SOTE

LA RÉFLEXION ET LA REFRACTION CONSIDEREES DANS LE SYSTEME DE L'EMISSION.

1. Pour expliquer la régularité de la réflexion, on suppose, dans le système de l'émission , que les corps exercent sur les molécules lumineuses une force répulsive dont l'action s'étend à des distances beaucoup plus grandes que les petites aspérités qui couvrent toujours les surfaces les mieux polies; car, ainsi que le remarque Newton, «ril n'est *pas concevable qu'avec du grès, de la potée et du tripoli, matières «tdont on se sert pour travailler les verres, on puisse donner à leurs <rplus petites parties un assez beau poli pour qu'elles ne fassent toutes <t qu'une surface parfaitement lisse. Il est clair au contraire que ces «■ matières ne peuvent que sillonner le verre, puis user ses aspérités. (tPlus elles seront réduites en poudre fine, plus les sillons du verre <r seront petits; mais quelque fine que soit cette poudre, jamais elle «rne parviendra à les effacer totalement. D'où il résulte que, si la lu- (rmière était réfléchie de dessus les parties solides des corps, elle ne * serait pas moins dispersée par le verre le plus poli que par le plus <• raboteux r>

Après avoir admis cette force répulsive qui s'exerce à des distances sensibles de la surface des corps, on est obligé, pour expliquer la réfraction, de supposer en outre une force attractive dont la sphère d'activité est moins étendue, et qui ne se fait sentir que tout près de la surface; en sorte que les molécules lumineuses qui ont pu échapper

<1J Optique île Newton, p. 9.1 du ton»* Il de la traduction française, par Maral (dite de Beauiée).

a la réflexion, en traversant la sphère d'activité de la force répulsive. N° XII (I). se trouvent ensuite livrées à la force attractive qui produit la réfraction.

Je ne m'arrêterai pas aux d i (lieu I tés qu'on pourrait élever sur la régularité de la réfraction , en raison des divers degrés de facile transmission, dans lesquels se trouvent les molécules lumineuses à l'instant où elles traversent la sphère d'activité de la force attractive. Je ferai abstraction ici de ces différences, et je supposerai, si l'on veut, que toutes les molécules lumineuses qui pénètrent la sphère d'activité de la force attractive ont la même disposition physique au moment où elles y entrent.

2. Mais, au lieu de considérer une surface parfaitement polie, dont les aspérités soient très-petites relativement à la sphère d'activité de la force attractive, je supposerai qu'elle n'a reçu qu'un poli imparfait, tel que celui qu'on nomme douci, ou, en d'autres termes, que les aspérités de la surface sont devenues assez grandes pour avoir une influence sensible sur la marche des rayons.

Quel que soit le genre d'action que les particules des corps pondérables exercent sur les molécules lumineuses, il est clair que plus la sphère d'activité sera étendue, moins les inégalités de la surface dérangeront la marche des molécules lumineuses, et qu'au contraire, plus la sphère d'activité sera bornée, plus les mêmes inégalités auront d'influence perturbatrice, puisque alors toute l'action exercée sur les molécules lumineuses aura lieu dans le voisinage même de ces aspérités.

En partant de ce principe, il faut donc conclure, dans le système de l'émission, que les aspérités de la surface du milieu réfringent doivent troubler davantage la régularité de la réfraction que celle de la réflexion, puisque la réflexion s'opère à une plus grande distance de la surface que la réfraction. Ainsi, en présentant aux rayons lumineux, sous l'incidence perpendiculaire, la surface doucie d'une plaque de verre polie de l'autre côté, ils devraient être plus régulièrement réfléchis que réfractés : or c'est précisément le contraire; car, en regardant l'objet lumineux au travers de cette plaque, on le voit beaucoup plus distinctement que lorsqu'on le regarde par réflexion sur la sur-

m THÉORIE DE LA LUMIÈRE. — PREMIÈRE SECTION.

lace doucie. sous une incidence voisine «le la perpendiculaire1". El qu'on ne suppose pas que cette vision plus distincte tient simplement 1 M que la quantité de lumière réfléchie sur le verre, sous une incidence vomnfl de la perpendiculaire, est beaucoup moindre que celle qui !<• traverse; car eu recevant préalablement sur un miroir de verre noir la layiiis qui doivent traverser la plaque doucie, pour les rédnire nu même de|jré d'intensité que les rayons directs qu'elle réfléchit, on trouve toujours que l'image transmise à travers la surface doucie esl beaucoup plus nette que l'image réfléchie par la même surface.

•i. Tout le monde a pu faire cette observation; mais il me semble qu'un ua p .1- fait assez d'attention à la grande difficulté que ce phé-

' lène 1 1 'marquante présente dans le système de l'émission. Je ne

vois pas raniment on peut le concilier avec l'explication que Newton a donnée de la réfraction, qui parait aux partisans de son système une •les confirmations les plus frappantes de l'hypothèse de l'émission.

