LA RÉFLEXION RÉGULIÈRE PRODUITE PAR DES SURFACES NON POLIES

En considérant la lumière comme les vibrations d'un fluide universel , on conçoit aisément pourquoi les surfaces des miroirs la réfléchissent régulièrement malgré la multitude des petites aspérités dont leurs surfaces sont hérissées quelque bien polies qu'elles soient. <rCar, * ainsi que le remarque Newton, il n'est pas concevable qu'avec du «grès, de la potée et du tripoli, matières dont on se sert pour travailler les verres, on puisse donner à leurs plus petites parties un passez beau poli pour quelles ne fassent toutes qu'une surface parfaitr tement lisse. Il est clair au contraire que ces matières ne peuvent rrque sillonner le verre, puis user ses aspérités. Plus elles seront rérduites en poudre fine, plus les sillons du verre seront petits : mais r quelque fine que soit cette poudre, jamais elle ne parviendra à les «effacer totalement W.u

La théorie des ondulations démontre que la lumière diffuse doit être beaucoup moins abondante que celle qui a éprouvé la réflexion régulière, lorsque ces aspérités n'apportent dans les chemins parcourus par les rayons réfléchis à leurs surfaces que des différences très-petites relativement à la longueur d'une ondulation lumineuse, qui, quoique fort petite elle-même, est cependant une quantité appréciable.

*' Optique de Newton, p. g3 du tome II de la traduction française de Marat (dite de Beauxée).

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Ml (J). La différence des chemin» parcourus résultant du plus ou moins de saillie des diverses parties de la surface réfléchissante devient d'autant plus petite «|uc la réflexion se Tait sous des incidences plus obliques, < t voilà pourquoi des surfaces bien dressées, mais qui n'ont point reçu le poli, réfléchissent cependant des images distinctes et régulières des objets, quand on les incline suffisamment sur le rayon visuel.

On fil qu'un miroir a reçu le poli spéculaire lorsqu'il présente des images bien nettes, même sous l'incidence perpendiculaire; ce qui doit avoir lieu, d'après la théorie des ondes lumineuses, quand les inégalité* de sa surface sont très-petites par rapport à la longueur d'une ondulation. Or les ondes lumineuses qui composent la lumière IiIhikIi'' ayant des longueurs différentes, il en résulte que la même -in laee est plus polie pour une espèce de rayons que pour une autre, plus polie, par exemple, pour les vibrations rouges, qui sont les plus longues, que pour les vibrations violettes, qui sont les plus courtes. V insi les rayons rouges doivent être en général moins dispersés que les rayons violets par la réflexion irrégulière, et par la même raison plus abondants dans la réflexion régulière. Mais comme les aspérités des surfaces polies sont très-petites relativement à la longueur des ondes lumineuses les plus courtes, les différences d'intensité • l uis l.i téflttion régulière des diverses espèces de rayons simples IQBI nisensililfs, en sorte que la couleur des objets n'eu parait point altérée.

Il serait très-difficile, je crois, dans le travail d'un miroir.de s'arrêter à un degré de poli tel qu'il présentât une différence sensible entre la reflexion régulière des ondulations rouges cl celle des ondulations violettes. Mais on peut atteindre le même but, et vérifier la théorie des ondes dans cette conséquence singulière, par un procédé très-simple et très-commode. Il suffit pour cela d'incliner graduellement sur le rayon visuel un miroir de verre ou de métal dont la surface n'a été que doucie. L'obliquité des rayons incidents diminuant les discordances qui résultent des petites aspérités de la surface, on obtient

ainsi, par des inclinaisons différentes du miroir, les marnes effets que N° M! (J). produiraient, sous une incidence constante, toutes les variations possibles dans le degré du poli. Aussi remarque-t-on, sous certaines inclinaisons, qui dépendent de la finesse du -douci, que le rouge, l'orangé et le jaune dominent dans les images d'objets blancs ainsi réfléchis, dont la couleur devient alors un peu fauve, quelle que soit la nature du miroir. J'ai fait d'abord cette expérience sur une glace doucie, qui, vue par la tranche, paraissait légèrement vcrdâtre. Je l'ai répétée ensuite sur du spath calcaire parfaitement limpide, et sur de l'acier, et j'ai toujours observé le môme phénomène.

