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par des esprits familiers avec l’abstraction. Nous croyons donc devoir exposer les phénomènes de lumière dans le système de l’émission, sauf à citer quelques-unes des circonstances qui ont pu déterminer l’adoption du système des ondulations.

Tous les phénomènes que la lumière nous présente constituent une science qui porte le nom d 'optique. Elle se divise en deux parties : la première , qui porte le nom de catoptriquc, s’occupe du phénomène de réflexion de la lumière; et la seconde, qui porte le nom de dioptrique, étudie les effets qui se produisent quand la lumière traverse les corps. Mais il est nécessaire d’exposer d’abord l’idée qu’on se fait , dans le système de l’émission , du rayonnement de la lumière, de la direction qu’elle suit, de savitesse, de son intensité à différentes distances, et enfin de ce qu’on nomme l’ombre.

5Go, Rayonnement. On suppose que la lumière est formée de particules infiniment petites qui sont lancées de tous les points de la surface du corps lumineux , de telle manière que de chacun des points de cette surface il s’échappe en même temps des molécules de lumière dans toutes les directions possibles ; d’où il résulte que le corps lumineux ayant une certaine étendue , les molécules doivent se croiser dans tous les sens en quittant la surface du corps.

Il est très-important de se faire une idée exacte de ce rayonnement , car si l’on suppose un corps d’une surface circulaire quelconque exposé au rayonnement lumineux d’un autre corps , on pourra concevoir autant de cônes lumineux qu’il y a de points dans la surface du corps rayonnant , et tous ces cônes auront pour sommet le point du départ et pour hase la face circulaire du corps éclairé; et d’une autre part , si l’on reçoit par une très-petite ou-

verture pratiquée au volet d’une chambre obscure, Ia lumière envoyée partous les points du soleil, il sc formera dans la chambre un cône lumineux dont la base ira se projeter sur les parois opposées, et dont le sommet, légèrement tronque, sera formepar l’ouverture elle-même. Le cône dont nous parlons ici est évidemment formé de rayons partis de tous les points de la surface du soleil qui viennent s’engager dans la petite ouverture , qui s’y croisent nécessairement, et qui vont former sur les parois l’image du soleil. Il faut soigneusement distinguer les deux genres de cônes dont nous venons de parler. Ceux dont les sommets se ti ouvent ti la surface du corps lumineux peuvent présenter plus ou moins de divergence , suivant la distance à laquelle on se trouve de ce corps. Ceux qui se forment par la petite ouverture ont une divergence qui dépend à la fois de la distance et de l’étendue du corps lumineux.

061. Direction. • On admet que les molécules qui pai tent de la surface d un corps lumineux commencent dès lors à se mouvoir dans l’espace avec une grande vitesse et toujours en ligne droite. On admet que ces molécules se trouvent, dans leur route , situées à de grandes distances les unes des autres, relativement à leur volume, ce qui permet de concevoir comment une multitude de ces files de molécules peuvent passer à la fois dans lapins petite ouverture sans s’arrêter ou se gêner réciproquement. Nous ne possédons aucun moyen d’isoler une pareille file de molécules lumineuses , ce qui constituerait véritablement un rayon de lumière , car la plus petite ouverture par laquelle on puisse obliger la lumière à passer peut encore admettre un très-grand nombre de ces rayons élémentaires. En conséquence , quand on emploie l’expression de rayon lumineux, on entend toujours le cône ou h pyramide qui a pour base l’ouvorluro ou la surface

qui reçoit la lumière, et pour sommet un des joints du corps lumineux. Et tout ce que l’on dit de la direction de ce rayon se rapporte exactement à l’axe de ce cône.

S’il était nécessaire d’apporter une preuve de la marche de la lumière en ligne droite, d suffirait d interposer un corps opaque entre l’œil et le corps lumineux. Il faut seulement remarquer que non seulement la lumière marche en lio-ne droite, mais qu’elle se propage exclusivement de cettemanière; en sorte qu’un rayon lumineux ne produit absolument aucun effet en dehors de sa direction , et que si l’on aperçoit quelquefois latéralement les rayons de soleil qui traversent une chambre obscure, cela tient à ce que l’atmosphère contient en suspension quelques petits corps opaques qui réfléchissent une portion de la lumière

