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NOTE

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UK PHfoOMèsE REMAKQCABLE QL'I S'OBSEBVE DANS LA DIFFRACTION DE LA LUMIERE

HE » L'IilSTITCT, LE î6 rï\lllE» l8lG. PAR M. ARAGO.

La (liasse nous a chargés, M. Poinsot el moi, de lui rendre compte d'un Mémoire sur la diffraction de la lumière, qui lui a été présenté par M. Fresru'i, ancien élève de» l'École polytechnique, et actuellement ingénieur des ponts

l,! Annales de chimie et de physique, l. 1, p. 1 99 ; cahier de février 1 81 6. — Fendant le» premiers mois de 1816. Fresncl, autorisé à se rendre à Paris, avait fait avec Arago, commissaire de l'Académie des science» pour l'examen de ses Mémoires sur la diffraction, beaucoup d'cx[»ériences de vérification ( Lettres à Léonor Fresnel du 1 8 février et du 4 mars 1 8 1 6. n' LIX). Arago. dans cette note, rend compte dune de ces expériences.

Il n'est pas sans intérêt de rapprocher le récit de Fresnel de la note d' Arago.

- . . . J'ai sujet d'être satisfait relativement à la vérification qu' Arago fait de ma théorie . . . - Il a imaginé dernièrement une nouvelle expérience a laquelle je n'avais pas pensé et dont •le résultai est encore une confirmation de ma théorie. Au lieu d'intercepter la lumière sur -un des bords du fil avec un corps opaque, il y a placé un verre et les franges intérieures -ont disparu. 1

rNous sommes rentrés chei moi pour en chercher la raison: je lui ai fait voir que cela «venait du retard que la lumière avait éprouvé en traversant le verre d'un côté, en sorte que *les franges des 1", a", 3' et A* ordres, les seules qu'on puisse bien voir, se trouvaient hors tde l'ombre. Je lui ai annoncé que si l'on mettait à la place de ce verre une lame de mica r très-mince , ou une de ces feuilles de verre soufflé, il pourrait se faire que les franges intérieures ue sortissent pas de l'ombre, el qu'on le» vit alors se porter du coté de la feuille -transparente. Nous avons fait le lendemain cette expérience, et tout s'est passé comme je «l'avais prédit; il en a été enchanté.-'

"Il en a rendu compte lundi dernier à l'Institut, dans une note où il dit que mon Mé- • moire est de nature fl faire mie révolution dans la science." (retrait d'une lettre d'.A. Fresnel à L. F. en date du '1 mars 1816. )

° VI. et chaussées. Je me suis occupé, autant que l'étal du ciel l'a permis, de la vérification des lois auxquelles cet habile physicien a été conduit, et qui me semblent destinées à faire époque dans la science. Dans peu ce travail sera complet, et j'en présenterai une analyse détaillée à la Classe; mais, en attendant, j'ai cru devoir extraire de mes observations un fait qui me parait nouveau, et qui, rattaché à la théorie que M. Fresnel développe dans son Mémoire, semble devoir conduire à des conséquences importantes.

Lorsqu'un corps opaque est placé dans un faisceau de lumière, son ombre est bordée à l'extérieur de bandes de diverses nuances et de diverses largeurs. Ces bandes ont été étudiées par Newton, dans le troisième livre de son Optique; mais ce célèbre physicien ne parle pas des bandes non moins remarquables qui se forment dans l'intérieur de l'ombre des corps déliés, quoique Grimaldi en eût déjà donné une description détaillée dans son ouvrage, et il affirme mèiw positivement qu'aucune lumière ne pénètre dans l'ombre géométrique. L'inexactitude de ce résultat fut suffisamment prouvée par Maraldi et Delisle qui, du reste, n'ajoutèrent rien de saillant à ce que Grimaldi avait décous erl longtemps avant. Tel était l'état de nos connaissances sur cette question délicate, lorsque le docteur Thomas Young fit l'expérience très-remarquable qui se trouve consignée dans les Transactions philosophiques pour i8ofi et d'où il résulte que, pour faire disparaître la totalité des bandes qui se forment dan* l'intérieur de l'ombre d'un corps, il suffit d'arrêter, avec un écran ojmaue, la portion de lumière qui vient de raser, ou qui va raser l'es seul des deux bords, et quoique les rayons qui passent près du bord opposé puissent continuer leur course comme précédemment.

