CHAPITRE IV

DE LA PniSSAHCE PHOTOGÉNIQUE DES RATONS LCHIREUX

Peu de temps après le vote de la loi qui accordait une récompense nationale à MM. Daguerre et Niepce, il se manifesta, dans une petite portion du public, des opinions, à mon avis, très-erronées, et qui, cependant, m'imposèrent le devoir de montrer que la nouvelle dé-

averte ne devait pas être seulement considérée du iht de vue artistique, et qu'elle enrichirait la physique

moyens d'investigation très-précieux. Tel fut le but wie note qui parut dans le compte-rendu de la séance 419 août 1839 ; elle était ainsi conçue :

Voici une application dont le daguerréotype sera

^eptible, et qui me semble très-digne d'intérêt :

L'observation a montré que le spectre solaire n'est

continu, qu'il y existe des solutions de continuité

fe. sversales, des raies entièrement noires. Y a-t-il des

Liions de continuité pareilles dans les rayons obscurs

paraissent produire les effets photogéniques?

S'il y en a , correspondent-elles aux raies noires du 3tre lumineux?

Puisque plusieurs des raies transversales du spectre t visibles à l'œil nu, ou quand elles se peignent sur '"^tine sans amplification aucune, le problème que je :>s de poser sera aisément résolu. »

iette solution très-facile du problème que je m'étais jDosé, je ne pouvais pas, en 1839, la chercher expétentalement moi-même, l'ancienne chambre obscure l^'Observatoire ayant alors reçu une autre destination, la nouvelle n'étant pas encore construite. Au reste, je s supposer que mon appel fut entendu. J'ai appris, en it, que la Société royale de Londres reçut, le 20 février EtO, un Mémoire de sir John Herschel où la question

effleurée. M. Edmond Becquerel entretint l'Académie

ce même sujet dans la séance du 13 juin 1842.

Herschel, n'ayant pas pu disposer d'un héliostat, it ne point devoir se prononcer positivement sur

Texistence des stries dans Timage photographique d spectre. M. Edmond Becquerel, au contraire, projet sur sa plaque iodurée un spectre stationnaire, et vit dcI tement, après Texpérience, dans la région de la plaqni que ce spectre occupait, des stries transversales le Ion; desquelles la matière chimique était restée intacte, oi du moins n'avait reçu aucune modification perceptible, Il reconnut, de plus, que ces stries correspondaient exactenaent aux lignes sombres du spectre lumineux.

Au premier aperçu , Texpérience dont je viens de parler aurait pu sembler superflue : le résultat obteDO n'était-il pas, en effet, de vérité nécessaire? Comment attendre des actions photogéniques là où la lumière manquait entièrement?

Voici ma réponse : Il n'est nullement démontré que les modifications photogéniques des substances impressionnables résultent de l'action de la lumière solaire ellemême. Ces modifications sont peut-être engendrées par des radiations obscures mêlées à la lumière proprement dite, marchant avec elle, se réfractant comme elle. En ce cas, Texpérience prouverait, non-seulement que le spectre formé par ces rayons invisibles n'est pas continu, qu'il y existe des solutions de continuité , comme dans le spectre visible, mais encore que, dans les deux spectres superposés, ces solutions se correspondent exactement. Ce serait là un des plus curieux, un des plus étranges résultats de la physique.

Introduisons dans la discussion un élément dépendaat de la vitesse de la lumière, et les conséquences de Tot)servation ne seront pas moins intéressantes.

Je montrai, il y a bien des années, que les rayons des étoiles vers lesquelles la Terre marche, et les rayons des étoiles dont la Terre s'éloigne, se réfractent exactement de la même quantité^. Un tel résultat ne peut se concilier avec la théorie de l'émission qu'à l'aide d'une addition importante à faire à cette théorie, dont la nécessité s'offrit jadis à mon esprit, et qui a été généralement bien accueillie par les physiciens. Il faut admettre que les corps lumineux émettent des rayons de toutes les vitesses, et que les seuls rayons d'une vitesse déterminée sont visibles, qu'eux seuls produisent dans l'œil la sensation de lumière. Dans la théorie de l'émission, le rouge, le jaune, le vert, le bleu, le violet solaires, sont respectivement accompagnés de rayons pareils, mais obscurs par défaut ou par excès de vitesse. A plus de vitesse correspond une moindre réfraction, comme moins de vitesse entraîne une réfraction plus grande. Ainsi, chaque rayon rouge visible est accompagné de rayons obscurs de la même nature, qui se réfractent les uns plus, les autres moins que lui : ainsi il existe des rayons dans les stries noires de la portion rouge du spectre ; la même chose doit être dite des stries situées dans les portions jaunes, vertes , bleues et violettes. L'expérience ayant montré que les rayons contenus dans les stries sont sans effet sur les substances impressionnables, il se trouve établi que toute augmentation ou diminution de vitesse enlève aux rayons lumineux les propriétés photogéniques dont ils étaient primitivement doués ; que les rayons solaires