est évident que si un petit cône de lumière vient à tomber sur une surface donnée , en partant d’un point lumineux quelconque , deux rayons extrêmes de ce cône lumineux formeront entre eux un angle qui dépendra du diamètre de la base et de la longueur du cône , ou de la distance qu’il y a entre le point lumineux et la surface éclairée II en résulte que tous les corps dont nous pouvons disposer , et qui envoient delà lumière sur d’autres corps voisins, produisent des rayons qui sont tres-sensi- Wemeut divergens , mais h dos degrés fort d,ffére„. su,- ,ont les deux conditions que nous venons delalrhr. Il en résulte encore que les rayons parus de la surface du soleil et arrivés jusqu’it nous, produisent des angles rolin.ment petits, et peuvent passer pour parallèles , attendu le la distance du solciU la terre est de plus do ôô.ooo.ooo ,1e lieues, tandis que les surfaces sur lesquelles nous rc- 'Vons ccs rayons peuvent être regardées comme infiniment petites relativement h celte grande distance.

KH GÉNÉRAL. 5a5

062. Vitesse. — O11 a cru pondant long-temps que la lumière se transmettait instantanément d’un point à un autre, ou plutôt on était loin de soupçonner qu’elle employât un temps quelconque à parcourir l’espace. Roemer démontra le premier que la lumière n’arrivait pas instantanément des satellites de Jupiter jusqu’à nous, puisqu’en calculant la marche de ces satellites autour de cette planète, et en observant leurs éclipses derrière elle , on trouvait toujours qu’ils restaient visibles quelque temps après le moment où ils auraient du disparaître derrièro la planète , et qu’ils ne reparaissaient du côté opposé que quelques instans après le moment où ils devaient être dégagés de son disque. Les différentes situations de la terre par rapport à la planète ont confirmé ce résultat, en montrant que les retardemens variaient avec les distances de la terre à la planète.

Il résulte du calcul et d’un grand nombre d’observations analogues , que la lumière emploie à peu près 8' i3" à venir du soleil jusqu’à nous; ce qui suppose une vitesse d’environ 70,000 lieues par seconde.

Le temps nécessaire pour que la lumière parcoure ainsi les grands espaces qui séparent les corps célestes donne lieu de remarquer cette singulière proposition, que nous ne voyons jamais les objets situés dans le ciel à la place qu’ils occupent réellement, mais bien à celle qu’ils occupaient lorsqu’ils nous ont envoyé la lumière qui nous affecte actuellement; et du reste, l’étendue du monde visible est si considérable , que la lumière met probablement plusieurs années à venir des plus petites étoiles fixes jusqu’à la terre; en sorte que si l’une d’elles disparaissait aujourd’hui , nos astronomes la verraient encore pendant plusieurs années. Enfin , si nous ne savons pas quel est le maximum d’éloignement des plus petites étoiles, nous

DE LA LUMIÈRE savons du moins à peu près que les plus voisiues de la terre en sont assez éloignées pour que leur lumière emploie environ trois ans pour arriver jusqu’à nous.

La vitesse de la lumière peut donner une idée de la masse des molécules qui la composent. En efl'et, la quantité de mouvement d’un corps est le résultat du produit de sa masse par sa vitesse ; la quantité de mouvement de la lumière paraît justement assez considérable pour affecter la membrane rétine , le plus délicat et le plus sensible de nos organes. Or, si l’on supposait aux molécules de la lumière une des plus petites masses que l’on puisse calculer , sa quantité de mouvement serait encore plus considérable que celle d’une balle de fusil. Il faut donc que les particules de la lumière aient une masse infiniment petite pour ne pas blesser la rétine.

563. Intensité de la lumière. — L’intensité de la lumière est extrêmement variable , suivant la nature des corps qui la produisent. Mais la lumière produite par un corps lumineux déterminé, diminue d’intensité à mesure qu’on s’éloigne de ce corps. Celte diminution a lieu en raison directe du carré des distances. Cette proposition est une conséquence géométrique du fait même du rayonnement. En effet, une surface circulaire éclairée présente la base d’un cône lumineux. Si l’on prolonge ce cône à une distance double, la surface de celle base deviendra quadruple; et par conséquent, si la surface primitive était transportée à cette distance double , elle ne recevrait que le quart des rayons lumineux qu’elle interceptait d’a bord. Sans changer la distance entre la surface éclairée et le point lumineux, on peut faire changer l’intensité de la lumière. Il suffit pour cela d’incliner la surface sur i l’axe du cône , car alors celle surface interceptera d’autant moins do rayons lumineux qu’elle sera située plus

