I. — Fropagatloii en Ugno droite. — Ombres

48tt9. Bayoa de lumière. — Toutes les fois que la lumière se propage sans obstacle dans un milieu homogène, elle marche en ligne droite, comme la chaleur rayonnante. En effet, si l'on dispose entre l'œil et un point lumineux, plusieurs écrans percés d'un petit trou, on ne peut apercevoir le point lumineux qu'autant que tous les trous sont sur une même ligne droite passant parce point. — On ne peut voira travers un tube contourné, qu'autant qu'une ligne droite peut être menée entre ses extrémités , sans toucher les parois intérieures. — Enfin, si l'on fait entrer la lumière du soleil par une ouverture pratiquée dans le volet d'une chambre obscure, on en peut connaître la route par les poussières en suspension dans l'air, visibles partout où elles sont éclairées, et l'on voit qu'elles forment un cylindre passant par l'ouverture.

Un rayon de lumière est une direction partant d'un point d'un corps lumineux, et suivant laquelle la lumière se propage. Un faisceau de lumière est un cylindre dont chaque point est traversé par un rayon parallèle à ses aréles; on le nomme pinceau, quand sa section est très petite. Chaque point d'un corps lumineux lance des rayons qui divergent dans toutes les directions prises en dehors du plan tangent en ce point ; en considérant une partie de ces rayons, on a un faisceau ou un pinceau divergent. Nous ne pouvons isoler un simple rayon; les plus fins pinceaux en contiennent un nombre infini.

4870. De la tIbIob. — De tous les rayons divergents qui partent d'un point lumineux, une petite portion entre dans l'œil par l'ouverture de la pupille. Cette portion forme un cône qui a pour base cette ouverture, et dont le sommet est an point lumineux. Ces rayons pénétrant jusqu'au fond de l'œil, agissent sur les dernières ramifications d'un nerf spécial, le nerf optique; d'où résulte l'impression de lumière et le phénomène de la mton. Nous étudierons plus tard le mécanisme de cette fonction ; pour le moment, nous remarquerons que l'impression est produite au fond de l'œil même, et que, cependant, nous avons la faculté Ad reconnaître la position et la distance du point lumineux. Mais

MODE DE PROPAGATlOxN. 15

cela n*a lieu qu'à la suite de l'éducation de Torgane, qui a fini par s'habituer, en comparant certaines conditions de l'impression avec la distance, connue par le moyen du tact, à voir le point lumineux au sommet du cône de rayons divergents entrant par l'ouverture de la pupille.

Il résulte de ce principe, établi par Barlow à propos des images observées dans les miroirs courbes, que, si un pinceau de rayons partant d'un certain point 8{fig. 4388) entre dans l'œil après avoir subi, par des causes quelconques, différentes déviations, le point

8 sera vu en s', point de rencontre des ^^,^ ^>

prolongements des dernières directions ^^pja^^g^^'-"""--""-'""^ que présentent les rayons avant d'entrer ^H^ ^^^^.

dans l'œil. Ainsi , ce que l'œil perçoit, ^ ^^*"*^

c'est le degré de divergence des rayons, et c'est par un acte intellectuel subsé- Fig. idss.

quent qu'on a conscience de la position

du sommet du cône , correspondante à ce degré de divergence , et qu'on y rapporte la position du point lumineux. C'est là Torigine d'une foule i* illusions d^optiquey et d'une multitude d'effets curieux produits par divers instruments d'optique.

BayoB Tisael. Diamètre apparent. — On nomme rayon vimel, l'axe du pinceau conique qui entre dans l'œil, ou la ligne allant du sommet du cône au centre de la pupille. Si l'on mène des rayons visuels aux extrémités d'un diamètre transversal d'un corps, l'angle de ces rayons, qui a son sommet au centre de la pupille, se nomme le diamètre apparent ou diamètre angulaire de ce corps. Si, au lieu des extrémités d'un diamètre, on considère deux points isolés, on a leur distance angulaire. Il est facile de voir que la distance d'un corps à l'œil, est proportionnelle à la tangente du demi-diamètre apparent ; ou à ce diamètre même, s'il est assez petit pour qu'on puisse prendre l'angle pour la tangente.

