CHAPITRE XIX

DIFFRACTION DE LA LUMIÈRE

et cause de la diliraction. — L'interférence des ondes joue un it dans la diffraction de la lumière. On désigne sous ce nom la

possèdent les rayons lumineux d'ôtre déviés de leur direction , ment à raser le bord d'un corps opaque. 5. 239) un centre it rayonnant de la

toutes les direcptons une portit)n Taide d'un corps Le.s rayons OA, . passeront sans ontinueront à se ligne droite ; mais ', qui rase le bord e forme pas la liratioQ de l'ombre ière; on constate A du bord de l'éd'aulres rayons , qui cheminent on de l'espace où )ir obscurité com- >ropagation de la toujours rigoureusement rectiligne. Ces rayons latéraux qui semnaner du bord de l'écran sont ce qu'on appelle des rayons difiperçoit, en outre, du cùté opposé à l'ombre, une série de bandes 3 parallèles au bord de Técran et séparées les unes des autres par i moindre éclat. |

paraissent en désaccord avec ce qu*on obser%*c habituellement, et cei la conséquence forcde du la théorie des ondulations. Mais il est facile r à Taide du principe (Tlfui/f/hem, et si, dans les circonstances ordinaires s passent inaperçus , cela tient k cv qu'en général la source lumineuse ade étendue, et qu'alors la prt^sence de la pénombre masque les effets

FIg. 239. — Thëorie de U diffraction de la lumière.

Iiyaique médicale.

Dans un milieu constitue de manière k transmettre le moarement vibratoire daif toutes les directions, chaque point de la surface d^une onde deyient rorigine d*ane noi- Telle onde qui se propage en tout sens ; car, en vertu des lois g<$nëralo8 qui r^gÎMcat la propagation du mouvement vibratoire, toute rupture d^ëquilibre qui se produit en a point quelconque, détermine la formation d'une onde.

Si , par exemple , nous considérons Tonde partie du point lumineux O (Fig. 239) i moment où elle est arrivée en AB, chaque point de la surface de cette onde, tel qveC, devient à son tour Torigine d'une nouvelle onde, puisque les vibrations de la moléaile C 80 communiquent aux molécules environnantes de la même manière que rébranlcMi de la molécule O s'est transmis de proche en proche jusqu'en C. En un mot, la snrfNe d'une onde quelconque peut être regardée comme le lieu géométrique d'ane lérie k centres d'ondes secondaires. Il semblerait résulter de là qu'un point tel que C, wtd sur l'écran TT', devrait recevoir de la lumière de tous les points de la surface de Fodk AB. Comment se fait-il dès lors qu'il n'arrive au point C que de la lumière veniat à point de la surface de l'onde qui se trouve sur la droite menée du centre Ibmineaxpô* mitif O au point éclairé C; qu'en d'autres termes, la lumière se propage en ligne^nîk de O en C ?

On lève la difficulté en supposant la surface de l'onde AB divisée de part et d'abc du point G, qui se nomme \e pôle du point éclairé C, en une série d'arcs élémentûci

dont les distances respectives au point C diffèrent de -^- d'un arc au suivant (hfvà

alors que les rayons qui partent de ces différents points pour aboutir en C\ se neutnliMit deux à deux, à l'exception du premier arc voisin du pôle, qui, en raison de ton (Har due plus considérable, n'a pas toute sa lumière détruite par l'interférence des nyiVi émanés des arcs adjacents. Donc, en définitive, \ç point C ne reçoit de la lamière^ dans la direction de son pulc C. Il en est autrement quand une portion de l'onde fâ arrêtée dans sa marche par un corps opaque , tel que AK.

