Tome IL

rcgulîërement étaient elles-mêmes parBûteraent polies. Dans cette Il jpptbèse , rien n'était si simple à concevoir qne l'égalité des anglçs de réflexion et d'ineidence , si en même temps on considérait les molécules de la lumière comme étant d'une forme globuleuse. La force de chaque globule étant oblique sur le plan de réflexion, se décomposait en deux autres forces, dont Tune; perpendiculaire au plan, était d'abord détruite par la résistance de ce plan, puis restituée tout entière en sens contraire par VeGTet du ressort; l'autre, parallèle au plan, subsistait sans altération, et, se combinant ayec la précédente, produisait un nouveau mouvement en diagonale , incliné sur le plan précisément de la même quantité que le mouvement primiti£

io5o. Mais ces explication^, et d'autres du même genre, qfti réduisaient tout aux lois ordinaires du choc des corps, pouvaient paraître satisfaisantes , lorsque l'on xonsidérait la réflexion sous un point de vue isolé, et que l'on attribuait aux actions des forces q[ui la produisent une précision mathématique. Newton, accoutumé à porter ses regards sur l'ensemble des faits, trouva dans leur rapprochement de fortes raisons à alléguer contre la théorie adoptée jusqu'alors \ et examinant ensuite la réflexion en ellemême, il jugea que le mécanisme dont on l'avait fait dépendre ne pouvait être celui de la nature.

io5i . Yoici les principales considérations sur lesquelles il fonde son sentiment (i). Lorsque la lumière passe du verre dans l'air, le nombre des rayons qui échappent à la réfraction et se réfléchissent au contact des deux milieux, est aussi grand ou même plus grand que quand le passage se fait de l'air dans le verre. Il faudrait donc dire que l'air est plus propre à la réflexion que le verre, ce qui n'est nullement vraisemblable *, mais quand cela serait , on n'y gagnerait rien , car si le verre est placé sous un ré- •cîpient purgé d'air, la réflexion au passage du verre dans le vide , sera aussi forte ou même plus forte que quand l'air existait.

io52. De plus, lorsque la Lumière passe du verre dans l'air sous

— — — ^ — ' ' I ■ Il — —

(fl) Optice LucUf Hb. II , pars HT, propos. VIII.

un angle d'incidence moindre que4oou4i^^ une partie des rayons pénètre l'air ens'j réfractant, et lorsque l'angle d'incidence surpasse 4 1*^, tous les rayont sont réfléchis. Croira* t-on qu'un petit changement d'ohliquité suffise pour que la lumière, qui trouvait )usqii'alors dans l'air un certain nomhre de routes ouvertes , n'y rencontre plus que des parties solides qui la réfléchissent, surtout si l'on considère qu'au passage de l'air dans le verre, quelque grande que soit l'obliquité, il y a toujours un certain nombre de rayons qui pénètrent le verre? On se figurera peut-être que, dans le premier cas, ce n'e^t point l'air, mais la dernière surface du verre qui produit la réflexion. Mais si l'on met le verre en contact avec de l'eau , une grande partie * es rayons se transmettront à travers Peau , sous la même incidence qui détermiiwiit une réflexion totale lorsque Pair existait à la place de l'eau. Il parait dozic que la réflexion et la triansmission des rayons ne dépendent point de la manière dont ils rencontrent les parties propres du verre, mais d'uQe certaine disposition de l'air ou de l'eau qui avoisine le verre.

io55. Newton, après avoir développé plusieurs autres raisons , qui supposent la connaissance de certains efiets dont nous parlerons dans la suite, remarque que, dans l'bj-pothèse où la réflexion se ferait en vertu du choc des rayons contre les molécules solides des corps , les surfaces des miroirs ne pourraient renvoyer la lumière avec cette exactitude et cette régularité qui ont lieu dans la nature. On ne peut présumer que le travail de l'art, en employant le sable , et d'autres matières analogues , réussisse tellement à polir le verre, que les dernières molécules de cette substance deviennent parfaitement lisses, que leurs surfaces soient exactement planes ou sphériques , qu'elfes se trouvent toutes tournées dans le même sens, et composent une surface unique qui soit partout semblable à elle-même. Ce qu'on appelle polir le vejçre, n'est autre chose que rendre imperceptibles pour nos yeux les aspérités qu'ils y aj)erccvaient et les remplacer par d'autres aspérités plus petites. Il en résulte que si la lumière était réfléchie par les parties propres du verre , elle se disperserait de tous côtés sur lei surfooes poEes avec le plus de soin , comme sur les

