LIVRE IV

124. Aperça général des phénomènes lumineux. — [On appelle optique la braiit\ie (le la physique qui traite de la lumière.] Les phénomènes lumineux sont ceux qui, d'orijnne extérieure, agissent à dislance sur notre œil pour y déterminer une sensation visuelle. Tout objet qui donne lieu à des phénomènes de cet ordre est dit lumineux; il faut distinguer les objets lumineux par euxrames [ou photogènes'] , de ceux qui ne doivent leur éclat qu'à une lumière d'emprunt; le soleil, les étoiles fixes, les corps en ignition, sont lumineux par <'ux-mèmes. De chaque objet lumineux la lumière rayonne en ligne droite dans loules les directions ; chacune de ces directions représente ce qu'on nomme un ^]fon lutnineux.

l>*s corps qui ne sont pas lumineux par eux-mêmes, peuvent le devenir, ou, <ln moins, en remplir l'ofTice, en renvoyant la lumière qu'ils reçoivent du de- '««>. llest des corps qui livrent passage aux rayons lumineux et se laissent traverser par eux; ce sont les corps transparents ; quand une substance ne laisse p3wer aucun rayon de lumière, elle est dite opaque.

I)ans la réflexion comme dans la transmission, la propagation de la lu mien* ♦*sf soumise aux mêmes lois que celle du mouvement ondulatoire ; ainsi , loi-s- T'uii rayon lumineux est réfléchi à la surface d'un corps, l'angle de réflexion ^ é-^al à l'angle d'incidence ; si un rayon lumineux passe d'un milieu dans 'Jn autn» difleremment constitué, il s'écarte ou se rapproche de la normale à la Hirfac<' d'incidence, à moins que le rayon incident ne soit lui-même peri>enuiculairo à la surface de séparation. 11 est un autre groupe de phénomènes •fans lescjiiels la lumière se révèle aussi comme un niouveinent vibratoire; je ^^'JX parler des phénomènes d'interférence : quand deux rayons lumineux sui- ^^'"l la même route, ils interfèrent de manière à produire, selon leur difl*é- "^<^e(le inarche, soit une augmentation soit une diminution de l'iiitensité lumineiiso; si la demi -onde positive de l'un des rayons coïncide avec la demi- "ïhIp n^'galive de l'autre, il en résulte de l'obscurité (cf. liv. 1, chap. IV).

^ïn.Htous les phénomènes que nous venons d'énumérer, la lumière se conil»rte exactement comme le son, et on a vu que ce dernier est du à un mouve- "^^nt vibratoire. Les qualités de la lumière ont aussi leurs analogues dans le ""^ ■ i'inlensité de la lumière dépend de l'amplitude des vibrations lumineuses, '**'«nM^fne manière que l'amplitude des vibrations sonores règle T intensité du ^K hs couleurs coirespondent aux hauteurs du son et sont, par conséquent ""inées par la durée de la vibration

t252 OPTIQUE.

En regard de ces ressoiid)laiices , il faut signaler des différences fondami taies entre la lumière et le son : les ondes lumineuses sont d'une petitesse trème , si on les «compare aux ondes sonores ; les vibrations qui produisen lumière s'accomplissent avec une rapidité incomparablement plus grande, au lieu d'être longitudinales comme dans le son, elles sont transversales, c' à-dire qu'elles s'effectuent dans un plan perpendiculaire au sens de leur p pagation. En outre, la lumière se transmet à travers le xnde, ou pluti) travers les espaces qui ne renferment pas de matière pondérable, preuve qu'» est produite par les vibrations de la matière étliérée (jui remplit tout Tespa on a vu que le son, au contraire, est dû aux vibrations de la matière pon rable.

La théorie qui explique les phénomènes lumineux , en se basant sur rexistencc mouvement ondulatoire de Tëther, est connue sous le nom de théorie de9 ribratUmi dfé omlulati&ns. C'est à Huyghens que revient l'honneur d'en avoir posé les prcm principes ; mais jusqu'à une époque assez rapprochée do nous on préféra k la thë< des ondulations le ëygtènie de Vémiêsion ou de Vémanation soutenu par Newton. Dani système on admettait que les phénomènes lumineux étaient dus k la propagation re ligne de particules très-suhtiles lancées en tout sens par les corps photogènes. L'ist site de la lumière dépendait alors du nombre de ces particules, et k chaque covlt correspondait une autre espèce de particules lumineuses ; il y avait, par exemple, ( particules vertes, pour produire la lumière verte, des particules bleues, pour domM couleur bleue, et ainsi de suite; le blanc résultait du mélange de ces diverses fs cules différemment colorées. Pour expliquer la réflexion et la réfraction de la Iqbm <»n avait recours k l'intervention de forces, tantl^t attractives, tantôt répulsives,^* supposait s'exercer entre les molécules des corps et les particules lumineuses. ïUk est toute une classe de phénomènes, ceux d'interférence et de polarisation, qm peuvent être expliqués d'une manière satisfaisante qu'a l'aide de la théorie des oBihi tions; l'étude approfondie de cette partie de Toptique a porté le dernier coup aai tème de l'émission. Nous ferons connaître plus loin (§ 130) un fait décisif qui tniM la question en faveur des idées émises par Huyghens ; ce fait est relatif k la viteMe propagatitui de la huuière dans les différents milieux réfringents.

La tbéorie des ondulations suppose rexistence d'un milieu subtil, Xéthet\ pandu dans tout l'esiuicc et servant selon toute appan»nce de substratum i vibrations lumineuses qui émanent du soleil et des étoiles fixes. On s'est apfi <|ue la comète d'Encke éprouve à cbacune de st»s révolutions autour du sd un relard d'environ l 10 de jour; cette découverte* astronomique est favord à l'bypotbèse de Tétber, car on ne s'expli(|ue guère h» relard d<uit il s'agit qu* admettant Texistcnce d'un milieu cosmique (pii opposerait de la ivsistancc mouvement de la comète.

124*. Plan du livre comacré à l'étiide de l'optique. - Nous étudiertuis le$ p nomènes lumineux dans l'ordre suivant , en procédant du simple au conipo

1" Pro|Ki^tion rectiligne de la lumière ; intensité et vitesse <le trausmist de Tagent lumineux ;

2<> Modifications imprimées à la marcbe de la lumière (piaml elle rencoi une surface de séiuii-ation entiv deux milieux dillerents {vi'pexioH el t^rft /lo/i- ;

3'» I)i<[>ei*sion de la lumière et étude i\cii couleui's;

INTENSITÉ DE LA LUillt:RE.

i* jVbsorptian et émission de la lumière; phosphorescence, lliiorescence et «ITels cJiimiqties de la lumière; 5" DescripUon et tliéorie des principaux instruments d'optique ; l>> Interférenw et difTraction de la lumière; 7° PolarÎMition de la lumière et double réfraction.