' i. Voir plus loin p. 548, la Notice sur la vitesse de la lumière.

ffl

cessent d'agir chimiquement à Tinstant même où ft perdent, par un changement de vitesse, la faculté* produire sur la rétine les sensations lumineuses. Je dï pas besoin de faire ressortir tout ce qu'il y a de curiear ^ dans un mode d'action chimique de la lumière dépeûdal f de la vitesse des rayons.

Le lundi même où M. Edmond Becquerel présentai l'Académie le résultat de l'expérience que j'avais proposée deux ans et dix mois auparavant, je l'invitai puliliquement à la recommencer, en s'imposant des conditio» nouvelles qui semblaient devoir jeter du jour sur la nii* f" nière dont la vitesse modifie l'action chimique de h lumière. Je fis remarquer que les rayons solaires 9 mouvant de plus en plus vite, à mesure que les miliett qu'ils traversent sont plus réfringents, on arriverait! quelque résultat utile , en étudiant comparativement i simultanément l'action du spectre sur la plaque iodarée, plongée par moitié dans deux milieux très-dissemblables, dans l'eau et dans l'air, par exemple. M. Edmond Becquerel voulut bien mettre cette idée à exécutioBi Voici la lettre qu'il m'écrivit à la date du 25 novemte '^^. 1842 :

« Lorsque vous avez eu la complaisance de présenter à l'Académie des sciences, au mois de juin dernier, ffiW Mémoire sur la constitution du spectre solaire, vousa^» bien voulu m'indiquer une expérience à faire dansk but de savoir si, lorsqu'une substance impressionnable^ Faction des rayons solaires est plongée dans un mili* autre que l'air, le changement de vitesse des rayoi'* solaires, au passage de l'air dans ce milieu, ne déplaî^

fh

- la position des raies ou des stries transversales du

-^ctre des rayons chimiques.

« Je me suis empressé aussitôt de faire ces expériences

• commençant par employer de l'eau comme nouveau iiieiL Mon départ pour la campagne m*a forcé de les . oiTompre. Je comptais à mon retour les reprendre avant wu faire connaître le résultat ; mais le mauvais état de

ouison ne m'a pas encore permis de donner suite à

.1 projet ; j'ai l'honneur, néanmoins, de vous adresser

csultat de deux expériences (jue j'ai faites, avec la

jriptîon du procédé que j'ai suivi.

J'ai fait usage d'une petite cuve à eau en cristal, à

Js bien plans, et d'une plaque préparée à la manière

" I. Daguerre, que l'on peut placer verticalement dans

*uve, de manière que sa surface soit parallèle à la

antérieure de la cuve. Dans les deux expériences,

lîstance entre la plaque iodurée et cette face a été

1 centimètre. On introduit alors dans une chambre

cure un faisceau de rayons solaires à travers une fente

^ite pratiquée dans le volet ; on réfracte ces rayons à

^^ers un prisme de flint-glass bien pur, devant lequel se

Mve placée une lentille à long foyer, de façon à obtenir

spectre solaire par projection avec toutes ses raies.

ne fois ce résultat obtenu, on place devant la route du

•von réfracté la cuve à eau, de manière que le spectre

^ dessine bien horizontalement avec toutes ses raies sur

• plaque îodurée, et de sorte que les rayons violets •^trent normalement à la face antérieure de la cuve. On ■ eu soin, avant de commencer l'expérience, de verser

ans cette cuve de Teau jusqu'à ce que son niveau coupe

5U SUR L'ACTION CALORIFIODB

longitudinalement, en deux parties égales, rimageà spectre.