EN GÉNÈHAL. 327

obliquement. 11 est très-difficile d’apprécier les facultés illuminantes de différentes lumières, è cause de l’incertitude des jugemens qui reposent sur nos sensations. Mais on y parvient , comme nous le dirons bientôt, par la comparaison des ombre

064. Sources de la lumière. — Il existe, pour le globe que nous habitons , une source principale de lumière dans le soleil , situé au centre de notre système planétaire. Mais comme la lumière marche exclusivement en ligne droite , et que la terre a une forme è peu près sphérique, la moitié seulement de ce globe est continuellement éclairée par le soleil , pendaut que l’autre reste privée de ses rayons. Le mouvement annuel de la terre autour du soleil , et son mouvement journalier de rotation sur ellemême , font varier de deux manières la situation de cette moitié éclairée. Il en résulte des jours et des nuits qui peuvent être égaux et de douze heures sous l’équateur, qui peuvent être égaux et de six mois vers les pôles , et qui , dans les régions intermédiaires , peuvent être égaux dans certains temps de l’année et inégaux à toutes les autres époques.

L’obscurité complète qui devrait résulter de ce que nous nommons l’absence du soleil est corrigée par deux autres sources de lumière. La lune, en parcourant son orbite autour de la terre , et l’accompagnant dans sa marche autour du soleil , en est éclairée comme elle , et présente à la terre une surface réfléchissante qui lui envoie de la lumière , et qui nous apparaît sous des figures variées que l’on nomme phases de la lune. Cette lumière réfléchie subvient à la plupart de nos besoins dans l’absence du soleil ; mais alors même qu’elle nous manque , les autres planètes , et surtout des milliers d’étoiles fixes , nous envoient sans cesse , malgré leur distance , une assez

SïS

grande quantité de lumière pour prévenir une obscurité complète. Le soûl cas d’une absence presque totale de lumière h la surface de la terre, est celui où des nuages épais la recouvrant pendant la nuit , interceptent la faible lumière des astres.

Un grand nombre de phénomènes locaux , et que nous pouvo«s en général reproduire à volonté , deviennent des sources artificielles de lumière , dont nous faisons un fréquent usage. Toutes les combinaisons des corps qui s’exercent en vertu d’une grande affinité, et qui produisent en eux une condensation considérable , donnent lieu à un dégagement de lumière que nous pouvons mettre à profit pour nos besoins ou pour nos expériences. Mais c’est particulièment la combustion qui entretient nos foyers de lumière artificielle. L’huile, la cire, les graisses, les corps résineux , dégagent beaucoup de lumière en se combinant avec l’oxigène , et d’autant plus que leur combustion est plus parfaite. Mais depuis quelque temps le gaz hydrogène per-carboné est fort employé à cet usage.

On observe, comme lois générales, i° que tous les corps connus commencent à devenir lumineux aussitôt qu’on élève leur température au-dessus de 5oo° du thermomètre centigrade; 2° qu’à égalité de température, les corps solides produisent beaucoup plus de lumière que les corps gazeux. Aussi attribue-t-on celle qui est fournie en si grande quantité parle gaz hydrogène per-carboné , aux molécules de carbone qui sont momentanément déposées dans la flamme , lorsque l’hydrogène brûle le premier, suivant l’ordre de la combustibilité.

365. De Vombrc. — La lumière se mouvant exclusivement en ligne droite , et n’ayant pas la propriété de traverser certains corps , qu’à cause de cela on nomme opaques , il en résulte derrière ces corps , quand on les expose

EN GÉNÜ1UL. 3l>9

au rayonnement d’an corps lumiaenx , un espace privé de lumière, que l’on nomme l 'ombre d’un corps opaque. Cette ombre, considérée dans un espace libre , prend des formes qui dépendent des situations et des figures relatives du corps lumineux et du corps opaque. Si le corps lumineux est un point L (fig. i5G), et qu’on lui présente un corps opaque sphérique AB, un peu moins de la moitié de celte sphère se trouvera éclairée; l’autre moitié sera dans l’ombre, et celte ombre s’étendra indéfiniment sous la forme d’un cône tronqué ABGD, dont la petite base sera représentée par AB, et la large base indéfinie.

Si le corps lumineux a un certain diamètre, et qu’on lui oppose ( fig . îùy) un corps sphérique opaque plus petit, un peu plus de la moitié de cette sphère sera éclairée; l’autre moitié sera dans l’ombre, et cetle ombre se prolongera derrière le corps opaque en un cône dont AB sera la base , et dont le sommet G se trouvera placé à une distance qui dépendra de l’écartement et des rapports de volume des deux corps.