l8o TRAITE ÈLÉMENTAÎRB

plus raboteuses. Comment donc arrive-t-il que la réflexion se fassft il régulièrement sur les premières? Il ne paraît pas que l'on puisse sortir autrement de cette difficulté, qu'en faisant dépendre la réflexion d'une certaine force répandue uniformément sur tonte la surface du verre, et dont l'action s'exerce à une très petite distance. Nous parlerons dans la suite de quelques obserrations qui prouvent que les corps agissent sur les rayons de la lumière. io54. Tout ce qui vient d'être dit acquerra un nouveau degré de vraisemblance, par les détails dans lesqueb nous allons entrer sur la théorie de la réfraction. On a tenté de ramener aussi cette inflexion de la lumière aux lois de la Mécanique, en la faisant dépendre de la résistancctplus ou moins grande des milieux qu'elle pénétrait. Mais ici la théorie paraissait être en opposition avec ces mêmes lois; car on démontre qu'un corps qui passe, par exemple, de l'air dans l'eau sous ime direction oblique à la sur&œ de ce liquide, s'y réfracte en s' écartant de la perpendi<ndaire , et cela en conséquence de ce que le second milieu est plus résistant que le premier. La lumière , au contraire , en passant de l'air dans l'eau, se rapproche de la perpendiculaire, d'où il parait s'ensuivre que les milieux plus denses résistent moins au mouvement de la lumière que ceux qui sont plus rares. G>nmie on ne pouvait attribuer cette moindre résistance à la nature même du milieu , on a imaginé que la réfraction se faisait par l'intermède d'un fluide su])til qui occupait les pores du milieu , et qui étant d'autant plus pur et plus dégagé de tout mélange avec les fluides plus grossiers , que les pores étaient plus petits , devenait par là même moins résistant dans les milieux plus denses.

Explication physique de la Réfraction.

Newton a proposé une manière beaucoup plus heureuse d'expliquer la réfraction, à l'aide de l'attractiion dans les petites distances. Voici en quoi consiste cette explication.

io55. Soit sy {Jlg, 62) un rayon de lumière qui pénètre l'ait suivant une direction oblique à la surface du milieu ABGD, que nous supposerons plus dense que l'air. Aywnt prolongé CB jusqu'à

BE PHYSIQITÉ.* l8l

te qne Br soit égale au rayon de la sphère d'actÎTÎté sensible' du milieu AfiCD , puis ayant pris sur BG la partie Bz égale à Br,. menons rp et zu parallèles à AB. Dès que le rayon aura touché la ligne rp , il conmiencera h être plus attiré par le milieu AC que par l'air; et cette attraction, s'exerçant suivant yn perpendiculaire sur AB^ $e combinera avec la vitesse suivant sy , en sorte que le rayon se détournera de sa route, en décrivant la diagonale d'un petit parallélogramme formé sous les directions des deux forces qui le soUicitent A mesure qu'il s'approchera de AB, il sera attiré plus fortement par le milieu AG, en sorte, que sa vitesse, pour s'approcher de ce milieu, s'accélérera par des degrés dont les différences iront en augmentant, sans que la vitesse horizontal soit changée, et qu'en même temps son mouvement continuera de s'infléchir à chaque instant; d'où l'on voit qu'il décrira une ligne courbe j^, dont la concavité sera tournée vers AB;» lorsque le rayon sera arrivé au-dessous delà ligne AB, il se trouvera attiré à la fois de- haut en bas par les parties du milieu qui lui seront inférieures , et de bas en haut par les parties sTupérieures; et comme l'attraction de ces dernières parties s'étend d'abord à une distance moindre que le rayon Bz de la sphère d'activité du milieu^ tandis que celle des parties inflérieures agit dans toute l'étendue du m^ue rayon, il s'ensuit que le mouvement du rayon de lumière yi continuera de s'acoélérer , mais par des degrés dont les différences iront en décroissant, et ainsi la non- Telle portion de courbe tf qu'il décrira sera tournée dans le même sens que la première*, mais aussitôt que le rayon touchera la ligne uz, il se trouvera entièrement prolongé dans la sphère d'activité du milieu, et alors, étant attiré également de tous côtés, il prendra un mouvement rectiligne dirigé selon la tangente^ît k l'extrémité de la courbe j^ij^

Il est clair que le rayon, en décrivant cette courbe, se rapproche de la perpendiculaire ctm , au point d'immçrsion j et comme la courl)e est extrêmement petite, la route du rayon paraît n'être composée que de deux lignes droites , situées comme «y et fîb , et qui se coupent au point d'immersion.