c Si, au bout d'une ou deux minutes d'action, on enlën la plaque en l'exposant à la vapeur mercurielle, on là l'image du spectre se dessiner depuis la limite du fol et du bleu jusque bien au delà de l'extrême violet, el; comme je l'ai dit dans le Mémoire, cette image a tookp ses raies semblables à celles du spectre Imnîneux pov les portions de même réfrangibilité. Eh bien, on n'apo^ çoit aucune différence bien sensible entre l'image É spectre sur la portion de la plaque qui est restée dav l'air et celle qui s'est formée sur la portion qui a séjoonl dans l'eau; les raies de ces deux portions du spectn semblent être très-bien dans le prolongement l'une d| l'autre, excepté toutefois dans les portions extrêmes dl spectre chimique, à droite et à gauche, où les raies dl l'image qui s'est produite dans l'eau se resserrent ui peu entre elles. Cela me paraît devoir être attribué à il réfraction des rayons obliques.

« Ces deux expériences tendent à montrer que la natum du milieu dans lequel est plongée la substance chimique- j ment impressionnable à l'action des rayons solaires, m ^ modifie pas l'action de ceux-ci ; de sorte que Timpressioi du spectre solaire sur cette substance présente toujours I les mêmes raies et aux mêmes places,

« Lorsque le temps le permettra, je compte reprendre ces expériences, les varier, et parvenir peut-être à des résultats plus concluants. »

Voilà donc les rayons solaires se comportant exactement de même dans l'air et dans l'eau. Dans l'air eepen*

ET L^ACTION CHIMIQUE DE LA LUMIÈRE. 5i5

«ant, suivant le système de rémission, la lumière se Deut beaucoup moins vite que dans l'eau. La vitesse est 4mc ici sans influence, conséquence qui, au premier epect, paraît en contradiction manifeste avec ce que ^us avons déduit de la première expérience. Les deux ôsultats, toutefois, ne sont pas inconciliables. Une noupUe hypothèse peut, ce me semble, les faire concorder. ^ reste, chacun va en juger.

.;,La vitesse avec laquelle un rayon lumineux traverse p corps donné dépend exclusivement de la réfringence Ip ce corps et de la vitesse d'émission du rayon, de la ptesse qu'il avait dans le vide. Le rayon qui arrive à la ■irface de la couche d'iode à travers l'eau possède, au •oint où il rencontre cette surface, une vitesse supérieure i celle qu'avait, au même point, le rayon qui se mouvait r-lravers l'air ; mais, dans l'intérieur même de la couche, ^ une profondeur suflQsante, les deux rayons ont exac- Bment les mêmes vitesses. Faisons dépendre les phét4)mènes photogéniques, non d'une action exercée à la ■jrface, mais d'une action naissant dans l'intérieur de Bi couche, et toute difficulté disparaît. Seulement, chose Singulière, nous sommes amenés forcément à étabUr une Urtinction essentielle entre l'intérieur et la surface d'une î^wche dont l'épaisseur est d'une petitesse* incroyable. En envisageant ainsi les phénomènes photogéniques , ■fmme des exemples d'actions moléculaires susceptibles Uévaluations précises, tout le monde sentira combien il Wait intéressant d'intercaler des chiffres dans les renseigpements généraux que je viens de présenter. On atteinira ce but en complétant d'abord les expériences à l'aide

desquelles H. Dumas avait cominencé à déterminer Fépaisseur de la couche d'iode sur laquelle se forment les images daguerriennes , d'après les pesées comparatives d'une large plaque argentée avant et après son ioduration. On portera ensuite dans Tobsenration des positions relatives des raies obscures tracées sur la matière impressionnable, toute l'exactitude possible, même en s'aidant, s'il le faut, du microscope; enfin, au lieu de passer, par un saut brusque, de l'air à l'eau, on comparera les positions relatives des stries produites dans deux milieux légèrement différents en densité ou en réfringence. Dès à présent, dans le système de l'émission, les conséquences suivantes découlent rigoureusement de la discussion à laquelle je viens de me livrer :

Si les effets photogéniques de la lumière solaire résultent exclusivement de l'action de rayons obscurs mêlés aux rayons visibles , marchant comme eux et avec des vitesses du même ordre , les spectres superposés de ces deux espèces de rayons ont leurs solutions de continuité exactement aux mêmes places ;

Si les rayons visibles produisent les effets photogéniques en totalité ou en partie, cette propriété est tellement inhérente à leur vitesse, qu'ils la perdent également quand cette vitesse s'accroît et quand elle diminue;

Les effets photogéniques de la lumière solaire, soit qu'ils proviennent de rayons visibles ou de rayons invisibles, ne peuvent pas être attribués à une action exercée à la surface de la couche impressionnable : c'est à l'intérieur de la matière qu'on doit chercher le foyer de ce genre d'action.