Les deux principes que nous venons d’établir suffisent pour l’intelligence des différentes éclipses.

Si l’ombre d’un corps est projetée sur un plan ( fig . i38), elle y tracera une image distincte par l’absence de lumière. Cette image affectera des formes très-variées , suivant la situation et la direction du plan. On pourra toujours les déterminer en considérant le plan comme opérant la section du cône ou de la pyramide que constitue l’ombre.

Il n’existe pas d’ombre absolue, c’est-à-dire dans laquelle il y ait absence totale de lumière; car l’espace qu’occupe l’ombre déterminée par un corps lumineux quelconque , se trouve habituellement pénétré par des rayons de lumière qui proviennent , en plus ou moins grande

55o DE LA LtJMllîRE

quantité , de tous les corps environnans. Aussi remarquet-on que, quoique l’ombre paraisse généralement noire , elle est toujours plus ou moins colorée.

L’intensité de l’ombre est toujours proportionnelle à l’intensité de la lumière, puisqu’elle résulte, pour notre œil , de la comparaison des points éclairés avec ceux qui ne le sont pas. Cette propriété a fourni le moyen de mesurer l’intensité comparative de différentes lumières ; car on peut toujours projeter sur un plan , l’une à côté de l’autre , tlcux ombres produites par deux lumières différentes; et quand ces deux ombres paraissent également noires , on peut en conclure que les deux lumières sont égales en intensité. Si donc on veut comparer, par exemple, la lumière d’une bougie avec celle d’un quinquet , on déterminera, sur une surface blanche, la projection des ombres de deux petits carrés de carton , l’une produite par la bougie, et l’autre par le quinquet. On trouvera alors que l’ombre du quinquet est beaucoup plus forte que celle de la bougie; mais en rapprochant celle-ci ou en éloignant le quinquet, on parviendra h rendre les ombres égales. Et si l’on mesure alors les distances de l’un et l’autre corps lumineux au plan de projection , et qu’on élève ces distances au carré , le rapport de ces carrés donnera celui de l’intensité des lumières.

L’ombre produite par un corps lumineux d’un certain volume ne peut jamais être parfaitement découpée dans son contour, ou d’une intensité uniforme; car si nous considérons ( fig . 109) les deux points diamétralement opposés L, L', du corps lumineux, nous verrons que le point L formera un cône LOP', qui formera une ombre faible OP' ; que le point L' formera de son côté un autre cône L O P , qui produira aussi une ombre faible ; mais que ces deux ombres se réuniront dans l’espace 00 et si j

l'on considérait ainsi successivement tous les points de la surface du corps éclairant , il en résulterait un cercle trèsnoir, dont 00' serait le diamètre , et un autre cercle d’autant moins noir qu’on s’approcherait de sa circonférence, et dont PP' serait le diamètre. Cet anneau, faiblement ombré , qui enveloppe toujours l’ombre principale, porte le nom de pénombre. On conçoit qu’elle n’existerait pas si le corps était éclairé par un seul point lumineux.

On observe encore , dans l’ombre du corps , quelques circonstances remarquables. Si , par exemple, une boule noire est exposée aux rayons du soleil, et qu’elle projette son ombre sur un plan , on verra que le centre de l’ombre véritable est moins noir que sa circonférence, et qu’au délit de la pénombre il existe un cercle plus éclairé que le reste du plan. Si , du reste , on regarde la boule noire de manière h ce qu’elle couvre entièrement le disque du soleil , elle semblera environnée d’une aui’éole lumineuse.

Les partisans du système de l’émission expliquent ces effets en disant que les rayons lumineux quipassentle plus près possible de la circonférence du corps opaque en sont attirés, déviés dans leur marche , et portés vers le centre de l’ombre, ce qui en diminue l’intensité; que d’autres rayons moins voisins ne reçoivent aucune influence, ce qui produit le contour de l’ombre vraie; et qu’enfin des rayons un peu plus éloignés éprouvent une répulsion qui les porte en dehors de la pénombre , où , s’unissant avec les rayons directs , ils forment la lumière plus vive qui se produit dans cet endroit , c’est-à-dire l’auréole qu’on aperçoit directement. Il faut convenir que cette explication n’est pas entièrement satisfaisante , attendu que la nature du corps opaque n’influe en rien sur le phénomène; ce qui devrait arriver, s’il était dû à l’attraction. Le système des

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ondulalions rend compte de ces circonstances d’une manière beaucoup plus complète.