Dans le système des ondulations ce fait est au contraire une conséqueuce n< n -saire de la théorie; car ta régularité de la réfraction doit tenir, comme celle de la réflexion, à l'égalité des chemins parcourus par les taxons qui sont tombés sur les différents points de la surface qui sépare lea deux milieux. Or, sous l'incidence perpendiculaire, par exemple, la différence des chemins parcourus par les rayons réfléchis -m |t> sommets des petites éminences, et dans les points les plus renlunccs de la surface, est égale au double de la saillie des premiers sur les seconds; tandis que pour les rayons transmis la différence des chemins parcourus ne consiste plus que dans la différence des milieux ti aMT-i's simultanément par ceux qui tombent sur les sommités ou dans li-s K iiliiiicements de la surface. Or le raccourcissement qu'éprouvent les ondes lumineuses dans le verre étant environ d'un tiers de leur longueur dans l'air, la plus grande différence des chemins parcourus

J. -n|i|.,,„- ici que i'iwidciM-e «il peu oblique, («m- qu'en inclinant suffisamment l« miroir on [lanicnt toujours à rendre nette l'image réfléchie, quelque imparfait qoe soit

le poli du miroir, pourru que M Mirfaee feu bien dressée ; c'est un fait qui s'explique aiu»i aisément dans la théorie de l'émianon que dans celle des ondulations.

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par les rayons transmis n'équivaut qu'au tiers de la saillie des énii- Nu XII (I ). nences sur les renfoncements, c'est-à-dire au sixième de la différend* des chemins parcourus par les rayons réfléchis sur les mêmes points de la surface. La cause d'irrégularité qui tient aux aspérités de la surface doit donc avoir six fois plus d'influence dans la réflexion que dans la réfraction; il est donc tout simple que l image transmise soit beaucoup plus distincte que l'image réfléchie.

à. Il n'est pas nécessaire pour la régularité de la réflexion et de la réfraction que les chemins parcourus par les divers rayons soient rigoureusement équivalents; il suffit que leurs différences soient trèspetites relativement à la longueur d'une ondulation lumineuse. La théorie des ondulations fait connaître ainsi de quel ordre de petitesse doivent être les aspérités d'une surface pour qu'elle réfléchisse des images bien nettes.

Cette définition précise du poli conduit à une conséquence remarquable : c'est que les rayons rouges et orangés ayant des ondes plus longues que les rayons verts, bleus et violets, peuvent être encore réfléchis ou réfractés régulièrement, alors que ceux-ci éprouvent déjà l'influence perturbatrice des irrégularités trop sensibles de la surface. Dans ce cas, les objets blancs, vus par réflexion ou par transmission, doivent donc se colorer d'une teinte rougeâtre. C'est aussi ce que confirme l'expérience : un objet blanc, regardé à travers une plaque de verre polie d'un côté et doucie de l'autre, parait d'un fauve rougeâtre. Il présente la même teinte quand on l'observe par réflexion, en inclinant assez le miroir douci pour que son image soit distincte, et pas assez pour rendre au miroir toutes les apparences du poli.

5. On voit par ces exemples que, sans sortir des simples phénomènes de la réflexion et de la réfraction, qui paraissent encore à plusieurs physiciens mieux expliqués dans le système de l'émission que dans celui des ondulations, on trouve au contraire des objections trèsfortes contre le premier, et des confirmations du second.

Mais la supériorité de celui-ci ne se borne point à expliquer des faits difficiles à concilier avec l'hypothèse de l'émission; il fournit encore

N" XII (I). les moyens de les soumettre au calcul. La théorie newtonienne n'a pu calculer jusqu'à présent la réfraction et la réflexion que dans le cas particulier d'une surface continue et indéfiniment étendue. La théorie des ondulations, qui conduit aussi simplement aux mêmes résultats, l'ait connaître de plus la marche des rayons réfléchis et réfractés lorsque la surface est étroite ou discontinue, en déterminant en même temps les intensités relatives de ceux qui s'écartent plus ou moins de la direction ordinaire; car, dans les cas généraux dont il s'agit, la totalité de la lumière n'est plus réfléchie suivant un angle égal à l'angle d'incidence, ou réfractée de manière que le rapport des sinus d'incidence et de réfraction soit constant. Les lois de ces phénomènes sont heaucoup plus compliquées, quoiqu'elles découlent naturellement de considérations théoriques très-simples. Il eût été bien difficile à la seule observation de les découvrir; tandis que, sans consulter l'expérience, on eût pu les déduire d'avance du principe de la coexistence des petits mouvements et de celui des interférences, qui sont l'un et l'autre des conséquences immédiates de l'hypothèse fondamentale.

NOTKS DIVERSES SUR LA DIFFRACTION.