J'en ai fait l'analyse dans la chambre obscure, en recevant sur ces miroirs la lumière solaire, décomposée par son passage au travers d'un prisme. Lorsque le miroir était très-incliné relativement aux rayons incidents, les différentes parties du spectre conservaient sensiblement leurs rapports ordinaires d'intensité. Mais à mesure que l'obliquité diminuait, l'extrémité violette du spectre s'affaiblissait bien plus rapidement que l'extrémité rouge, et disparaissait bientôt, ainsi que l'indigo et le bleu, lorsqu'on distinguait encore le rouge extrême, malgré son éclat très-inférieur à celui des rayons bleus, qui s'étaient évanouis. Quant au vert, il ne disparaissait entièrement qu'avec le reste du spectre solaire. Les rayons verts, beaucoup plus brillants que les rayons rouges, n'en diffèrent, d'ailleurs, que d'un sixième environ dans la longueur de leurs vibrations; eu sorte que la même différence de chemins parcourus, qui apporte une discordance complète d'une demi-ondulation dans les premiers, affaiblit extrêmement les autres. C'est par cette dernière raison que la lumière blanche, réfléchie obliquement sur des surfaces non polies, au lieu de se colorer en rouge dans sa réflexion régulière, comme cela résulterait de la suppression des rayons verts, prend seulement une teinte fauve ou orangée.

On conçoit que des effets du même genre peuvent être produits par le passage de la lumière au travers d'un milieu qui n'est point homogène. Je présume que la teinte rougeâtre dont le soleil se colore.

m THÉORIE DK LA LUMIÈRE. — PREMIÈRE SECTION.

\ll J l'UMjii il paraît n Irnvt'i-s le brouillard, tienl aussi aux différences des chemin* parcourus par les rayons qui arrivent à notre œil sans avoir li;i\ri->' ii s peliti-s gouttes d'eau, après un grand nombre d'inflexions successives, ijue permet alors-la discontinuité du milieu. Le brouilla ni <•-! MUM doute plus transparent pour les rayons rouges que pour les rayons violets, comme les corps imparfaitement polis sont plus polis pour les rayons rouges que pour les rayons violets.

N* Mil.

N* Mil.

RAPPORT

FAIT CAR M. AllAGO A L'ACADÉMIE DES SCIENCES. M m "i- U coaiissio* M qei 1VM1 tri catwiét m >«i:«m it* uinoim ti\mi% m coicom» MM:» ir. m\ tt u oirtuctio»"1.

{ AnHtltw dt rkimurl tle/ihym/ar, l. XI, p. 5, — C*hi<-r de nui 1811J I

L'Académie avait proposé au concours, pour le prii de physique qu'elle doit décerner dans la séance publique du mois de mars 18 mj, l'examen général de* phénomènes de la diffraction de la lumière. Deux Mémoires .seulement lui ont été adressés. Celui qui est inscrit sous le n° a ayant plus particulièrement fixé l'attention de vos commissaires, tant par l'exactitude des observations qu'il renferme que par la nouveauté des résultats, nous avons cru devoir en présenter une analyse détaillée.

Les physiciens qui, depuis (irimaldi, se sont occupés des phénomènes de la Jiiïraclion, recevaient la lumière infléchie sur un écran blanc plus ou moins éloij;né du corps opaque, ou sur un verre dépoli. Ces deux méthodes ont l'une et l'autre le défaut d'affaiblir considérablement l'éclat des couleurs, et de ne point se prêter à l'étude de la formation des bandes près de leur origine. Dans un Mémoire présenté à l'Académie en 181 5, et qui depuis a été inséré dans

Non» donnons ici ce rapport tel qu'il a été lu à l'Académie, dan» sa séance du lundi i5 mars 1819. Les détail» qu'il a paru

nécessaire d'y joindre en le publiant ont été rejeté» dao» de» note». [ Aa.Mio.]

