CHAPITRE II

PRinCIPE DE LA MÉTHODE EXPÉRIMENTALE QUI DOIT DÉCIDER L ENTRE LA THÉORIE DE L'ÉMISSION ET CELLE DES ONDES

Faisons tomber un rayon lumineux sur un miroir plan ., poli ; il se réfléchira , comme tout le monde sait , en formant avec la surface du miroir un angle de réflexion ^. exactement égal à l'angle d'incidence. l Imaginons maintenant que le miroir vienne à tourner .•, de la quantité a autour du point de sa surface où la ré- ^flexion s'est opérée; si ce mouvement, par exemple, aug- ^, mente de la quantité a l'ancien angle d'incidence, il dimi- nuera d'autant l'ancien angle de réflexion. Celui-ci, après J le déplacement du miroir, sera donc plus petit que le ^.premier de la quantité 2 a; ainsi, il faudra l'augmenter r de 2 a pour le rendre égal au nouvel angle d'incidence ; '" Ainsi , cet angle augmenté de 2 a donnera la direction du ' !^ jayon réfléchi dans la seconde position du miroir ; ainsi , ' le rayon incident restant le même, un mouvement angu- J laire a du miroir occasionne un mouvement angulaire double dans le rayon réfléchi.

Ce mode de raisonnement s'appliquerait tout aussi bien

^ au cas où le mouvement du miroir, s' étant opéré en sens

~ " contraire, aurait diminué le premier angle d'incidence.

~ le principe est donc général ; c'est, au reste, celui de tous

les instruments nautiques à réflexion.

57i SUR LES THÉORIES DE L'ÉMISSION

La réflexion sur des miroirs plans peut servir à jeter des rayons lumineux donnés dans toutes les régions de l'espace, sans cependant altérer leurs positions relatives : deux rayons qui étaient parallèles entre eux avant de se réfléchir sont encore parallèles après leur réflexion ; ceux qui primitivement étaient inclinés Tun sur Tautre de {\ de 10\ de 20', etc., etc., forment précisément les mêmes angles après que la réflexion les a déviés.

Au lieu d'un seul rayon prenons-en maintenant deux horitontaux partant de deux points voisins situés dans la même verticale. Admettons que leur direction les amène sur deux points de la ligne médiane (également verticale) d^un miroir plan vertical ; so(qposons que ce miroir toaroe sur luinméme. uniformément et d*une manière contiom, autour d'un axe vertical dont le prolongement coïncide avec la ligne médiane qui vient d'être mentionnée.

La dirw:ioa suivant laqueîîe les deux rayons horizontaux se rv^3èohiro:;t. dépendra évidemment du moment où ils xtui:\iro«î !e mîrviir. puisque nous avons supposé qu'A lourr.e, Sî îes deux r*) .^r:^ srs: partis simultanément des deux Lvinîs rxvcuBtnts ccnùr'is. i!s arriveront aosa siKu.uix^r^n: aa raîr::r: '.^efiir réflexion s'opérera ao ïiWfeïe ùiscir.:. ocnsèq-jh"::rî:r>rs: cernsDe si cette surface q:iiïs: i ecix èîi:: i:r:nj:*bc'e : lear panJé&sme primitif ne s'ea :rc';ivrnt li^rs: p.is i :èrè.

P.vir xpe ks Ti) ccsw q-i pr?:!rî:fvffltteiat étaient parai- h K\t^ ii^vrçiviSiîec: îrr£< ?rcr rèiîrxSMa. 3 faudrait que [é Tïir. xro::A irrM: ij: i^rlr^r rc2S :Iî qx Fautre; il fau- L^ Jr*:: ç^, ciTiS sec tr^j^ec i:: rc£r: r^yosnaait à la surface j>^^ nL"5-:cc::.sîSi::;c iû u^cr^tire, k zarcà» de ce rayon i li^

accélérée, ou bien, car le résultat serait précisément le même, il faudrait, la vitesse du premier rayon restant constante, que celle du second éprouvât une diminution ; il faudrait enfin que les deux rayons vinssent se réfléchir l'un après Tautre, et dès lors sur deux positions distinctes du miroir, formant entre elles un angle sensible.

Suivant la théorie de l'émission, la lumière se meut dans Teau notablement plus vite que dans l'air. Suivant la théorie des ondes, c'est précisément le contraire : la lumière marche plus vite dans l'air que dans l'eau. Faisons en sorte qu'avant d'arriver au miroir, un des deux rayons, le rayon supérieur, par exemple, ail à traverser un tube rempli d'eau. Si la théorie de l'émission est vraie, ce rayon supérieur sera accéléré dans sa marche; il arrivera au miroir le premier, il se réfléchira avant le rayon inférieur, il formera avec lui un certain angle, et le sens de !a déviation sera tel que le rayon inférieur paraîtra plus avancé que l'autre, qu'il semblera avoir été entraîné plus vite par le miroir tournant.