Ti

Les conclusions précédentes pourront être étendues ^oand on connaîtra l'épaisseur de la moindre couche triode dans laquelle s'engendrent les phénomènes dagaerriens, quand il sera possible de comparer cette épaisseur à la longueur des accès ou à celle des ondes lumineuses.

A peine revenu d'Afrique, en 1809, je me livrai, for jeune encore (j'avais vingt-trois ans), à diverses expériences relatives à l'influence de la vitesse de la lumière sur la réfraction. Le résultat de mon travail fut communiqué à la première classe de l'Institut, le 10 décembre 1810. Ce résultat, quoique très-différent de celui aoqwl je m'étais attendu, excita quelque intérêt. M. Laphop me fit l'honneur de le mentionner dans une des éditid de ^Exposition du système du monde. Notre illosh doyen, M. Biot, voulut bien aussi le citer dans lasecofldi édition de son Traité élémentaire d'astronomie physûfÊt Je crus dès lors que je pouvais me dispenser de publier mon Mémoire.

Depuis cette époque, ce travail étant devenu le poU do départ des recherches expérimentales et théoriq» qui ont été faites ou projetées dans divers pays, surFéli dans lequel se trouve l'éther dans les corps solides, faiéé } itivité, à diverses reprises, à le publier; mais le Mémoit s'étant égaré, je ne pouvais pas déférer à ce vœu. 11 y* peu de jours qu'en rangeant mes papiers par ordre à matières, on y a retrouvé le Mémoire original de 1810.* juii suis rappelé alors le désir exprimé par les phyadeft et j'ai demandé à l'Académie la permisàon de faire pr

lître mon Mémoire dans le Compte "rendu (séance du ) janvier 1853), quoiqu'il date de quarante-deux ans. 5 le reproduis ici, malgré toutes ses imperfections, sans changer un seul mot.

La détermination de la vitesse prodigieuse avec laquelle \ meut la lumière dans l'espace est, sans contredit, un es plus beaux résultats de l'astronomie moderne. Les Dciens croyaient cette vitesse infinie ; et leur manière de mr n'était pas, à cet égard, comme sur tant d'autres pestions de physique, une simple opinion dénuée dé reuves; car Aristote, en la rapportant, cite à son appui

transmission instantanée de la lumière du jour. Cette inion fut ensuite combattue par Alhazen, dans son *aité d'optique, mais seulement par des raisonnements îtaphysiques auxquels Porta, son commentateur, qui rmettait ce qu'il appelle l'immatérialité de la lumière, posa aussi de très-mauvais arguments. Galilée paraît e le premier, parmi les modernes, qui ait cherché à terminer cette vitesse par expérience. Dans le premier â dialogues délie Scienze nuove, il fait énoncer par I \iati , un des trois interlocuteurs , les épreuves trèsçénieuses qu'il avait employées, et cpi'il croyait propres résoudre la question. Deux observateurs, avec deux mières, avaient été placés à près d'un mille (1,650 itres) de distance : l'un d'eux, à un instant quelconque, lignait sa lumière ; le second couvrait la sienne aussitôt i*il ne voyait plus l'autre. Mais, comme le premier obrvateur voyait disparaître la seconde lumière au même

moment qu'il cachait la siemie, Galilée en conclut que la lumière se transmet dans un instant indivisible à une distance double de celle qui séparait les deux observateurs. Des expériences analogues que firent les membres de l'Académie del Cimento, mais pour des distances trois fois plus considérables, conduisirent à un résultat identique.

Ces preuves semblent, au premier aspect, bien mesquines, lorsqu'on songe à la grandeur de leur objet; mais on les juge avec moins de sévérité quand ou se rappelle qu'à peu près à la même époque des hommes tels que lord Bacon, dont le mérite est si généralemai apprécié, croyaient que la vitesse de la lumière pouvait, [ comme celle du son, être sensiblement altérée par la force et la direction du vent.

