MIRAGE

c'est ce qui fait qae les objets que Ton voit à travers ces couches, paraissent agités. Comme ces mêmes effets se reproduisent continuellement, il y aura toujours prés du sol des couches plus chaudes et plus dilatées que celles qui sont au-dessus, lesquelles mêlées avec de l'air chaud qu'elles ont reçu, seront aussi plus chaudes que celles qui leur sont superposées ; et ainsi de suite jusqu'à une certaine hauteur. Vers le milieu de la journée, la densité de l'air ira donc en augmentant à partir du sol jusqu'à une certaine hauteur, après laquelle on trouvera la distribution ordinaire des couches de l'air. Soit a (fig. 1471 ) un point d'un objet quelconque, et o la position de l'observateur. Un rayon ao cheminant à peu prés en ligne droite dans une même couche d'air, fera voir le point a ; mais en même temps un rayon ac, dirigé obliquement de haut en bas, s'écartera de plus en plus de la verticale, en passant

Fig. U74.

successivement dans des couches de moins en moins réfringentes, et finira par rencontrer la surface de séparation mm' de deux d'entre elles, en faisant avec la normale n un angle égal à l'angle limite. Ce rayon éprouvera alors la réflexion totale, se relèvera en traversant des couches de plus en plus denses, et viendra enfin en o dans l'œil de l'observateur, qui verra en a' une image du point a. Il en sera de même des autres points de l'objet. Comme les rayons venant du ciel se réfléchissent de la même manière, ils forment une image brillante en forme de nappe horizontale, dont l'éclat empêche de distinguer le sol, et qui ressemble à un lac dans lequel se réfléchirait l'image de l'objet ah.

Comme l'angle limite est ici nécessairement très grand, puisque son sinus est égal à I : n, et que n, indice relatif de deux couches d'air consécutives, ne peut être que très petit, le rayon ac doit être très oblique; ce qui exige que l'observateur soit très éloigné, et l'objet peu élevé au-dessus du sol. C'est pour cela que la nappe d'eau apparente ne se voit que dans les pays de plaine, les rayons venant du ciel ne pouvant partir de très bas, que s'il n'y a pas de moniapes à l'horizon. Celles-ci ne pourraient envoyer que des rayons faibles, au milieu desquels l'image de l'objet ne pourrait pas se détacher, par une teinte pins sombre. On voit aussi qu'il faut que l'air soit calme, et que le phénomène ne doit se montrer qu'après une certaine heure.

MM. Biot et Mathieu ont observé fréquemment le phénomène du mirage, à

Dunkerque, sur une plaine sablonneuse qui s*étend au bord de la mer au pied du fort de Risban. M. Biot a prouvé que les diverses courbes formées par les rayons qui vont dans Tœil, se coupent deux à deux dans la branche qui est du côté de l'objet, de manière à former une caustique ou trajectoire limite au-Klessous de laquelle aucun objet ne peut être aperçu'. C'est à partir de cette courbe limite que se fait le renversement ; de manière qu'un homme qui s'éloignerait de l'observateur, formerait, avec son image, les apparences représentées dans la fig. 1473. L'apparence observée dépend donc de la position de l'œil- M. Gorsse s'en est assuré, pendant qu'il examinait un très beau mirage dans la plaine de' Ja Crau, près des Bouches-du-Rhône, où ce phénomène est fréquent : étant monté sur la margelle d'un puits, il vit entièrement une cabane, qui d'abord lui paraissait en partie plongée dans l'eau, et quand il se baissait, il la voyait s'enfoncer dans la nappe liquide apparente.

Fig. 1472.

Térliieations expérimeataies. — Pour confit mer la théorie de Monge, on fait diverses expériences dans lesquelles on produit le mirage sur une petite échelle. Si l'on chauffe fortement et uniformément une caisse en tôle, soit en l'exposant au soleil, soit en la remplissant de charbons ardents, on peut, en plaçant l'œil très près de la surface, voir les images renversées de petits objets placés sur le bord opposé. — Un mur fortement échauffé par le soleil présente le même phénomène. M . Bigourdan a constaté que le soubassement de la Bourse de Paris, les murs des fortifications de cette même ville, manifestent le phénomène d'une manière remarquable, quand on place Tœil assez prés de la surface verticale échauffée, et qu'il se trouve des objets à une petite distance de cette surface. Sur un terrain uni, comme une route, on peut aussi, en plaçant l'œil près du sol, voir l'image de pierres, de brins d'herbe, quand l'air est bien Cfilme.

Wollaston, qui a trouvé de son côté, à la même époque que Monge, l'explication du mirage, montrait par l'expérience suivante Tinfluence du décroissement continu de la densité des couches du milieu : on superpose avec précaution dans un vase de verre, deux liquides capables de se combiner, comme l'alcool «ur l'eau, l'eau sur l'acide sulfurique ou le sirop de sucre ; les deux liquides se mélangent peu à peu à la surface de séparation, de manière que le passage de la densité de l'eau h celle de l'autre liquide se fait graduellement. On

^ Mémoires de Thstituty Académie des Sciences, pour 4 809.