dans le prisme par les points D ou D', il y aura des positions dans lesquelles toute la face continuera h former miroir, et d’autres dans lesquelles la place occupée par le petit corps paraîtra comme une tache noire. Ce dernier fait prouvera que les rayons cessent de se réfléchir sur la face A D et la traversent seulement dans le point où se trouve placé le corps étranger. Et en effet l’indice de réfraction de la substance du prisme par rapport au corps étranger appli-

qué à la surface, est exprimé par y Cet indice sera donc

moindre que l’indice de réfraction du prisme lui-même, l’angle limite sera plus petit, et , par conséquent, la lumière pourra traverser du crown-glassdans le corps étran-

AU LIVRE DE LA LUMIERE. 427

ger sous une incidence qui n’aurait pas permis son passage du crown glass dans l’air.

Si l’on abaisse successivement le point par où on regarde dans le prisme, il y aura un moment où la tache noire disparaîtra , et ce degré d’obliquité donnera précisément l’angle limite pour le passage d’une substance dans l’autre , et par conséquent le rapport des deux indices de réfraction, d’où l’on peut déduire 1 indice de réfraction de la substance nouvelle en connaissant l’indice de réfraction de la substance du prisme.

Pour établir de semblables recherches , il est nécessaire de connaître les angles limites de quelques substances. Nous en donnerons la table suivante :

Noms des substances. Indices de réfract. Angles limites.

Chrômate de plomb.

Diamant .

Soufre .

Zircon .

Grenat .

Spinelle .

Saphir .

Rubis .

Topaze .

Elint .

Crown .

Quartz .

Alun .

Eau (liquide). . . .

Eau (glace) .

On voit parce tableau pourquoi, dans l’exemple précédamment cité, le prisme supposé docrown-glass ne permet

ADDITIONS

pas à un rayon pénétrant par la face A B de sortir par la face D B, puisque son angle droit ou égal à qo° est plus grand que le double de son angle limite qui est !\o° 1$ . Il n’en serait pas de même d’un prisme d’eau liquide ou de glace. On voit aussi que des prismes équilatéraux, formés de chrômate de plomb, de diamant ou de soufre , ne laissent jamais pénétrer la lumière à travers deux de leurs faces contiguës , puisque les angles d’un pareil prisme sont de Go° et que les angles limites de ces substances sont de moins de 5o°.

On conçoit que la méthode de Vollaston est non-seulement remarquable sous le point de vue scientifique , mais qu’elle est même susceptible d’un assez grand degré d’exactitude, puisque la règleV Voient être placée à une assez grande distance du prisme , et présente des divisions très-petites, pendant que le voyant qui glisse sur sa hauteur peut se fixer exactement à l’angle où la tache noire disparait. Gela étant , on peut mesurer l’angle E o V, en conclure l’angle O E P qui est son complément; et cet angle pouvant être considéré comme celui d’incidence, on peut

mettre sa valeur dans la formule " . ‘ ■ = N. On peut en

Sin. S

déduire la valeur de l’angle S qui égale P' E I , et par suite son complément E I Q = Q IL. Comme il est certain que

N> d’ou

Sin 90°

L I est le ravon limite, on à :

J Sin L 1 Q

N' = N sin. L I Q.

Un troisième moyen a été proposé par le docteur Brewstcr pour déterminer les indices de réfraction des liquides en petite quantité ou des corps mous translucides. Ce moyen est fondé sur celte proposition, que la distance focale d’une lentille est duc i° ii la courbure de ses faces ; 2°à la valeur de 1 indice de réfraction de sa sub-

AU LIVRE DE LA LUMIERE. /|2g

stance par rapport à l’air , en sorte que , si cet indice venait h diminuer, son foyer s’éloignerait, et que, s’il venait à augmenter au contraire , son foyer se rapprocherait.

Cela posé , supposons qu’une lentille soit appliquée par une de ses faces sur une lame de verre plane , et qu entre les deux, pour remplir le vide qui existera nécessairement on introduise un peu d’eau : il est clair que les rayons qui pénétreront h travers la lame de verre la traverseront, ainsi que l’eau, sans déviation , mais que, en passant ensuite de l’eau dans la lentille, ils seront réfractés, non plus en raison de 1 indice de réfraction de la substance de la lentille par rapport à l’air, mais en raison de l’indice de réfraction de la lentille par rapport à l’eau. Dans ce cas , par exemple, 1 indice de réfraction sera moindre , et le foyer de la lentille sera porté plus loin.

On donne au petit volume de liquide plan d’un côté et concave de l’autre, qui remplit l’intervalle de la lentille et de la lame de verre, le nom de ménisque.

On peut mesurer les effets produits par la présence du liquide entre le plan et la lentille , soit en mesurant directement la distance focale de cette lentille , soit en comparant les divers grossissemens qu’elle produit, dans un microscope dont elle fait partie.

Il est facile de concevoir que si l’on observe successivement; une lentille seule , une lentille avec un ménisque d’eau pure , et une lentille avec un ménisque de toute autre substance liquide ou molle et translucide, on obtiendra des données qui permettront, à l’aide du calcul, de déterminer la valeur des indices de réfraction de chacune des substances qui auront servi à former les différens ménisques.