Descartes, dont le système sur la lumière a tant d'analogie avec celui qu'on désigne par le nom de système des ondulations, croyait que la lumière se transmet instantanément à toute distance ; il appuie d'ailleurs cette opinion d'une preuve tirée de l'observation des éclipses de Lune. Il faut convenir que son raisonnement, très-ingénieux, prouve, sinon •que la vitesse de la lumière est infinie, da moins qu'elle est plus considérable que toutes celles qu'oa pouvait se flatter de déterminer par des expériences directes faites sur la Terre à la manière de Galilée.

Les fréquentes éclipses du premier satellite de Jupiter, dont la découverte suivit de près celle des lunettes, fournirent à Rœmer la première démonstration qu'on ait eœ du mouvement successif de la lumière. La connaissance encore très-imparfaite des mouvements des autres satellites, la difficulté d'observer exactement leurs éclipses, et

quelques inégalités inconnues qui, en se combinant avec celle qui dépendait du mouvement de la lumière, en masquaient les effets, les rendaient moins saillants et empêchaient, par conséquent, de la reconnaître, firent quelque temps rejeter la découverte de Rœmer ; elle ne fut même généralement admise que lorsque Bradley eut montré que ce mouvement annuel, auquel toutes les étoiles sont assujetties, et qu'on nomme l'aberration, dépend de l'effet combiné du mouvement de la lumière avec celui de l'observateur. La vitesse qu'on avait déduite de ce dernier phénomène différait un peu de celle qu'on obtenait par les éclipses du premier satellite ; mais la perfection à laquelle on a porté les Tables, par les travaux de M. Laplace, a permis de revenir sur ces premiers calculs ; la constante de l'aberration, que M. Delambre a trouvée par la discussion d'un très-grand nombre d'éclipsés de satellites, est absolument la même que celle que Bradley avait déduite de ses observations.

La première conséquence qu'on puisse tirer de cet accord remarquable, est que la lumière se meut uniformément, ou du moins sans aucune variation sensible, dans tout l'espace compris par l'orbe de la Terre; Pexcentricité de l'orbe de Jupiter permet d'étendre ce résultat à l'immense intervalle qu'il embrasse. Il est d'ailleurs assez naturel de supposer que les étoiles de diverses grandeurs sont inégalement éloignées; et, comme leurs aberrations absolues, déduites des observations directes , sont sensiblement les mêmes , Bradley en avait conclu que le mouvement de la lumière est uniforme à toutes les distances et que l'aberration de tous les corps célestes peut

se calculer avec la même constante. Quelques astronomes n'avaient cependant pas adopté ce résultat; ils soupçonnaient que les étoiles de diverses grandeurs peuvent ômoltro les rayons avec différentes vitesses, et il faut convenir que cette idée, surtout dans le système de rémission » était à la fois naturelle et probable. L*observatioD directe de Taberration était peu propre à résoudre cette' question d*une manière décisive, puiscju'une différence dans la vitesse de la lumière égale à l/2œ de la vitesse totale ne doit produire dans Taberration qu^une différence do 1", précision qu'on ne peut se flatter de sotjvissor, môme à Taide des meilleurs instruments; mais a Ton se rappelle que la déviation qu'éprouvent les rayons L^ lunùneux en pénétrant obliquement dans les corps du- L ^^ phanes e^ une fonction déterminée de leur vitesse p- k/^ raUîve* on verra que rol)servation de la déviation totafeL^ k laquelle ils sont assujettis en traversant un prisme K,,^^ fournit une mesim^ naturelle de leurs vitesses. Cette roé-J../ thiHte i^ d^ulleurs très -propre à rendre sensibles de lè^'^res inégalités : car» comme il est facile de le démoi- Irer. um^ dî*TêïV!KV de vitesse «raie à 1 20* produit da« ^^^^ K^ dè\ ù^tiv^î^ u:ie diffên^noî de 5\ en supposant mène qu\>u u'en^pL^te qu^ua fffisme dont Fangle ne surpcsç Ijxi^s .\5 . Te*> es£ aussi !dt «Minrhe qiie favats sorfie dais k^ ^ W e\p^^rteixv:> vîoit: f eos TfcïOBtiîear A? rommomqoef h kr^^ < ïvs;u:;*:s i -a Cvt>s^f. it y a rjyùnçecaiiî: pi»? «Je qaaîrf ^î [h \