lies mêmes.effets se répètent dans un ordre inverse , depuis h,

jSa TRAITÉ ÉLÉMENTAIRE

point k , dont la distance a la ligne DC-est égale au rayon Bz de la spliëre d'activité sensible du mille a, en sorte que le rayon de lumië» e décrit ici une seconde courbe kU semblable à la pre« mîère , mais dont la concavité est tournée en sens opposé: d'oia il suit que quand le rayon n'est plus attiré que par l'aîr environnant , il se meut en ligne droite suivant el , en s'écartant de la perpendiculaire gio , au point d'émergence, en sorte que l'ang&e formé par el avec oi est égal à celui que forment entre elles les lignes «/, cùy c'est-à-dire, que el est parallèle à sj.

io56. L'attraction de l'air se combine avec celle du milieu AC jusqu'à une certaine limite située à une distance de AB oti de CD moindre que Br*, et comme elle agit toujours plus faiblement que celle du milieu AG, à laquelle sa direction est contraire, son effet se borne à modifier un peu la ligure de la courbe ;^i^on kie, dont la concavité restera tournée dans le même sens. D'ailleurs, il est facile de voir que les petites altérations que subit la force du milieu AG , de la part de celle de Tair , étant les nàêittes de part et d'autre à des distances respectivement égales de AB et de CD, les deux courbes y tf, kie ne laisseront pas de se ressecsbler*, en sorte que tout compensé , le mouvement du rayon peut être considéré comme pi^oduit par une seule force accéLératrice variable entre certaines limites voisines des lignes AB , CD , et qui éprouve, de part et d'autre , les mêmes diangemens en sens opposé (i).

La théorie précédente suppose que la lumière se propage par émission-, et ainsi , dans cette hypothèse, la réfraction s'explique plus heureusement que dans celle de pression.

loSj. Gomme la lumière est transmise par un milieu qoelcoaque dans toutes les directions possibles , il faut concevoir qu'il en est

(i) Nous avons dit (102,7) qn«> relativement à un même milieii , le sioos (1 incidence est en raj^pott constant avec celai de rcfraclion : c'est ce que noui allons démontrer h Taide d'un principe qui tient & la théorie des forces acctleratriccs. Soit toujours AB {fig. 53) la surface du miKeu re'friiigent qne nous supposons pkis dense que Pair , 5t le rayon incident , ti le rayon rcfracic, hm la pcrpendiculaiic au point d'immersion , et sh,im deux perpendiculaire»

DE PHYSIQUE. l83

des molécules des corps diaphanes comme de celles de la lumière elle-même, c'est-à-dire, que les distances entre ces molécules soûl incomparablement plus grandes que leurs épaisseurs. Les pliysiciens qui admettent la propagation de la lumière par pression sont conduits à la même conséquence. Bouguer a cru pouvoir éluder la difficulté en supposant que les parties solides des corps diaphanes qui se trouTaientsurla direction des rayons de lumière transmettaient l'action de ces rayons en suppléant à la matière subtile dans les petits espaces où celle-ci se trouvait interrompue; mais il n'est nullement probable que ces parties aient la figure, hk disposition et le degré d'élasticité nécessaires pour pro-

sur cette même ligne. Si st représente en même tcm[>8 la vitesse du rayon dans l'air, on pourra décomposer cette vitesse suivant deux directiouH si et ht , dont la première représentera la vitesse horizontale du rayon incident , et Paatre sa vitesse verticale. Supposons que Toq ait pris lij de manière que im •oit égale à £»s j la vit<sse horizontale étant toujours la même pendant que le rayon se meut suivant fi, puisque Paction de la force acctit-rairice ne peut apporter aucun changement h cette vitesse , eUe sera rnt^ore représentée l^ar im égale k bs ^ d'où il suit que la vitesse verticale relative an mouvement suivant ti sera représentée par rut. Or , le principe dont nous avonsparlé consiste en ce que la quantité dont le carre de la vitesse verticale se trouve augmenté par TefFet de la force attractive du milieu est une constante , quelle que soit la direction du rayon incident; c^est-à-dirc , quo si ï'on désigne par ii> le carré de la xitm>ept, et pat V* celui de la vitesse trn , hk diEférence V*-^ u* sera une constante. Soit d* cette dilFi'rence, et soit h la vitesse horizontale bs. prenons sur ti la partie tz égale à st , puis , par le point z, menons zjr parallèle à im ; &«, ou son égale im, reprtsentera le sinus d'incidence , et zy celui de réfraction. Or , z^ * imH tz l ti. Mais tz ou

ts = \/{bt)*'h{bs)* = V/tt» -h ^* j ti = \/(tm*'him)* = {/ u* -h d* -h h*'