L'expérience qui fait l'objet de cette note consiste en ceci : que pour faire disparaître également la totalité des bandes intérieures, ou peut substituer un verre diaphane et à faces parallèles à l'écran opaque du physicien anglais. M. Young avait montré que la production des bandes colorées intérieures nécessite le concours des deux faisceaux blanrs infléchis dans l'ombre par les deux bords du corps. Ce que je viens de dire prouve, de plus, que ces faisceaux ne fournissent de bandes que lorsqu'ils se rencontrent sous certaines cir-

<*> Diverses expériences d'optique. Mémoires de l'Académie royale de* tcienreM pour i 79^ . p. 111.

:U ExperimeHtM and Calevlation* relative to pkytical Optic*. — Ex|H>r. 1. — E»|ier. ( Pkitowpk. Trantaet. for tKo'i. p. 1. elMittellaneoH* (fort*, L I. p. '79-)

constances particulières; et ce qui semble ne laisser aucun doute sur la nature N° VI. de ces circonstances, c'est qu'en employant des écrans diaphanes de plus en plus épais, on arrive par degrés au terme de la disparition. Ainsi des lames très-minces de verre, soufflées au chalumeau, n'éteignent pas les bandes intérieures, mais les déplacent toutes de un, de deux, de trois, etc. intervalles, suivant qu'elles ont plus ou moins d'épaisseur. J'ai trouvé des lames de mica qui les transportaient sur l'espace qu'occupent les bandes extérieures ordinaires, et ceci conduit à penser que les verres plus épais, placés d'un seul côté du corps, ne les font disparaître qu'en les transportant dans l'espace éclairé par la lumière non infléchie. Les bandes intérieures sont, à toutes distances, symétriquement placées de part et d'autre du centre de l'ombre. Celles qui se forment sous l'influence de la petite lame de verre sortent plus ou moins de l'ombre, suivant qu'on les reçoit plus ou moins loin du corps, et se rapprochent toujours du bord auquel la lame est adaptée. Un verre , de quelque épaisseur qu'il soit, ne nuit point à la formation des bandes intérieures, s'il déborde le corps opaque des deux côtés, en sorte que les rayons infléchis en dedans aient eu la même épaisseur de verre à traverser. Deux verres inégalement épais, placés des deux côtés du corps, agissent comme une lame unique d'une épaisseur égale à leur différence.

Toutes les circonstances de cette expérience s'expliquent très-bien dans la théorie que M. Fresnel a adoptée; mais pour cela il faudrait admettre que ht lumière se meut plus lentement dans le verre que dans l'air. Telle serait alors, à la vérité, la liaison des faits, qu'on pourrait facilement évaluer la perte de vitesse pour chaque épaisseur de verre, ou de tout autre milieu quelconque, en fonction d'une ondulation aérienne prise pour unité. Je puis même ajouter que M. Fresnel devina l'effet qu'aurait dû produire l'interposition d'une lame mince, lorsque je lui eus fait part seulement des phénomènes que présente un verre épais. Ce sera aussi dans la même théorie qu'il faudra chercher, sans doute, l'explication des bandes diffractées singulières et de diverses nuances qui se forment dans le voisinage des petites stries qu'on remarque sur les lames de mica, et dans d'autres circonstances analogues.

N° VII

RAPPORT

FAIT A LA PREMIÈBE CLASSE DE L'INSTITUT, LE 25 MARS 1816. SUR UN MÉMOIRE

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