[Dans ce cas, tout point, tel que C, de la partie de l'écran située dans la laimèret<*' cevra une quantité maxima ou minima de rayons lumineux, selon que le corps opsfM laissera à découvert, à partir du pôle C, un nombre impair ou pair d'arcs élémottini De là l'apparition sur l'écran à partir de A', en allant vers B , d'une série de frnfS brillantes réparées par des intervalles de moindre éclat] D'autre part, de l'autre côt^à de A', dans l'espace que devrait occuper l'ombre géométrique, la surface de l'ëcnK^ illuminée avec une intensité qui va en s'affaiblissant graduellement à partir de A' ji** qu'à une faible distance où toute lumière cesse d'être visible. Cette lueur est protii par la partie de l'onde laissée à découvert. Quant au point A', il possède on édaiit> ment moindre que celui qu'il aurait si le corps opaque ne lui masquait pas le pRaiv arc élémoptaire qui lui correspond sur Tonde AB.

Plaçons maintenant un second corps opaque BH en regard et très-près ^ piremier : le bord ào diacun de ces corps dilTractera la lumière qui tnT«* l'ouverture AB, et, si celle-ci est très-étroite, les rayons diffractés pourront* terférer.

209. Interférence des ondes dillractées. Spectre de diffraction. — Considènii

les deux rayons difîractés AE et BE (Fig. 239) qui aboutissent au point E :o rayons ont une différence de marche, puisque la distance du point E aux poiÉli A et B n'est pas la même; les deux rayons interféreront donc de manière à«

détruire, si leur diflérence de marche est un nombre impair de -^. Quant m

layons compris dans Fintervalle des deux premiers, nous pouvons, eu meuil le rayon médian Œ., les diviser en deux pinceaux. Or deux rayons symMi-

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ement placés par rapport à CE auront entre eux une différence de marche lutant plus grande qu'ils seront plus éloignés de ce rayon médian, et inverment; donc, en somme, le faisceau entier AEB donnera moins de lumière « chacun des pinceaux partiels AEG ou BEC considérés isolément. Si, au contraire, les ravons extrêmes AF et BF ont une différence de marche

gale à un nombre pair île ^. , ils interféreront do manière à se renforcer

nituellement, et il en sera de même des deux pinceaux partiels qui composent B fiûsceau AFB. Il en résultera que le point^F sera vivement éclairé, tandis [ne le point E paraîtra sombre ; au delà de F, on trouverait un second point ombre, puis un nouveau point de maximum d'éclat, et ainsi de suite. On ob- «nrera do^c sur Técran TT', de part et d'autre de la partie centrale, une série le bandes ou franges alternativement brillantes et sombres, le passage de Tune iTautre s'opérant par degrés insensibles.

Avec de la lumière simple , les franges sont brillantes ou sombres, mais ne nrésentent qu'une seule couleur, et elles sont d'autant plus étroites que le délié de réfrangibilité de la lumière employée est plus élevé. On a donc, dans ce èénomène de diffraction, un nouveau moyen de mesurer la longueur d'onde le différentes couleurs.

Ed opérant sur de la lumière blanche, on obtient, au lieu de bandes altematiement brillantes et sombres, une série de franges irisées dont les couleurs se recèdent exactement dans le même ordre que celles des anneaux colorés de fewton. Chacune de ces franges représente un spectre dit de diffraction.

[Nous venons de voir l'origiiie des franges extérieures ; mais il existe une ulre série de franges qui prennent naissance dans la partie A'B' de l'écran ditttement éclairée par la source lumineuse; ce sont les franges intérieures, eor mode de production est semblable à celui des franges extérieures.]

110. Phénomènes de diffraction produits par des ouvertures multiples. — uand , au lieu de laisser passer la lumière par une ouverture unique , on Pend plusieurs ouvertures , chacune d'elles donne son système de franges, bis si les ouvertures sont très -rapprochées les unes des autres, les franges es différents systèmes se superposent partiellement et le phénomène se com- Bque davantage. Deux ouvertures, par exemple, donnent une nouvelle série e franges que Fraunhofer nomme spectres de deuxième classe, pour les isUnguerdes spectres àe première classe qu'on obtient avec une seule ouverore. Avec trois ouvertures , on voit apparaître d'autres spectres, dits de troifeue classe et qui .se placent entre les précédents. Si on augmente encore le nombre des ouvertures, il ne se forme plus de nouvelles classes de spectres, 1« ceux qui existent déjà se modifient ; les spectres de deuxième classe ne kuigent pas, tandis que ceux de troisième se resserrent de plus en plus jusi*à devenir presque invisibles.