S.vv':î. vi;" U tu^f. vi^> piijz«fce< eî vfes lumières teit^

somme des erreurs d'observation et de déclinaison, ne rrespond d'ailleurs qu'à 1/480* de changement dans la 'esse et à l/24« de seconde sur l'aberration; j'avais nclu de ces résultats que la lumière se meut avec la ême vitesse, quels que soient les corps dont elle émane, L que, du moins, s'il existe quelques différences, elles j peuvent, en aucune manière, altérer l'exactitude des )servations astronomiques.

Depuis la lecture de mon Mémoire, M. Calandreli a ublié dans ses Opuscules astronomiques, imprimés à orne, quelques expériences faites par cette méthode et ui l'ont conduit aux mêmes conclusions, excepté dans î qui a rapport à la lumière solaire, à laquelle il assigne le réfraction particulière ; mais je me suis assuré que ce ïrnier résultat, dont on ne saurait admettre l'exactitude, jnt à ce que, dans l'observation des étoiles, l'astronome main visait au centre de la lumière jaune, tandis que iuv le Soleil, dont il était forcé d'observer le bord, il ântait, au contraire, à une des couleurs extrêmes du ectre : il me suffirait d'ailleurs, pour justifier, indéîndamment de ces considérations, le résultat auquel 'tais parvenu , de remarquer que M. Calandreli trouve, fisi que moi, que les taches de la Lune, que nous n'apervons que par la lumière du Soleil réfléchie, sont préciment déviées de la même quantité que les étoiles. On voit, au reste, que la certitude des conclusions l'on tire à l'égard de la vitesse de la lumière, des obseritions faites à l'aide des prismes, repose sur celle de la apposition qu'une inégalité de vitesse produit une inéi^lité de déviation, ce qui résulte immédiatement de

l'explication que Newton donne de la réfraction ; les \^ expériences que j'ai citées m'avaient fait entrevoir h possibilité de démontrer ce principe, mais les travaux |i relatifs à la méridienne me firent abandonner cette re- ' ' chcrclie» que j'ai reprise depuis mon retour, et dont je Tais aujourd'hui communiquer les résultats à la Classe.

Mes expériences étaient à peu près achevées, lorsque h lecture d'un de ses beaux Mémoires que le docteur Youiç a inséré dans les Transactions philosophiques m'apprit que M. Robisson , professeur de physique à Edlnborgh, avait considéré théoriquement cette question de la vitesse do h\ lumière ; j*ai depuis trouvé, dans divers ouvrages, qu'elle avait été examinée sous différents points de vos par Boscowich, Michell, Wilson et Blair.

Avant de parler de mes observations, je crois devoir indiquer les projets qu*avaient publiés à cet ^ard les phxsioious que jo viens de citer.

l/idèo de chercher à s'assurer, par des expériences dirivt^^s . do raccroissement de vitesse qu'acquièrent ks rayons lumineux en passant d'un milieu rare dans od mUiou donso« a dà natarellenient se présenter à un trèsgr^nd r«ombrv do por>onnos: mais Bcuscowîch est, à ma CtMUui:s>a)K\\ lo promier qui aU publié à œt ^ardm prv^jot <ro\pônoi:»re> nisoanê. Ce physicien avait cm \(\i'o:; o^s<Hr^ .^î:î icts è:v^iJc5 à ttavefs une lunette remplie d\\^.u ^x'i vkv^Iî ir.xiwr, à cause de raî^nonoitatioD de viu^^?5?c ^î;:^tv^îu:•cr^^ri: k^ rsLyKis en p裻è1raiit dans ce Uq;;Kk\ i;:x^ i^orriù^a difêîrKi:e d? celle ^^on obsene Kvi^;5o Tî^v^vV ex î^cçïtre T^^eicïdf de Tociilaire est i>k:/(>U oxr. Ccc;^ u^ès^e cîroTK.Myg dendt apporter

