LETTRE D'AUGUSTIN FRESNEL À FRANÇOIS ARAGO

Mathieu (près Caen),le a3 Mptembre 181 5.

Monsieur,

Je crois avoir trouvé l'explication et la loi des franges colorées qu'on remarque dans les ombres des corps éclairés par un point lumineux. Les résultats que me donne le calcul sont confirmés par l'observation. Mais je n'ai pu mettre encore dans ces observations le degré d'exactitude nécessaire pour être parfaitement sûr de la justesse de ma formule. H me faudrait pour cela des instruments que je ne puis me procurer

(â) À. Fresnel était entré, en 1806 , dans le corps des ponts et chaussées , mais les travaux pratiques de sa profession ne lui avaient jamais fait oublier les éludes physico-mathématique!) pour lesquelles il avait pris un goût très-vif à l'École polytechnique.

Sa correspondance offre partout lesj>reuves de l'attrait qu'avaient pour lui ces spéculations (Lettres à Léonor Fresnel , du 1 5 mai au 3 novembre 1816, N* LIX), et dans ses carnets de notes on rencontre à chaque page, près d'un nivellement ou d'un projet de route, toutes sortes d'objections aux théories optiques de Newton, d'hypothèses et de calculs sur les mouve-

NB f. qu'à Paris w. Avant de faire cette dépense, je désirerais savoir si elle n'est pas inutile, et si l'on n'a point déjà déterminé la loi de la diffraction par des expériences suffisamment exactes. Je vous prie donc, Monsieur, si l'on a soumis ce phénomène au calcul, de me faire connaître la formule qui le représente et la théorie sur laquelle elle est fondée. J'attendrai votre réponse avec impatience.

Si j'avais fais l'emplette des livres que vous aviez eu la bonté de m'indiquer, je ne serais pas obligé de vous importuner à ce sujet. Mais

ments ondulatoires, sur la chaleur et la lumière, sur la constitution moléculaire des coq*. A la fin de i8i4 , fl soumettait à l'ilrastre Ampère un Mémoire résumant ce qu'a appelait m Rheritt. (Lettre à L. F. du 3 novembre 1816.)

Plusieurs parties de ce travail étaient probablement moins neuves que ne devait le supposer un auteur exclusivement livré à ses comtemplations solitaires. Aussi a-t-il condamné ce Mémoire à l'oubli, et on peut seulement en apercevoir l'objet dans sa correspondance. ( Lettres à L. F. du 6 juillet au 3 novembre 181 A.)

En avril 181 5, A. Fresnel fut suspendu de ses fonctions et mis en surveillance à Nyons, par mesure de haute police. (Voir sa Notice biographique, t. I des œuvres d'Arago.) Il se hâta de profiter de ses loisirs forcés pour entreprendre des recherches approfondies sur la théorie de la lumière, objet favori de ses réflexions et de ses éludes, jusque-là spéculatives plutôt qu'expérimentales.

Il entrait ainsi, sans autre préparation que ses propres méditations, dans un mouvement scientifique qui venait de transformer l'optique tout entière; il lui fallait donc s'enquérir d'abord des travaux de ses devanciers.

Il alla chercher des renseignements et des conseils près de F. Arago qui , le 1 a juillet 1 81 5 , répondait à ses premières questions par la note suivante :

« Je ne connais pas d'ouvrage qui renferme la totalité des expériences que les physiciens iront faites sur la diffraction de la lumière. M. Fresnel ne pourra se mettre au courant de • cette partie de l'optique qu'en lisant l'ouvrage de Grimaldi, celui de Newton, le traité annglais de Jordan et les Mémoires de Brougham et de Young, qui font partie de la collection «des Transactions philosophiques.

eF. A.»

A partir de cette époque commença entre le savant déjà célèbre et le jeune physicien , qui allait si promptement le devenir, une amitié qui ne s'est jamais démentie, et un échange de lettres où celui-ci aurait écrit lui-même l'histoire entière de ses idées, si malheureusement cette correspondance ne se fut trouvée trop fréquemment interrompue.

(,) A. Fresnel fit exécuter les premiers instruments de ses expériences sur la diffraction par le serrurier de son village. Quelques pièces de ces instruments existent encore.

je ne reçus votre billet qu'au moment même où je quittais Paris. J'aurais N° J. pu prier mon onde w de me les envoyer; mais leur nombre m'effraya, et ne sachant lequel préférer, je ne lui en demandai aucun. Les Transactions philosophiques sont, je crois, un ouvrage périodique que je ne pouvais consulter qu'à Paris. Quant à l'ouvrage de Young, dont vous m'aviez beaucoup parié, j'avais fort envie de le lire; mais, ne sachant pas l'anglais, je ne pouvais l'entendre qu'avec le secours de mon frère ,b\ et, après l'avoir quitté, le livre redevenait inintelligible pour moi.

Je terminerai ma lettre par une réflexion que je fis quelques instants après vous avoir quitté, lorsque vous me parlâtes d'une expérience qui pouvait servir à s'assurer directement si la lumière va plus vite dans l'eau que dans l'air «; c'est que, dans l'hypothèse newtonienne, on doit voir toujours l'étoile dans la même direction, que la lunette soit pleine d'air, ou qu'elle soit pleine d'eau. En effet, l'axe de la lunette étant dirigé vers le lieu apparent de l'étoile, et la surface de l'eau perpendiculaire à cet axe, le rayon de lumière la frappe obliquement, et l'angle de réfraction compense exactement celui qui doit résulter de l'accélération de vitesse.

Au lieu d'observer une étoile, on pourrait diriger la lunette sur tout autre objet, et pendant le jour on aurait, je pense, assez de lumière pour le distinguer à travers deux mètres d'eau, puisque dans une eau limpide on voit le gravier à plus de dix pieds de profondeur. Je crois donc à la possibilité de cette expérience, toute délicate qu'elle est, et je désirerais bien qu'elle fût faite par un physicien aussi habile que vous. Pour la faire commodément, il faudrait peut-être fixer à l'extrémité de la lunette et sur son prolongement un tube rempli d'eau , au bout duquel deux fils croisés indiqueraient le point de mire. Cette lunette, étant dirigée perpendiculairement au mouvement de translation de la terre, on placerait le fil intermédiaire de manière que les

*' M. Léonor Mérimée, peintre d'histoire, secrétaire perpétuel de l'École des Beaux- Art?. bl Fulgeoce Fresnel.

« Voyei sur cette expérience leN'XLIX, S û, et les Œuvres de F. Arago.t. VII, p. 556.

trois points parussent en ligne droite, et en faisant faire une demirévolution à la lunette et au tube sur leur axe commun , on devrait encore voir ces trois points en ligne droite, si les vitesses de la lumière dans l'eau et dans l'air sont entre elles comme les sinus des angles d'incidence et de réfraction, et en ligne brisée, si la lumière ne va pas plus vite dans l'eau que dans l'air (et dans l'hypothèse que le mouvement de l'eau, parallèlement à sa surface, n'influe pas sur l'angle de réfraction).

Je suis, avec la plus haute considération,

Monsieur,

Votre trfc-humble el trte-obéiwanl awriteur,

A. FREJSNEL.