Spectres produits par les réseaux. — On obtient de magnifiques effeb? (diffraction avec les réseaux. Le terme de réseau désigne en optique une rie de raies alternativement opaques et transparentes, très- rapprochées les les des autres et équidistantes; les traits grives au diamant sur une plaque

i20 OPTIQUE.

(le verre pour construire un micromètre constituent un réseau parallHi àm lequel les intervalles qui existent entre deux traits consécutifs représeoM des ouvertures. Si on regarde à travers un tel système d'ouvertures une In* lumineuse dont la direction soit parallèle à celle des stries du réseau, « aperçoit cette fente comme on la verrait à Tœil nu; mais, en outre, départit (Vautre de ce trait central, on observe un espace noir assez large, suiWiTa spectre dont le violet est en dedans ; viennent ensuite un second espace ohacv moins large que le premier, puis une série de spectres de plus en plus éteHi et empiétant de plus en plus les uns sur les autres. Les couleurs du prenier spectre sont si pures qu'on y peut facilement distinguer les principales ni»k Fraunhofer ; de là, un moyen, le plus précis de tous, de mesurer la longtMV d'onde de chaque couleur.

[I^es barbes d'une plume d'oiseau représentent un réseau naturel qui dooiÈ aussi des spectres de diffraction On peut également obser\'er des effet* de tf genre, en regardant la llamme d'une boggie, les paupières presque closes; l» cils, en se joignant, forment un réseau plus ou moins régulier.

La réflexion de la lumière sur des corps dont la surface présente des striff alternativement polies et ternes produit les mûmes effets que les réseaui; I* est l'origine des reflets irisés de la nacnî de perle.

Les spectres d'interférence des réseaux ont reçu une application médicde. M. Edmond Rose s'en est servi pour le diagnostic de l'achromatopsie. On désigne sous les noms iVachromatopsie, de dyschromatopsiej de daltonim ou de cécité des couleurs, une affection particulière du sens de la vue, pars* de laquelle on ne voit pas certaines couleur^, ou bien on les confond i«t d'autres. Il existe deux classes de daltonistes; la première, de beaucoup li|*» nombreuse, comprend les individus (jui ne [)eryoivent jias la couleur rtwp^ qui, par conséquent, confondent avec d'autres couleurs où il n'entre ptfdf rouge, toutes les coultMirs (jui en rouferniont. Or nous avons vu qu'en rep^ dant à travers un réseau à lignes parallèles (micromètre de microscope) • trait lumineux ou simplement la flamme d'une bougie, on aperçoit depirtH d'autre de la source lumineuse une série de spectres dont le premier seul «< complètement isolé; le rouge du deuxième empiète déjà sur le noletdulrai* siènu»; mais si l'olreervateur n'a pas la sensation du rouge, il verra unespi* obscur entre le deuxième et le troisième sp(»ctre. |

[Couronnes iuiskks piioihîitks pau des corpuscules. Anneaux ^y^ DANS LE CLAUCÙME. — 11 convient de rattiicher aux phénomènes des

les cercles (colorés (ju'on aperçoit autour d'une source lumineuse (soleil, lune, flanmie de bougie etc.), lorsqu'entn* le foyer de hunièiv et Tœil de robsemteur se trouvent interposés un grand nombre de corpuscules o|)aques^ lai«^ entre eux de petits intervalles pour le passage dt»s rayons lumineux iresl ai» ([um répandant sur une lamt» de verre muo légère couche de poudre de Wct* pode ou des globules sanguins, en général, des corpuscules, dontlepl» grand nombre soient égaux, on observe , quand on regarde la flamme d'« bougie à travers cette lame, trois ou quatre anneaux irisés ayant le violet « dedans; la source lumineuse occupt» le centre de ces anneaux, et le diamètre d'un même anneau est en raison invei-se de la grosseur des eorpuwiW^