changements très-sensibles dans la position des objets :;^rrestres, qui auraient été ainsi assujettis à une aberration 5Uume. II trouvait, par exemple, qu'une mire située au >ud , au solstice d'hiver, aurait décrit , en vingt-quatre meures, un cercle d'un rayon égal à 5'^ et dont le centre lîorrespondrait à la position moyenne de l'objet; mais le raisonnement de Boscowich est défectueux en ce qu'il a oublié de tenir compte de la réfraction et, par conséquent, du changement de direction que doivent éprouver les rayons en pénétrant obliquement du verre dans le liquide. Aussi, M. Wilson, professeur d'astronomie à dasgow, qui a publié dans les Transactions philosophiques ^ur l'année 1782 un Mémoire où il propose également la lunette remplie d'eau, comme un moyen de s'as- Wirer de la théorie newtonienne, arrive-t-il à des concluaions totalement opposées à celles de Boscowich ; car il a prouvé que l'aberration dans une semblable lunette ne fiera égale à celle qu'on trouve avec un instrument ordinaire que dans le cas où les vitesses des rayons dans les milieux rares et diaphanes sont entre elles dans le rapport assigné par Newton. On peut d'ailleurs remarquer que la nécessité d'appliquer de forts grossissements aux instruments qui sont destinés à découvrir de petites quantités , rendait la lunette de Boscowich inutile, puisque la lumière d'une étoile serait, sinon totalement éteinte, du moins considérablement affaiblie, lorsqu'elle aurait tra- ' versé une épaisseur de liquide de 3 à 4 pieds ( l*" à 1^30).

La difficulté que présente, sous le rapport qui nous occupe, la vérification de la théorie newtonienne, résulte

de ce principe qui en est une conséquence, savoir que la vitesse de la lumière, dans un milieu diaphane quelconque, doit être la même, quels que soient la nature et le nombre de milieux qu elle a précédemment traversés. On peut cependant remarquer que, lorsque les corps réfringents sont en mouvement, la réfraction qu'éprouve un rayon ne doit plus se calculer avec sa vitesse absolue, mais bien avec cette même vitesse, augmentée ou diminuée de celle du corps, c'est-à-dire avec la vitesse relative du rayon; les mouvements que nous pouvons imprimer aux corps sur la Terre étant beaucoup trop petits pour influer sensiblement sur la réfraction de la lumière, il faut chercher dans les mouvements beaucoup plus rapides des planètes des circonstances plus propres à rendre sensibles ces inégalités de réfraction. Wilson, que nous avons déjà cité, avait proposé d'employer ce mode d'expériences à la l'echerche du mouvement de translation du svstème so-

laii-e. Le docteur Blair, à qui Ton doit un travail trèsintéi'essant sur la force dispersive des liquides, croyait que l'observation devait rendre sensible l'inégalité de vitesse avec laquelle sont réfléchis les rayons lumineui qui arrivent à nous des deux bords de Jupiter, à cause du mouvement de rotation de la planète sur ellennéme; et M. Robisson , dans un Mémoire particulier où il examine en détail cette question de la vitesse de la lumière, indique également les observations des deux bords de TaniK^au de Saturne.

Tels étaient les moyens que ces savants distingués avaient pa>posés pour résoudre un problème qui intéresse ^ la fois les progrès de la physique et de rastronomie;

il résulte en outre du précis historique que nous venons de donner, qu'ils s'étaient plutôt attachés à tracer la route qu'il fallait suivre pour arriver à un résultat décisif, qu'à entreprendre des observations dont ils prévoyaient sans doute la grande difficulté. J'ai cru qu'il serait important d'employer les moyens qu'offre l'état actuel de nos connaissances et la grande précision de nos instruments, à l'examen d'une question dont le résultat semblait devoir offrir quelques données sur la véritable nature de la lumière.

Je me suis attaché, dans mes expériences, à rendre sensibles les différences qui doivent résulter du mouvement de translation de la Terre, parce que celui de notre système pouvait, en se combinant avec ce premier, donner naissance à d'assez grandes inégalités. Il est d'ailleurs naturel de supposer que, de même qu'il y a dans le ciel des étoiles de divers éclats, il y en a aussi de diverses grandeurs; et cette circonstance, comme l'a, je crois, montré le premier M. Michell , doit occasionner des différences . de vitesse très-sensibles dans les rayons qui émanent de ces divers corps. Ce genre d'expériences me permettait , en outre, d'observer avec une lunette à court foyer, tandis qu'il serait indispensable d'employer un fort grossissement pour reconnaître les inégalités des diamètres planétaires. Cette méthode exigerait de plus que les prismes fussent très-parfaits, puisque les défauts d'achromatisme sont en raison directe du grossissement. Quelques essais que j'en ai déjà faits, à l'aide de l'excellent micromètre prismatique de M. Rochon, m'ont donné cependant l'éispérance de réussir; je vais, en attendant, communi-

^uer à la Classe les résultats de la première méthode, qui d'ailleurs, sous tous les rapports, rae paraît préférable.

