CHAPITRE XVI

APPLICATION DE LA THÉORIE DES INTERFÉRENCES A l'EXPLICATION

Voyons ce qui résulte de la théorie des équivalents optiques, sur la manière dont les rayons provenant d'une étoile doivent interférer dans une lunette, ou, plus simplement, voyons ce qui arrive au foyer d'une lentille de verre, car une lunette n'est autre chose qu'une lentille pareille, armée d'un microscope simple ou à plusieurs verres pour étudier ce qui se passe à son foyer ; voyons, enfin , si les résultats de cet examen sont conformes à ceux que les observations des étoiles faites avec des lunettes nous ont dévoilés.

Le rayon central EO (fig. 2), venant d'une étoile située à une distance presque infinie, a parcouru, au moment où il a atteint le foyer F, un chemin EOF plus court que le rayon latéral et parallèle E'R , qui a traversé la lentille vers son bord pour se rendre ausa en F ; mais ce rayon central a rencontré une plus grande épaisseur de verre. Or cette plus grande épaisseur de verre fait la compensa- i

droite de la bande centrale, les bandes du premier, du second, du troisième ordre, etc., etc.

Lorsque la différence des chemins parcourus par les faisceaux interférents est un peu grande, on ne voit aucune trace de bandes; mais on peut ramener les choses à Tétat normal, rendre les bandes de nouveau \isibles, en interposant sur la route d^un des faisceaux un milieu di'une réfrangibilité et d'une épaisseur convenables. Cest dans la détermination de la réfrangibilité, la longueur du chemiD étant donnée, et dans la détermination de la longueur, la réfrangibilité étant connue, que consiste la théorie des équivalents optiques.

tion exacte de la moindre longueur de chemin parcourue dans l'air.

La compensation est la même, quelle que soit la position relative des deux rayons que l'on compare; si l'on prend, par exemple, le rayon central et le rayon E^T.

Hg. I. — Panagedï U lamlbre i traven nM leatlIU.

Les rayons lumineux qui tombent sur la première surface d'une lentille, s'y réfractent, et, après une autre réfraction à la seconde surface, vont se réunir au foyer, y sont conséquemment d'accord et s'ajoutent entre eux. U faut toutefois qu'ils aient satisfait à cette condition expresse, qu'à partir du point rayonnant et jusqu'à la rencontre de la première surface de la lentille, et qu'à partir de la seconde surface jusqu'au foyer, les rayons aient parcouru des milieux d'une égale réfringence. La moindre différence à cet égard peut changer coinplétement l'état relatif des rayons, comme lorsque nous opé-

iS DE LA SCINTILLATIOK.

jîoTS SOT deox tabès . et faire entrer dans une {diase de destraction des rayons qui, aans cela, auraient été d'aocsord et se seraient ajoutés.

SDq>p-:isons qoe les rayons qui tombent à gauche dn centre de l'objectif aient rencontré, d^Niis les limites fripiéneQres de F atmosphère, des couches qui, à cause de \sar densté . de leur température ou de leur état hygroroéîrigae, étaient douées d'une réfringence différente de cefie que possédaient les couches traversées par les rayons de droite : il pourra arriver qu'à raison de cette différence de réfrâ^ence. les ravons routes de droite détruisent en totalité les rayons rouges de gauche, et que le foyer passe du blanc, son état normal, au vert; que Tinstant d'après» ptr la même cause, les rayons verts soient totalei £i>é*i;tis. et que le foyer, conséquemment , deviennen«:i£'e- etc.

Dans rh}potbèse d'une destruction complète des rayons TD::res. verts, etc., la couleur complémentaire verte, ryiis^. etc.. dont brille le fover F. est très- vive. Mais, E'èMrakïnent, les rayons de la droite et de la gauche de' Fcinectif. au beu de s'anéantir en totalité par leur inte^ iêrencse, ne se détruisent qu'en partie. Dans ce cas , oo^ surs encore coloration du foyer, mais eDe sera moins' însoBe et elle dépendra des mêmes causes.

J'ai établi, par des ei^périences directes, qu'il suffit que la destruction par interférence des ray(His rouges, T'erts. et^. porte sur le vingtième d'un faisceau, pour quf le foyer F, où ce faisceau total se réunit, paraisse senablemeni colorée II doit donc suflBre que les couches iques affectent cx>nvcQab]ement el par intermit*

.nti «.MiiTM

tence, à raison de leur inégalité de réfringence, un vingtième des rayons qu'embrasse la surface d'une lentille , pour que le point focal acquière successivement différentes nuances prismatiques. Or, si Ton songe à la grande longueur du trajet qu'a parcouru la lumière depuis les limites Bupérieures de l'atmosphère jusqu'à la lentille ; à la trèspetite différence comparative de réfringence qui suflBt pour fodre passer deux rayons de la période d'accord à celle de destruction; à l'effet des vents amenant sans cesse, quelque modérés qu'ils soient, des couches atmosphériques nouvelles en face de la lentille , on ne s'étonnera pas qu'en id^ervant Sirius, étoile assez basse dans nos latitudes, on jdt noté jusqu'à trente changements de couleur par leconde. 11 faudra plutôt chercher comment , dans cer- .liins climats , le foyer de la lentille reste invariable en intensité et en couleur, si tant est que le fait soit réel. , Voilà donc le résultat théorique parfaitement d'accord «vec les observations ; voilà le phénomène de la scintillaijion dans une lunette rattaché d'une manière intime à la ioctrine des interférences.