Cette méthode, foi t ingénieuse, et que M. Brewsler a employée pour déterminer les indices de réfraction des

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humeurs et des membranes de l’œil, a , pour le cristallin et la cornée transparente, le grand inconvénient de comprimer ces tissus organiques , d’en changer conséquemment la densité aussi bien que la disposition relative des parties, et, par conséquent, de modifier d’une manière importante leur action sur la lumière. Il serait donc essentiel de vérifier les résultats du docteur Brewster en employant la méthode de Wollaston précédemment décrite, et qui n’est pas sujette aux mêmes inconvéniens.

Une dernière notion devient indispensable pour comprendre la question difficile de l’achromatisme de l’œil ; c’est celle qui est relative au pouvoir dispersif que les corps réfringens exercent sur la lumière simple.

Nous avons déjà fait remarquer qu’un prisme quelconque écartait les uns des autres les sept rayons rouge , orangé, jaune, vert, bleu, indigo et violet; de manière à changer l’image circulaire et blanche du soleil , par exemple, en une figure allongée, qu’on nomme spectre solaire , et qui présente toutes ces couleurs distribuées les unes à la suite des autres , et occupant des espaces inégaux. Dans ce moment, nous devons faire remarquer que les différentes substances dont on peut composer un prisme ne produisent pas un spectre dans lequel chaque couleur occupe des espaces égaux , ou même proportionnels à la longueur totale du spectre solaire; en sorte que pour telle substance la couleur rouge occupera un plus grand espace dans le spectre que pour telle autre , et ainsi pour chacune des couleurs considérées h part.

Pour mesurer de semblables effets, on a été réduit jusqu’à ces derniers temps à choisir à peu près le centre de chacune des couleurs du spectre solaire , et à déterminer l’indice de réfraction de ce rayon par la première des méthodes que nous avons décrites. Mais Fraucnholer a ré-

AU LIVRE DE LA LUMlîiRE.

comment découvert dans le spectre solaire des phénomènes particuliers très-curieux qui sont propres à faciliter ces recherches cl à leur donner un degré d’exactitude inconnu jusqu’ici.

Si 1 on reçoit dans une lunette le spectre formé par un prisme, on s’aperçoit que, indépendamment des sept couleurs reconnues jusqu’ici , ce spectre est barré transversalement d’une multitude de lignes noires ou brillantes, plus ou moins larges et foucées , qui sont désignées sous le nom de raies du spectre ; au milieu de ces raies , on peut en distinguer sept qui sont plus remarquables que les autres, et qui en comprennent un très-grand nombre dans leur intervalle. Le spectre solaire, par exemple, présente six à sept cents raies noires plus ou moins prononcées et foncées, et diversement distribuées entre les sept principales qui divisent le spectre en espaces à peu près égaux.

Un fait fort remarquable, c’est que, pour la même lumière, celle du soleil par exemple, toutes ces raies noires conservent entre elles des rapports d’intervalle constans; quel que soit le prisme qui ait formé le spectre et la nature de la substance qui forme ce prisme, et quel que soit aussi l’angle réfringent de ce prisme.

Si l’on répète celte observation avec des lumières provenant d’une autre source que le soleil , les résultats sont fort différens: ainsi la lumière d’une étincelle électrique donne des raies brillantes au lieu des raies noires de la lumière solaire; la plus remarquable de ces raies brillantes se trouve dans la couleur verte. La lumière artifi ciellc produite par la combustion de l’huile, de l’hydrogène et de l’alcool , donne aussi des raies brillantes , mais autrement disposées que celles de la lumière électrique. 11 s’en trouve deux très-remarquables dans le rouge et l’o-

ADDITIONS

rangé. Les lumières des planètes et des étoiles présentent des circonstances remarquables; celle de Vénus donne les mêmes raies que la lumière solaire; celle de Sirius donne des raies noires, mais elles sont tout-à-fait différentes de celle du soleil et des planètes.

Ce qui nous intéresse particulièrement dans ces découvertes récentes , c’est qu’elles fournissent le moyen de constater avec plus d’exactitude que par le passé l’indice de réfraction du spectre solaire. En effet, les sept raies principales que nous avons indiquées , occupant dans le spectre solaire des situations dont les rapports ne changent pas , on peut prendre ces raies pour point de mire , dans la mesure de l’indice de réfraction des différentes parties du spectre, au lieu de celte partie moyenne de chacune des couleurs qui laissaient beaucoup de vague dans les mesures.

L’auteur de ces découvertes remarquables en a fait immédiatement l’application en déterminant l’indice de réfraction des sept principales raies du spectre solaire pour un très-grand nombre de substances, et en même temps le pouvoir dispersif de chacune de ces substances.

On concevra parfaitement l’importance des données que nous venons de signaler pour la détermination d’un achromatisme quelconque, c’est-à-dire pour arriver à former une lentille qui donne une image, sans que cette image se trouve altérée par les colorations de l’iris. En effet toutes les substances dont la force réfringente est plus grande que celle de l’air peuvent concourir à former une lentille qui rassemble tous les rayons dans un foyer ; mais comme les différentes substances réfringentes ne dispersent pas la lumière avec une intensité proportionnelle à la quantité totale de rétraction qu’elles opèrent, il s’ensuit que, en superposant plusieurs substances convenablement

AU LIVRE DK LA LUMlliRE. 455

choisies dans la structure d’une même lentille , celle-ci pourra conserver un pouvoir réfringent total et avoir un lojer , quoique les dispersions produites par les différentes substances soient compensées réciproquement et qu’en conséquence 1 image soit dépourvue de couleurs ou que 1 instrument soit devenu achromatique.