Tout restant égal, admettons un moment la vérité du système des ondes. Le tube d'eau retardera alors la marche du rayon supérieur ; ce rayon arrivera au miroir réfléchissant après le rayon inférieur; il se réfléchira, non plus le premier, comme tout à l'heure, mais le second ; mais sur une position de la face polie réfléchissante plus avancée que celle d'où le rayon inférieur s'était réfléchi un instant plus tôt ; ces deux rayons formeront entre eux le même angle que dans l'autre hypothèse; seulement, et l'on doit bien le remarquer, la déviation aura lieu précisément en sens inverse ; le rayon

supérieur sera maintenant le plus avancé, toujours dm le sens de la rotation du miroir.

En résumé, deux points rayonnants placés Tun prtj de l'autre et sur la même verticale , brillent instaotanément ^ en face d'ua miroir tournant. Les rayons du point supérieur ne peuvent arriver à ce miroir qu'en triversant un tube rempli d'eau ; les rayons du second point atteignent la surface réfléchissante sans avoir renconrt ' dans leur course aucun autre milieu que Tair. Pour fixcf les idées, nous supposerons que le miroir, vu de la pi

i. Une instantanéité presque mathématique de la lumière i doit être placée en face du miroir tournant fût-elle nécessaiie! comme on a paru le croire, à la réussite de Texpérience proj( que cette expérience pourrait encore s'exécuter. H. WheatstoMj prouvé, en effet, que la lumière de Tétincelle électrique qui s'éla d'un conducteur fortement chargé ne dure pas un millionième i seconde. Au surplus , d'aussi courtes apparitions ne seront rff^\ ment indispensables. Pourvu que la lumière n'ait pas une di égale au temps que le miroir emploie à faire un tour sur lui-mèi en d'autres termes , pourvu que les images aperçues sur le mil tournant soient simples ; pourvu qu'elles ne résultent pas, à raismi de la durée de la sensation oculaire, d'une sorte de superpositiu de plusieurs images successives , l'observation des déviations vëm tives des rayons supérieur et inférieur sera facile ; or personne fll| doutera de la possibilité de produire avec des diaphragmes toBhj nants des lignes lumineuses ou de simples points rayonnants qoif vus du miroir réfléchissant , dureront moins d'un millième 4 seconde. i

On ne s'est pas moins trompé en supposant que l'objet lumine observé doit avoir ses dimensions transversales presque infîm'me petites. Admettons , si l'on veut , que cet objet soit terminé deux vives arêtes verticales; malgré l'élargissement du diamèt horizontal de l'image, qui est inévitablement lié à la durée de Ti parition de l'objet, l'une de ces lignes terminales sera nette offrira pour la mesure des déviations un terme de comparaisoOi %, repère tout aussi exact que si eUe était isolée.

e l'observateur occupe, tourne de droite à gauche, bien, si la théorie de l'émission est vraie, si la lumière une matière, le point le plus élevé semblera à gauche point inférieur. Il paraîbra à la droite de ce point 5rieur, au contraire, si la lumière résulte des vibrais d'un milieu éthéré.

ku lieu de deux seuls points rayonnants isolés, suplons qu'on présente instantanément au miroir une le lumineuse verticale. L'image de la partie supéire de cette ligne se formera par des rayons qui ont traversé l'eau; l'image de la partie inférieure altéra de rayons dont toute la course se sera opérée is Tair. Sur le miroir tournant, l'image de la ligne que semblera brisée ; elle se composera de deux lignes mineuses verticales, de deux lignes qui ne seront pas

le prolongement Tune de l'autre, [l'image rectiligne supérieure est-elle moins avancée j celle d'en bas ; paraît-elle à sa gauche, — la lumière on corps.

Le contraire a-t-il lieu; l'image supérieure se mon- 4-elle à droite, — < la lumière est une ondulation. Tout ce qui précède est théoriquement, ou plutôt culativement, exact. Maintenant, et c'est ici le point icat, il reste à prouver que, malgré la prodigieuse ddité de la lumière, que malgré une vitesse de 77,000 les par seconde, que malgré la petite longueur que 06 serons forcés de donner aux tubes remplis de làde, que malgré les vitesses de rotation bornées .'auront les miroirs, les déviations comparatives des m images (vers la droite ou vers la gauche) dont

j'ai démontré Texistence, deviendront perceptibles dans nos instruments.