- Que l'on veuille bien remarquer maintenant que l'œil peut être assimilé à une lentille ayant à son foyer un écran ^•erveux nommé la rétine^ et l'on reconnaîtra que tout ce ip,e nous avons dit de la grande lentille, partie princij»le de la lunette, est applicable à l'œil ; il suffira, pour ^e l'image d'une étoile se colore en vert, par exemple, ,que dans le faisceau de lumière parallèle blanche qu'em- .Ittasse la surface de la pupille, un vingtième se trouve dans la condition de destruction des rayons rouges; .fimage de l'étoile deviendra rouge, au contraire, lorsque

DE LA SCINTILLATION. i5

réfraction normale. Or, supposons qu'un rayon dont la réfraction a été troublée en plus dans un certain point de Tatmosphère éprouve plus tard, dans un autre point, une perturbation en moins qui compense la première perturbation ; ce rayon ira au foyer de la lunette rencontrer m rayon normal, un rayon qui n'aura subi aucun trouble dans sa marche, qui n'aura pas éprouvé, si l'expression •'est permise, le mouvement d'anguille d'où peut résulfcr une différence de route propre à produire une interfirence positive ou négative. La même chose peut être (Ke des rayons qui ont été déviés latéralement, déviation t l'aide de laquelle on explique comment l'image d'une ioile s'étale, s'épanouit parfois, subitement et pour de lès-courts instants. Ce sont là des causes microscopiques, ^que insaisissables, et qui cependant amènent des chanifiments d'intensité et de couleur manifestes.

• Dans le chapitre vu où j'ai décrit les phénomènes de la kintillation tels qu'ils se montrent dans une lunette , j'ai piarticulîèrement insisté (page 14) sur les eff'ets singuliers ifeultant d'une diminution convenable dans l'ouverture h Tobjectif , et qui s'observent en enfonçant graduellement l'oculaire. J'ai fait remarquer, de plus, que, dans la thccessîon de points lumineux et obscurs qu'on découvre Ihsi graduellement dans le centre de l'image, les points ■»curs doivent résulter de l'interférence des rayons Krects avec d'autres rayons déviés latéralement par les ■tords de l'ouverture placée devant l'objectif; enfin on a

# C[ue les points obscurs deviennent de temps en temps Itonineux, et que les points lumineux, à leur tour, dispanissent de temps en temps.

H^^mom un moment sur nos pas ; voyons en qnift 07fiMi»tent, au fond, les observations que nous wm\ f^ite» k diiïcrentes distances du foyer d*une lunette, if quelle» conclusions on doit en tirer.

Supposons que les rayons , à très-peu près p entre eux, qui partant d'une étoile tombent sur les d coniérenccs de cercles concentriques dont la surface Tobjectif d*une lunette est composée, soient réduits à lignes sans dimension, comme Tavaient admis j tous les physiciens partisans du système de ¥é qui s'étaient occupés de la théorie des lunettes, rayons forment, après leur réfraction, au sortir de lentille, des cônes concentriques dont les sommets cident au foyer. Dans ce foyer, tous les rayons se troovi réunis et concordants ; à partir de ce point , ils d*autant plus écartés qu'on se rapproche davantage l'objectif, oii se trouvent les bases des cônes. Les sedioBi circulaires faites par des plans parallèles à ces bases i de plus en plus éloignés du sommet commun, sembieftirt donc de moins en moins brillantes, mais avec cette CB^ constance essentielle, qu'il n'y a pas un point de œsflBi' 2 tiens qui ne reçoive un rayon, qui ne soit éclairé. '

Ce résultat paraît démenti par les observations nf portées plus haut. En examinant avec l'oculaire, sorte à microscope, les sections circulaires faites dans les oM î lumineux, à diverses distances du foyer, nous avons tMi( une section où le centre était entièrement ohscar; ^ seconde secticm, plus voisine de l'objectif, oii le (flW était lumineux ; mat troisième section à centre ûhBcar,it ainsi de suite.

Comment concilier des observations aussi nettes, aussi

catégoriques, et desquelles il résulte que l'axe des cônes,

à différentes distances du foyer, est successivement obscur

et lumineux, avec les lois géométriques du mouvement

des rayons, qui nous présentent cet axe lumineux partout?

U n'y a dans le système de rémission qu'un moyen pour

cela : c'est de supposer que des rayons déviés par les

bords de l'ouverture placée devant l'objectif, ou des

myons de toute autre origine , vont croiser les premiers

et les détruire en quelques points. Il faut de plus que ces

destructions en un point donné n'empêchent pas les

rayons de renaître au delà! Cette double conséquence

peut paraître étrange, mais c'est l'expression logique et

nécessaire des faits. Elle sera d'ailleurs justifiée plus loin.