Doncle rapport entre tz et ti , on entre les sinus zy et im est^ , i, J, i, î; ' Mais parce que le rayon incident a la même vitesse , quelle que soitson inelinaison, le numérateur f/u^ + ^'y ou Texpression de tz, est une quantité constante. Donc le dénominateur ^u*'+•d^-hh^ étant compose dn carré coniStant u* -h h* et de la constante d* , sera lair-méme constant. Donc , tel sera aussi le rapport entre les sinus.

Newton a donné une belle démonstration du mdme résultat, par la Synthèse. Philos» natun Prine» mathem, t. I , sec. XIV , propos. 94 > tlieor. 4^.*

l84 TRAITJB ELÉMENTAIRB

pager aussi exactement les vibrations de la lumière, que si- Ta» rayons de ce fluide formaient des lignes continues.

Cas OÙ la Rçfractioixse change en Réflexion totale;.

io58. Nous avons vu (io45)que les rayons qui seprésentient soos im certain degré d'ohliquité^ pour pénétrer im milieu plus rare que celui qu'ils traversent,, sont réfléchis tous à la ibis au contact des deux milieux. Or, l'explication quenous avons donnéie de la réfraction peut servir à faire concevoir la raison de cet effet;, car le rayon de lumière parvenu à une distance du coiitac| des deux milieux , moindre que le rayon de la spbère d'activité du milieu jqu'il pénètre , et se trouvant plus attiré par les molécules situées au-dessus de lui que par celles qui sont en dessous^ com-> mencera à infléchir son mouvement et à décrire une courbe qui tournera sa convexité vers la surface de contact Si telle est Pinflexion de la courbe, que celle-ci coupe la surface de contact, il ' n'y aura qu'une partie des rayons qui soit réfléchie, au contact , et le reste sera transmis. Mais si l'obliquité du rayon- incident est assez grande pour qu'il y ait un arc de la courbe, dont la tangente soit parallèle à la^urfàce de contact, le rayon, après avoir, décrit cet arc,. se relèvera en décrivant une seconde branche de courbe semblable à la première, après quoi il prendra un mouvement uniforme, suivant la tangente au dernier arc delà courbe; et. il est évident quecette tangente se trouvera inclinée sur la surface de contact de la même quantité que le rayon incident :. d'où il suit que l'angle de réflexion sera égiJ: à l'angle d'incidence (i).

Vues de Newton sur la Réfraction et la Réflexion considérées comme ayant une même cause.

1069. La réfloxion dont nous venons de parler est produite immédiatement en vertu de la cause d'où dépend la réfraction y

(1) Newtonis Philos, natur. Ptincip, matliem., scct. XIV , {propos. 96, thcor. 5o.

DB PHYSIQUE. t85

en quoi elle paraît distinguée des réflexions qui ont Eeu sous les incideaces précédentes^ et que Fon serait porté à considérer , au contraire , comme des espèces d'exceptions à la loi de la réfraction : cependant il est très probable^ et c'est l'opinion de Newton^ que la réflexion et la réfraction proyiennent, en général , d'une même puissance qui agit diversement , suivant la diversité des circonstances (i); car, dans toutes les incidences qui précèdent celle oh. la réfraction se cliange en réflexion totale, le nombre des rayons réfléchis est aussi plus grand en général lorsque l'obliquité requise pour la réfraction totale est plus petite. Or, elle l'est d'autant plus que les deux milieux diffèrent davantage en densité , ou , ce qui revient au même , que la force de la réfraction, qui dé- J)end de la grandeur de l'angle de réfraction, est plus considérable; et comme, d'une autre part, la force de la réflexion dépend du noimbre des rayons réfléchis , îl sera vrai de dire qu'en général les milieux qui réfractent le plus fortement la lumière, sont aussi ceux qui la réfléchissent le plus fortement

1060. Newton, pour désigner la puissance dont il s^agit, emploie tantôt le nom d'attraction , tantôt celui de répulsion : par exemple, lorsque la lumière rencontre, sous un certain degré d'obliquité, la dernière surface d'une masse de verre placée dans le vide, et qu'elle se réfléchît en entier, il est visible que cet effet ne peut être attribué qu'à l'attraction du verre, puisque le vide est incapable d'exercer aucune action ; mais si l'on enduit la surface du verre de quelque liquide , comme l'eau ou l'huile , un certain nombre de rayons qui étaient réfléchis dans le cas précédent, pénétreront le liquide, parce que Pattraction du verre est balancée en partie par l'attraction contraire de l'eau ou de rhuile(2).

