RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE

obscure un pinceau de rayous solaires que Ton fait tomber au fond d'un vase, en un point a (fig, i458) que l*on marque avec soin. On remplit ensuite le vase d*eau, et l'on voit que le faisceau aboutit à un point c plus rapproché de la normale In. Il y a donc eu déviation. Si le vase est une caisse rectangulaire à parois de verre, et si Teau est trouble et Tair rempli de poussières en suspension, on peut suivre la marche des faisceaux incident et réfracté , et voir le changement de direction qui se fait à la surface du liquide.

Des corps pimm •m stolns réfHiiir«Bte. — Quand l'angle de réfraction est moindre que l'angle d'incidence, on dit que le milieu dans lequel pénètre le rayon, est plus réfringent que le-milieu d'où il vient. Dans le cas contraire, c'est ce dernier milieu qui est le plus réfringent. En général, de deux corps, le plus réfringent est le plus dense. Mais il y a des exceptions, principalement pour les corps dont les densités diffèrent peu. Ainsi, Vessence de térâ>enthine, dont la densité n'est que 0,874 de celle de l'eau , est plus réfringente qu'elle, Valun et le sulfate de protoxyde de fer ont même densité, et le second est plus réfringent que le premier ; Vhuile d^ olive et le horax , dont les densités sont environ comme 1 : 2, sont également réfringents , car un rayon n'est pas dévié , en passant de l'une de ces substances dans l'autre.

41144. BxpliestloB de qael^aes phénosièiies. — La réfraction sert à expliquer différents effets, qui peuvent être donnés comme des preuves indirectes de ce phénomène, i» On met un corps a (fig. 4459 ) au fond d'un vase, et l'on place l'œil en o, de manière que le bord du vase se projette sur l'objet, c'est-à-dire que le pinceau ao qui entre dans l'œil, rase le bord du vase. On verse ensuite do l'eau , et l'on voit aussitôt que l'objet a parait relevé en a'. C'est que le pinceau ao qui entrait dans l'œil , s'écartant de la normale en sortant dans l'air , qui est moins réfringent que l'eau, se dirige en o' au-dessous de l'œil ; et un autre pinceau aco , s'écartant de la normale ai à sa sortie du liquide , entre dans cet organe , qui rapporte la position du point a, en a' sommet du tronc du cône que forme le pinceau émergent co. On peut aussi placer l'œil de manière que le corps a, caché par le bord du vase quand il est vide, soit vu après qu'bn y averse l'eau.

2o Un bâton ba (fig, 1460) enfoncé dans l'eau , paraît brisé au poi:nt e, où il sort de ce liquide; c'est que son extrémité a est vue en a', et ses autres points, dans l'espace a'e.

494S. Css de l'ineldenee nsmale. — Quand un rayon traverse, dans une direction normale, la surface de séparation de deux milieux, il n'est pas

Fig. U60.

dévié. Ce résultat prouvé par Texpérience, peut se concevoir facilement ; car, quelle que soit la cause qui produit la réfraction, il n*y a pas de raison pour qu un rayon normal soit dévié plutôt dans un sens que dans tout autre. Cependant certains physiciens, entre autres Vossius et Snellius, ont cru qu*il y avait réfraction avec les rayons normaux, parce qu'un point placé au fond d'un vase, paraît se rapprocher de Tœil qui le regarde dans la direction verticale, quand on remplit ce vase d*eau. Mais cela tient à ce qu'il part du i^oint consi* déré, a (fig. 1461 ), non pas un rayon unique, mais un faisceau conique, dont l'axe seul est normal à la surface du liquide. Or, les rayons obliques, s'écartant de la normale après avoir traversé la surface en ere^ devien- ^ yf nent plus divergents, et le c6ne qui entre dans l'œil a son

j /«Al sommet en o.

\N~ «•46. Lois de la réf^aetloii. — Le phénomène de la

^Jy réfraction était à peine connu des anciens; cependant la

I Tl ^ première des expériences ci -dessus (1944) est décrite dans I I \i l'optique, attribuée à Euclide, et Ptolémée en donne assez ir^i ~^: ^'®" l'explication. Aristote remarque que les rames plongées ^bSÊêêHêÊ ^^"^ '*^^u paraissent brisées , et Ârchimède a écrit sur les apparences d'un anneau plongé dans l'eau. R. Bacon attribue Fig. 4461. à Ptolémée la connaissance de la déviation des rayons des astres dans l'atmosphère. Alhazen qui a traité assez longuement de la réfraction, a cherché à l'expliquer par la décomposition du mouvement oblique du rayon incident, qui éprouve une résistance nouvelle en changeant de milieu. Il remarqua aussi que les angles de réfraction ne sont pas proportionnels aux angles d'incidence, et il construisit des tables donnant ces angles dans l'eau et dans le verre, pour des incidences variant de iO" en lO, entre 0<> et SO». Un semblable travail avait été fait par Ptolémée, et a été repris par Vitellion. Kepler, dans sa dioptrique, qui avait principalement pour objet l'explication des lunettes grossissantes, admet la proportionnalité des deux angles, jusqu'à l'incidence de dO>; et cette loi, vraie approximativement, comme nous allons le voir, le conduisit à des résultais exacts. Enfin, dans le XVII* siècle, Willebrod Snellius découvrit les lois de la réfraction, que Descartes trouva de son côté et énonça, dans sa dioptrique^ sous une forme plus simple, ce qui fait que ces lois portent ordinairement son nom.

Lois de Deseartes. — !<> Le rayon incident, lerayon réfracté et la normale, sont dans un même plan, 2^ Pour les deux mêmes milieux, le rapport entre le sinus de Vangle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction est constant, quel que soit Vangle d'incidence, La première loi était connue d'Âlhazen. Snellius avait énoncé la seconde en disant que le rapport des sécantes de.< compléments des angles d'incidence el de réfraction est constant, ce qui revient à renoncé de Descartes.

Le meilleur appareil pour constater ces lois, est celui de la fig. 146%, dû à MH. Soleil et Silbermann. AA est un cercle vertical gradué, au centre duquel