1874. Corps IvaMspareata et corps opaques. — Il y a des corps à travers lesquels les rayons de lumière passent en conservant leur individualité et restant toujours distincts les uns des autres ; ils sont dits diaphanes ou transparents ; en regardant à travers ces corps, on peut distinguer nettement les objets. Tels sont le verre, l'eau, les gaz... D'autres laissent passer la lumière, mais en mêlant les rayons, qui, à leur sortie, n'ont plus de direction régulière; de manière qu'on ne peut distinguer nettement les objets qui sont du côté opposé ; on les nomme corps translucides ; tels sont le verre dépoli, le papier, l'albâtre, la corne, etc.

11 y a enfin des corps qui interceptent complètement les rayons lumineux ; ce sont les corps opaques , comme les métaux, le bois, les pierres... Ces corps laissent cependant passer la lumière, quand ils sont suffisamment minces. C'est ce qui a lieu, par exemple, suivant l'observation de Newton, pour l'or en feuille de O^^.OOl d'épaisseur. Ce résultat ne peut être attribué à l'exis-

Fig. 4389.

tence de fissures dans la feuille d*or, car la lumière du jour ou celle d*aDe bougie , paraît verte vue à travers une feuille d'or ; ce qui n'aurait pas lieu si cette lumière passait par de petites ouvertures. C*est pour cela que les corps qui se présentent sous un très petit volume, comme les animaux infusoires, les fibres textiles, les poussières fines, les précipités chimiques, se montrent transparents, vus au microscope.

êSli%, fOÊMÊM. — Quand un point lumineux isolé s (fig. 1389) envoie des rayons sur un corps opaque, ces rayons sont interceptés, et il y a du côté opposé du corps, un espace privé de lumière qu'on appelle Votnhre. Si l'on place

un écran derrière le corps, une partie de cet écran n'est pas éclairée, et constitue l'ombre portée. Pour avoir la limite de Tombre, on mène par le point s une tangente au corps, et on la fait tourner en l'appuyant constamment sur sa surface , de manière à engendrer un cône enveloppant. L'intersection de la surface de ce cône avec l'écran forme la limite géométrique de l'ombre portée , et la courbe de contact du corps avec la surface du cône est la ligne de séparation de l'ombre et de la lumière sur le corps. lUfTipaeCioB. — Nous verrons plus tard que les rayons de lumière qui rasent la surface du corps opaque, semblent s'infléchir suivant des lois particulières, de manière qu'il y a de la lumière dans l'ombre géométrique, et

de l'obscurité, en certains points placés en dehors de cette ombre. Si ce phénomène, que nous étudierons plus tard sous le nom de diffraction, ne s'observe pas habituellement, c'est qu'on n'a pas habituellement affaire à un seul poini lumineux, mais bien à un corps présentant une infinité de points rayonnants.

4878. PéBombre. — Considérons maintenant un corps lumineux de dimensions finies RR' (fig. 1390), et soit aa' un corps opaque. Si nous construisons un cône enveloppant les deux corps, en faisant tourner la tangente commune extérieure AR, nous obtiendrons une courbe AA' sur l'écran, et une autre aa\ sur le corps, qui limiteront sur l'écran et sur le corps un espace dans lequel il ne parviendra pas de lumière. Si maintenant nous construisons un second cône en faisant tourner la tangente intérieure Ccr, ce cône donnera deux courbes CC, cc\ au-delà desquelles le corps et l'écran recevront des rayons lumineux, de tous les points du corps RR'. Entre les courbes AA', CC, et aa' ce\ il ne parviendra de rayons que d'une partie du corps RR', d'autant