. D'une autre part , lorsque la lumière se réfléchit à la rencontre d'un corps , les molécules propres de ce corps paraissent exercer sur elle une action répulsive , et parce que ce corps , lors-

(1) Opllce Lucis f lib. II, pars 3 , propos, g. (2; Optice l>iicis, lib.. lU, ^naes^. 2^()^

îSG traité ELBMJBNTAIRXS

qu'il est dîapliane^ agit en même temps par attraction sur la por-« tion de lumière qui se réfracte, on peut concevoir que cette attraction s'étend jusqu'à un plan situé à une très petite distance de la surface du corps, parallèlement à cette surface y et qu'audelà de ce plan la répulsion a lieu jusqu'à une autre distaxM» presqu'infiniment petite ; et comme en Algibbre les quantités négatives s'évanouissent lorsque les quantités positives oommeneen à avoir lieu, de même, dans les eifets physiques dont il s'agit ici, la force répulsive succédera immédiatement à la force attractive (i).

Parmi les rayons qui se meuvent vers la surface du milieu réfringeht , il arrivera le plus souvent que les uns seront repouMéS' et les autres attirés, pour être ensuite transmis par le miliea, et cette difiërence paraît tenir à certaines circonstances queKewton a de même déterminées , et dont nous parlerons à l'artijdie des couleurs.

1061. Newton ne s'en est pas toujours tenu aux. actions à distance pour y ramener les effets dus à la réflexion et à la réfraction. Il a présumé que ces effets pourraient bien dépendre de l'action d'une matière très stibtile ,^ répandue partout et jusque dans l'intérieur des corps diaphanes ; et, en concevant que cette matière avait plus de densité dans les corps plus rares , et que sa densité augmentait peu à peu, en allant d'un milieu plus dense vers un milieu plus rare, il pensait qu'on pourrait expliquer, d'après cette hypothèse , comment la lumière se réfractait dans certaines circonstances , en infléchissant son mouvement par degrés , et comment elle se réfléchissait dans d'autres circonstances, en cherchant à s'écarter des espaces où la matière subtile était plus dense , pour se porter vers ceux où elle était plus rare (2). 1062. Au reste, il n'est pas surprenant de voir ici Newton se donner cette espèce de liberté de conjecturer. 11 ne propose ses opinions que comme de simples doutes, dans ses Questions d'Optique, où il semble faire l'histoire des pensées qui se sont présen-

(1) Optice. Lucis , lib. III , quxst. 3i.

(1; Ibid,lib. III,quxst 18.

DE THYSIQUl?. 18*7

técs successsivement à sou esprit <dans ses profondes mddîtatîoDi sur la nature > comme pour inviter les philosophes qui le liront à les discuter et à les éclaircir.

11 i-ésulte du moins de leur ensemble , que la réflexion et la réfraction de la lumière sont produites très yraisemblablement par des forces particulières^ du genre de celles qui s'exercent de molécule à molécule, et qu'en se bornant aux effets, tels qu'ils se présentent à nous, on peut employer les mots d^ attraction et de répulsion pour désigner ces mêmes forces , comme, en Chiniie, ou se sert du mot affinité pour exprimer la tendance qui sollicite les unes yers les autres les moléculeis constituantes des corps. Cest une noùyeUe classe de phénomènes infiniment variés qui rentre dans le domaine des forces dont il s'agit , et ce domaine est déjà si étendu, d'après tout ce que nous avons dit dans les articles précédent , que tout ce qui tend^ à en reculer les limites contribue par cela seul à la perfection de la Physique, en simplifiant le taUeau de la nature. L'espèce de refus que les physiciens ont fait pendant Iong-4:emps, et que quelques-uns font encore , d'admettre de pareilles forces , ne vient que de la pente qu'ils ont à chercher , dans les effets naturels, des actions analogues à celles qu'exercent continuellement sous nos yeux les corps qui se choquent, et les dilTérens mobiles qu'emploie notre Mécanique. G)mme ces actions oatlieu au contact, et qu'elles nous sont familières, elles parxLÎssent offrir à l'esprit des conceptions plus nettes , quoiqu'au fond l'impulsion, considérée attentivement, ait ses mystères comme l'attraction. On a accusé en conséquence les partisans des forces qui agissent à distance, de reproduire les qualités occultes des anciens philosophes. Cependant la différence est immense entre ces sympatiiies et ces antipathies , qu'il suffisait de nommer pour que tout fût dit, et ces principes qui expriment des faits généraux dont le développement conduit au rapprochement de tous les autres faits qui eu dépendent. Là tout restait inconnu pour le pl^ysicien : ici , en partant d'un fait général qu'il prend pour cause, il en déduit, par rapport à tout le reste, des connaissances claires et précise^. Les qualités occultes plongeaient tous les phénomènes de la nature dans une obscurité profonde et

