DÉCOMPOSITION DE LA LUMIÈRE

5q4* Nous avons observé la marche d’un rayon lumineux en passant à travers des milieux réfringens ; nous avons remarqué que l’angle d’un prisme avait la propriété d’ajouter l’un h l’autre les deux changemens de direction que la lumière éprouve en entrant dans un milieu plus réfringent, et en sortant; mais nous n’avons considéré que le seul fait du changement de direction , ou ce qu’on nomme la réfraction linéaire. Il survient cependant alors

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un autre phénomène très remarquable , et qui produit une véritable analyse de la lumière.

Si, après avoir laissé pénétrer un rayon solaire dans une chambre obscure , on le réfracte par l’angle d’un prisme [fig. ibj) , au lieu d’obtenir une surface blanche et circulaire, semblable h celle que produit le rayon direct en frappant la paroi de la chambre, on obtient une image qui a le même diamètre transversal, mais qui est fort aiongée dans le sens de la réfraction; et cette image est vivement colorée de toutes sortes de nuances , depuis le rouge jusqu’au violet; On lui donne le nom de spectre solaire.

Si F on présente au spectre solaire , à une certaine distance du prisme, une planchette ( fig. i5S ) percée de sept trous , à des distances convenables les uns des autres , on obtient derrière ce diaphragme sept images circulaires , présentant le rouge , l 'orangé, le jaune, le vert, le bleu , V indigo et le violet. Il est évident que ces sept couleurs ne sont pas également réfrangibles, puisque les unes et les autres ont été inégalement dérangées dans leur direction par l’action du prisme. Le rouge est le moins réfrangible de tous ces rayons, et le violet est le plus réfrangible.

Le rapport de la réfrangibilité relative de chaque rayon peut être apprécié par les écartemens divers qu’il faut mettre entre les trous dont nous avons parlé pour obtenir des couleurs pures. Et l’on remarque que ces intervalles sont, pour le verre, dans les mêmes rapports que les différentes longueurs d’une corde qui donneraient la gamme mineure.

Les sept couleurs du prisme sont évidemment les parties composantes de la lumière blanche; car, i° si on les fait converger toutes sur une même surface au moyen de sept miroirs, on reforme du blanc; ca° si l’on réunit d’un côté trois de ces rayons, et de l’autre côté les quatre autres, on

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obtient deux nuances qui sont évidemment complémentaires l’une de l’autre, et qui produisent le blanc par leur réunion,

Chacune de ces couleurs du prisme est bien véritablement une couleur simple ; car, en soumettant chacun de ces rayons à part à Faction d’un nouveau prisme, on ne réussit plus à le décomposer. Néanmoins, quelques unes de ces couleurs peuvent être produites artificiellement par la réunion de deux autres. C’est ainsi que le jaune et le bleu donnent du vert, le rouge et le jaune de l’orangé, le Lieu et le violet de l’indigo, en sorte que quelques physiciens lï’ont voulu reconnaître que trois couleurs primitives, le rouge, le jaune et le bleu; mais il n’y a aucune objection à faire à l’expérience d’analyse que nous venons de citer, qui appartient à Newton , et l’on conçoit du reste aisément comment la réunion de deux couleurs voisines peut imiter la couleur intermédiaire.

Les rayons lumineux que l’on essaie de décomposer par le prisme ne fournissent pas toujours la totalité des couleurs du prisme : il faut, pour cela , qu’ils soient composés d’une lumière parfaitement blanche ; ainsi le soleil h son lever ou à son coucher, ou une lumière artificielle, ne donnent jamais un spectre complet.

Il résulte de la propriété du prisme que nous venons d’indiquer, que les objets vus à travers un prisme paraissent non seulement déplacés, mais colorés, surtout en rouge et en violet, h leurs bords,* et qu’il en arrive autant, soit aux objets que l’on regarde h travers une lentille, soit aux images que cette lentille projette sur un plan. Cette circonstance porte le nom à' aberration de réfrangibilité , tandis que l’irrégularité linéaire des figures dépendante des divers degrés d’obliquité des rayons se nomme aberration de sphéricité.

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DE L’ACHROMATISME.