Cette commission était composée de MM. Biot . Arago. Laplace, Gay-Lu*t*c et Poisson. dEutrf dt Froxfou Arago, t. X. p. 3?5.

N" Mil. les Annales de chimie et de physique , tome I , M. Fresnel avait annoncé que sans le secours d'un écran on peut, à toute distance, apercevoir les bandes avec une simple loupe, comme on aperçoit avec l'oculaire d'une lunette astronomique la peinture aérienne qui vient se former au foyer de l'objectif. En partant de cette remarque, l'auteur du Mémoire n* a a construit un instrument qui permet de suivre les bandes diiïractées dans la lumière la plus affaiblie, et de déterminer leurs largeurs à un ou deux centièmes de millimètre près : il lui a suflî pour cela d'adapter la loupe à une vis micromélrique qui la fait marcher graduellement dans un sens ou dans l'autre, et |>crpendiculairemenl à la direction des bandes; un fil délié, passant par le foyer de la loupe, et qui se déplace avec elle, est le repère qu'on dirige, dans chaque expérience, sur le milieu de la partie la plus brillante ou la plus obscure de chaque frange; enfin, à l'aide d'un cadran divisé en cent parties que parcourt une aiguille fixée à la vis. on évalue les centièmes de millimètre.

Tel est l'instrument dont l'auteur (l) du Mémoire n8 a s'est servi. Ses principales expériences ont été faites dans la lumière rouge, sensiblement homogène, que transmet une espèce particulière de verre coloré qui ne se rencontre plus que dans quelques anciens vitraux d'église: on avait ainsi la certitude d'opérer chaque jour sur des rayons de même nature, et d'obtenir des résultats parfaitement comparables.

L'auteur s'occupe d'abord des franges successivement obscures et brillantes qui bordent extérieurement l'ombre d'un corps opaque: en les suivant jusqu'à leur origine, à l'aide d'une lentille d'un court foyer, il aperçoit la troisième frange à une distance du bord du corps moindre que ^ de millimètre, détruit par cela seul une erreur accréditée, et prouve que, pour tous les calculs relatifs à la déviation des rayons, dans le système de l'émission, il sera permis de supposer que ces rayons partent des bords mêmes des corps.

En choisissant d'abord, dans l'ensemble des observations, celles qui correspondent à une même distance du micromètre au corps opaque, on trouve qu'une simple variation dans l'éloignemeut du point éclairant en amène de très-sensibles dans les déviations angulaires des rayons, ou, en d'autres termes, dans les angles que les rayons directs et les rayons infléchis forment entre

(1; Lorsque, après le jugement delà com- moire, on a appris que cet auteur «Hait mission , le président de l'Académie a ouvert M. Fresnel , ingénieur des ponts et ehausle billet cacheté qui accompagnait le Mé- sées.

eux. Ainsi, le point de départ du faisceau lumineux étant, par exemple, à N° XIII. 100 millimètres du corps, l'angle de diffraction pour les rayons rouges de la première frange, déterminé par des mesures prises à un mètre de distance, est de i a'6w; tandis qu'on ne trouve que 3' 55" à cette même distance d'ww mètre lorsqu'il y a six mètres entre le point lumineux et le bord du corps. On voit, en un mol, et ce résultat est très-remarquable, que chaque rayon paraît d'autant moins dévié qu'il vient de plus loin

Si l'on passe ensuite aux mesures prises à diverses distances du corps, celle du fover lumineux restant toujours la même, on trouvera pour l'angle de diffraction de chaque frange en particulier des valeurs différentes, suivant qu'on l'observera plus ou moins loin du corps. De là résulte la conséquence singulière que les positions successives d'une même frange ne sont pas en ligne droite " : il est, du reste, facile de s'assurer que les courbes qui joignent ces

Voici quelques autres mesures que j'extrais du Mémoire, et qui feront également apercevoir combien l'intervalle compris entre le point éclairant et le corps opaque a d'influence sur la déviation qu'éprouve le rayon lumineux. On remarquera que la distance «le ce corps au micromètre a été à très-peu près la même dam chaque expérience, et égale ù un mètre.

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