ï88 TRAITB ÉL]£m£KTAIR£

impénétrable; les forces admises par Newton les placent au mî^ lieu d'un espace bien éclairé, excepté dans un point où se trouve un nuage qu'il n'a point été donné à l'oeil du génie^d» pouvoir percer.

Détermination approximative de la hauteur de r atmosphère , à Vaide de la Réflexion occor sionnée par le Crépuscule.

io63. Si l'atmosphëre n'existait pas, nous ne pourrions être éclairés que par les rayons qui gnous viendraient en ligne directe du soleil. Le jour et la nuit se succéderaient comme par un saut brusque; cette alternative subite semblerait même se répétera chaque instant, lorsque nous passerions d'un lieu exposé aux rayons solaires dans un autre où ils ne pourraient pénétrer immédiatement, et le tableau de la nature serait défiguré par un assemblage désagréable de clarté et de ténèbres. Mais la m^ne Providence qui nous a préparé, dans cette grande masse de fluide répandue autour du globe > l'aliment de la vie et le véhicule de la parole , l'a destinée encore à nous faire jouir plus complètement du bienfait de la lumière. Lorsque le soleil n'est pas encore arrivé sur l'horizon, ou lorsque déjà il s'est abaissé en dessous de oe cercle , ses rayons , après s'être réfractés en pénétrant Fatmo^ sphère, vont se réfléchir sur ses difiërentes couches, d'où ils se dirigent vers tous les objets qui nous environnent, et les rendent visibles pour nous. Ils nous donnent ainsi le crépuscule du ma* tin ou l'aurore, en amenant le jour par une gradation imperceptible, et produisent le crépuscule du soir , en retardant , par une nouvelle gradation en sens contraire , l'instant où le jour achève de s'éteindre. £t tandis que le soleil parcourt la partie de son cercle diurne élevée au-dessus de l'horizon , c'est encore l'atmosphère qui , par des réflexions multipliées , distribue les rayons lumineux dans une multitude d'endroits où la direction primitive ne les aurait pas conduits.

1 a 64. D'après ce que nous venons de dire, on peut se £aire un&

DE PHTSIQUS. tSg

idée ctu moyen que Ton a imaginé pour déterminer la liauteur de l'aUnosphëre, et que nous ayons promis d'indiquer (43o). Lorsque le soleil s'avance rers l'horizon d'un lieu ^ aux approches du jour, parmi ceux de ses rayons qui se répandent dans l'atmosphère , il y en a un qui est tangent à la surface de la terre ^ et l'aurore nait pour un spectateur auquel appartient l'horizon dont il s'agit ^ au moment où ce même rayon est teUement situé^ qu'après ayoir été se réfléchir sur la concavité de l'atmosphère^ il se dirig» vers le spectateur. On a ohservé que le point du jour avait lié» lorsque le soleil était encore abaissé de 18^ au-dessous d« •l'horizon.

Or^ il est £açile de concevoir qu'il y a une certaine hauteur que doit avoir l'atmosphère pour que la réflexion qui produit le crépuscule commence, lorsque le soleil est à 18^ au-dessous de l'horizon. Car si l'atmosphère était, par exemple , plus élevée que dans l'hypothèse actuelle, le rayon dont nous venons de parler ayant une plus grande étendue à parcourir, avant de rencontrer 1^ dernière couche d'air , se réfléchirait suivant une direction différente de celle sur laquelle se trouve notre spec* tateur, d'o&i il résulte que le point du jour répondrait pour lui à un autre abaissement au-dessous de l'horizon. Or, en calculant la hauteur de l'atmosphère qui répond à un abaissement de 18^, on a trouvé qu'elle était à peu près de 60,000 mètres, ou 5o,784 toises. Mais ce 'résultat prouve seulement qu'à la distance de 60,000 mètres, la densité des molécules de l'air est encore assez grande pour nous renvoyer une lumière sensible , en sorte -que nous sommes certains que l'atmosphère s'étend au moins jusque-là , sans pouvoir assigner d'une manière précise sa der* nière limite (1). . *

(i) yoyez y pour la démonstration du résultat que nous venons d^'ndiqaer ; le Traité c-lëmen taire d^Asironomie physique , p. 276. Nous renvoyons de même h cet excellent ouvrage , p. 36 et suiv.^ pour tout ce quî concerne la lefractioa astronomique et la réfraction terrestre.

r^QO TRAITE ELEMENTAIRE

De la Puissance réfractive.