595, Newton croyait que la faculté d’écarter les rayons colorés les uns des autres était, dans les milieux réfringens, proportionnelle à leur force réfringente; mais Dollond , opticien anglais , a découvert que ces deux propriétés n’étaient pas liées régulièrement entre elles, et qu’un corps pouvait réfracter moins qu’un autre et disperser davantage , ce qui lui a fourni le moyen de conserver dans un prisme ou dans un verre composé la faculté de réfracter, en détruisant celle de disperser la lumière. C’est cet heureux résultat que l’on nomme achromatisme , ou privation de couleur, parce qu’à l’aide de certaines combinaisons on prépare des lentilles qui donnent des images blanches, ou du moins qui conservent la couleur naturelle des objets.

Si l’on suppose ( fig. 1 5 g ) un parallélipipède formé de deux prismes, ABC et DBC, et qu’on admette que ces deux prismes aient les mêmes pouvoirs réfringens et dispersifs , il est évident que, si le premier prisme DBC réfracte et disperse le rayon GI, le second prisme produira des effets inverses, c’est à dire que le rayon ressortira blanc au point I, et se dirigera suivant la ligne l'G', qui sera parallèle à sa direction première ; mais si le second prisme ABC a une force réfringente plus grande avec le même pouvoir de dispersion, le rayon pourra sortir blanc en I", mais se diriger suivant P'G", qui fait un angle avec sa direction première.

En appliquant ces principes à une lentille composée de diverses substances ( fig. 160 ) , il pourra arriver que , le rayon GH tombant sur un verre biconvexe d’une des deux substances, le rayon rouge parvienne en K et le rayon vio-

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let en I ; que ces rayons, réfractés par le second verre qui est concave, parviennent, le premier en N, et le second en L> et qu’enfin , rapprochés de la perpendiculaire en sortant du verre, ils se réunissent en F, à son foyer, ce qui produira une image sensiblement blanche. Nous disons sensiblement, parce qu’on peut calculer et produire celte coïncidence pour les rayons extrêmes, mais non pas aussi bien pour les intermédiaires, attendu que la propriété dispersive des corps réfringens varie pour chaque rayon.

Les deux substances qui servent à composer les verres achromatiques sont le verre ordinaire sans plomb ou le flint-glass des Anglais , et le verre contenant beaucoup d’oxide de plomb , ou le cristal que les Anglais nomment crown-glass.

396. Les corps solides , les liquides et même les fluides élastiques prennent les couleurs du prisme lorsqu’ils sont réduits en lames minces. Les lames de mica en offrent un exemple aussi bien que celles du sulfate de chaux ; mais Newton a remarqué que, en posant un verre faiblement convexe sur une surface plane, l’air contenu entre les deux corps, ou l’eau qu’on y introduit , donne lieu 5 des anneaux colorés diversement : il a vu que ces anneaux étaient placés à de telles distances les uns des autres que les épaisseurs qui laissaient passer la lumière étaient suivant les nombres 1 , 3 , 5 , 7 , tandis que les épaisseurs qui la réfléchissaient étaient comme les nombres o, 2, 4» 6; d’où il a conclu ce que l’on connaît sous le nom à’ accès de facile transmission : il en déduit une explication de la coloration des' corps, et des règles tellement sûres que l’on peut déterminer l’épaisseur d’une lame par la couleur qu’elle réfléchit.

On a récemment découvert dans le spec tre solaire des^ phénomènes particuliers Irès curieux , qui sont propres à

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faciliter la détermination des indices de réfraction , cl à lui donner un degré d’exactitude inconnu jusqu’ici.

Si l’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 foncées , qui sont désignées sous le nom de raies du spectre ,* au milieu de ces raies , on peut en désigner 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 h. 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 cette observation avec des lumières provenant d’une autre source que le soleil , les résultats sont fort différons. 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 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. Il s’en trouve deux très remarquables dans les nuances de l’orangé. 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 ,

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maïs tout à fait différentes do celles 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 occupent 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 réfraction des différentes parties des spectres , au lieu de cette partie moyenne de chacune des couleurs qui laisse 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 dispertif de chacune de ces substances.