1 o65. La force que les corps diaphanes exercent sur les rayons de la lumière pour les détourner deleur direction primitive, el leur faire subir la loi de la réfraction , est une force accâératrice qui agit perpendiculairement à la surface de ces corps^ (io55),et a laquelle Newton a donné le nom de puissance réfrac tipe. Il a de plus entrepris d'en mesurer l'effet par rapport à chaque corps; et en la comparant dans les différens corps , il est parvenu à des résultats qui offrent une nouvelle preuve de cette prérogative qui semblait lui avoir été accordée , de ne pouvoir rien toucher sans y laisser l'empreinte de son génie.

Voici de quelle manière il détermine la puissfince réfractive. Ilsuppose qu'un rayon dé lumière cr {fig, 54) rencontre la surface aé de chaque corps sous un angle infiniment petit c/yi^oq, ce qui revient au même , il suppose que l'angle d'iacideoce crm soit sensiblement droit. 11 décompose ensuite le mouvement rg «lu rayon rompu suivant deux directions , dont Tune m est située jmr la surface réfringente, et l'autre gn lui est perpendiculaire. G>mme le rayon incident cr avait une vitesse censée nulle dans le sens de cette perpendiculaire , tout Teffet qui a lieu dans ce même sens provient delà force accélératrice, ou de la puissance réfractive du milieu; et Foi^ prouve, d'après la théorie des Ibrccs accélératrices , que si Ton suppose la ligne m constante , la puissance réfractive sera comme le carré de la perpendiculaire

(i) !Nous avons dit (note du n« io56) que I^occroissement du carre de la vitesse verticale , lorsque la lumière passe d'un milieu dans nn anlre plus dense , est une quantité constante pour toutes les incidences da rayon. Or, si Ton suppose , comme dans le cas dont nous venons de parler , que rinri* dcncc se fasse sous un angle înGniment petit , raccroissemeni du carre de la vitesse ne sera plus distingue du carre de cette vitesse elle-même , c'est-àdire , qu'il sera représenté par (g/i)». Ainsi le rc'snllatdont il s'agit ici est lié avec rrluiqui nous a servi à démontrer la loi de h. réfraction.

BE PHYSIQUE. igî

u4perçus de Newton sur la nature du diamant

et sur celle de Veau.

1066. Ccst à Faide du principe cpol Tient d'être expose, que le génie de T9ewton avait Iti en quelque sorte dans les résultats de la réfraction , ce qui depuis a été confirmé par des expériences directes^ que le diamant était un corps combustible Voici' les obserratîons dont cet illustre géomètre était parti , pour faire prendre ici k la pbysique de la lumière l'initiative qui semblait être réserrée à la Cbimie.

Ayant comparé les puissances réfractives de différentes substances avec leurs densités, estimées d'après leurs pesanteurs spécifiques, il trouva que les corps , considérés sous ce point de vue, formaient comme deux classes distinctes,l^une de ceux qu'il regarde comme fixes , tels que les pierres; l'autre, de ceux qu'il appelle gras, sulfureux et onctueux, tels que les huiles, le succin, etc. Dans chaque classe, la puissance rcfractive était à peu près proportionnelle à la densité; mais les corps de la seconde classe, à densité égale, avaient une puissance réfractive beaucoup plus considérable que ceux de la première.

1067. Or, ^ grande puissance réfractive du diamant plaçait cette substance parmi les corps onctueux et sulfureux , et , dans la table oh. Newton avait présenté la série des rapports entre les puissances, réfractives et les densités, le diamant se trouve à côté de l'huile de térébenthine et du succin, deux substances éminemment combustibles.

Newton avait conclu de ce rapprochement que le diamant était très probablement une «z^^^l^anc^ onctueuse coagulée j eij^res&ion qui, dans le sens que lui-même y attachait, en se cpnformant aux principes chimiques admis de son temps, doit être regardée comme un synonyme d'inflammable.

1068. On peut , d'après un simple coup-d'œil, juger par analogie de la grande force réfractive du diamant. Si l'on incline doucement vers la lumière un morceau taillé de ce minéral, en fixant une às& faoett;^^ la quantité de rayons réfléchis qui ira tou-;

102 TRAITi ijLÉMENTAÎBE

jours en croîasant, atteindra un terme où elle deviendra si abondante, que la facette prendra un éclat analogue à celui d'une lame d'acier poli (i). Or, suivant Newton (loSg), les milieux qui réfractent le plus fortement la lumière sont en même temps ceux qui la rélléchissentleplus fortement; et ainsi, la grande puissance réfractive du diamant se montre, pour ainsi dire, à travers TefTet qui résulte de la grande énergie avec laquelle agit la réflexion dans l'observation que nous venons de citer.

1069. Newton va plus loin que nous ne l'avons dit dans ce qui précède. Il remarque que l'eau a une puissance réfiactive moyenne entre celles des corps des deux classes, et que vraisemblablement elle participe delà nature des uns et des autres. Car elle fournit à Tnccroisscment des plantes et des animaux, qui sont composés en même, temps de parties sulfureuses, grasses et inflammables, et de parties terreuses , sècbes et alkalisces. Cétait dire, en mots couverts , que l'eau qui avait à la fois de l'analogie avec les corps inilammalJes et ceux qui ne l'étaient pas, devait renfermer elle-même un principe inflammable , comme si Newton eût pressenti dfes^lors le résultat de l'analyse qui long-temps après a démontré la présence de l'bydrogëne dans ce liquide.

1070. Newton, en énonçant les aperçus dont nous venons de parler, sVxprime dans le langage de la Cbimie de son temps, et c'est une raison de ^lus pour admirer comment son génie, |dacc dans un si grand éloignemcnt, a été aborder de si près^ et par une route en apparence si détournée , des vérités importantes qne l'état dos connaissances bumaines, à cette époque, semblait de; voir rendre inaccessibles.

1071. L'expérience de la combustion du diamant a été bite d'abord ^ Florence , vers la fin du dix-septième sîède , à Faide de la (entille de Tscbimausen , et depuis à Vienne , au moven d'an feu très violent et long^temps soutenu. Là , on vit les dîamans diminuer peu à peu de volume, et finir par di^fiaraître. Darœt est le premier des cbimistes français qui ait répété ces expé-

(0 Nous déngttons ce çcnrc d'<icJat p«r le Bom dVclai adimaniin.

i>£ physique; Tq3

riènoes y et il n'eut besoin, pour réussir, que d'einployer un simple fourneau de cSoupeHe ordinaire. Macquer observa depuis que le diamant répandait, en brûlant, une flamme légère qui formait autour de lui une espèce d'auréole très sensible.

Il résultait de ces expériences et des autres faites dans la même Tue, que le diamant exposé a un feu d'une certaine actÎTité, brûlait sans laisser de résidu , et que ce minéral , qui passait déjà pour une sorte de pbénomène lorsqu'on le croyait indestructible , n'avait rien d'aussi merveilleux que sa destruction eQe-méme.

Expériences qui ont servi à déterminer la . composition du Diamant.

1073. Le diamant une fois reconnu pour une substance combustible , il restait à déterminer sa composition. Lavoisier ayant fait Inrûler un de ces corps , à l'aide du gaz oxigène , dans un vaisseau formé, aperçut des tacbes sur sa surface ; il remarqua de plus que le gaz qui s'étalit dégagé pendant la combustion , précipitait la chaux à la manière de l'acide carbonique. Mais il ne tira de ce fait aucune induction positive sur la nature de ce corps.

1073. Dans la suite, M. Smitbson Tenant, célèbre chimiste an" glais , fit brûler un diamant dans un étui d'or, par l'intermède du nitre, et obtint une quantité d'acide carbonique, qu'il jugea égale à celle que produisait la combustion du charbon; ilen conclut que le diamant était lui-même uniquement composé de charbon (1). Quelques années après , M. Guyton de Morveau ayant soumis le diamant à Fanalyse , n'en retira que du charbon avec une légère quantité d'oxigène que l'on pouvait négliger , ainsi que nous le verrons bientôt Les résultats obtenus plus récemment par MM^ Allen et Pepys ont confirmé celui de M. Guyton (2).

1074. Quôlqu'extraordinaîres que dussent paraître ces résultats, il était difiicile de croire qu'un second principe, combiné

^i ) Transact. pbilosoph. , 1 797.

(2; Bibliothèque britannique, décembre, 1807.