Lorsqu'on regarde un objet au travers d'un prisme, les inégalités de déviation auxquelles peuvent donner naissance des changements dans la vitesse des rayons luminem doivent être d'autant plus considérables que l'angle do prisme sera lui-même plus grand ; mais lorsqu'on se sert de prismes simples ou formés d'une seule substance,! est à cet égard une limite qu'on ne peut dépasser; car, pour peu que l'angle du prisme surpasse 4 ou 5 degrés, les bords du spectre sont diffus; et, comme le passage d'une couleur prismatique à la voisine se fait par me dégradation insensible, on ne peut avoir la certitude de pointer, à chaque observation, à des parties des spectres correspondantes. Les prismes achromatiques, dont on peut augmenter l'angle à volonté, remplissaient beaucoup mieux l'objet que j'avais en vue.

Celui qui a servi à mes premières expériences était formé d'un prisme de crown-glass et d'un prisme de flintglass , adossés ; la différence de leurs angles , ou l'angle du prisme total , était à peu près égale à 24 degrés.

Afin de diminuer, autant que possible, les réflexions partielles qu'éprouve toujours la lumière à la surface de séparation des milieux dont les densités sont très-dilîérentcs, j'avais fait coller mes deux prismes avec le mastic dont les opticiens font usage pour atténuer les défauts de poli dos surfaces intérieures des objectifs. Le prisme total était arrêté, d'une manière inébranlable, dans une boite dont les tourillons latéraux pouvaient tourner dans

collets, ce qui permettait de donner à la face extére l'inclinaison qui rendait l'image la plus nette. Afin re sûr d'observer dans le plan de l'angle réfringent, s'était également ménagé un mouvement latéral , par nécanisme qui serait trop long à décrire ; il me suffira lire que l'appareil total pouvait se fixer, à l'aide de 5s vis, au couvercle extérieur de la lunette du mural. iCS choses étant ainsi disposées, j'ai mesuré dans la ne nuit , et à différentes époques , les distances au Xh d'un grand nombre d'étoiles ; ces distances , comtes à celles qu'on aurait observées à travers l'air, nent la quantité de la déviation que le prisme fait Duver aux rayons lumineux; c'est ainsi qu'ont été nés les tableaux suivants :

Le 19 mars 1810 (mural).

Koms des étoiles. DéYiations.

Rigel lO*» li* 2r.l6

a d'Orion 25 .5

Castor 2/i .6

Procyon 24 .9

Pollux 29 .3

a de l'Hydre 22 .6

Régulus 25 .2

Épi de la Vierge 21 .U

a de la Couronne 22 .8

a du Serpent 22 .3

Antarès 22 .5

Çd'Ophiuchus 2/i .0

Le 27 mxirs 1810 {mural).

Noms des étoiles. Déyiations.

a d'Orion 10" û' 33".28

Castor 27 .93

Procyon 32 .31

Zfonu des KioV.fA, Dériations. iliDOi

PoUqk l(r 4' 32".78

« de THydre 28 .32

^ da Lion 30 .21

Épi de la Vierge 26 .29

Arcturus 28 .05

a de la Couronne. 31 .39

Antarès 28 .19

C d'Ophiuchus 29.64

7 de la Vierge 27 .80

^ de la Vierge. 27 .34

( de la Vierge 31 .42

^ du Lion 34 .02

Tai ensuite collé ensemble deux prismes achroraati ques, semblables à celui qui avait servi à mes premières |'^ expériences; mais, afin de me rendre indépendant, date ces nouveaux essais, de la connaissance de la déclinaison Y des étoiles, de celle de l'erreur de coUimation qui peut varier dans nos instruments avec la hauteur de la lunette et de la réfraction, j'ai suivi dans l'observation une méthode différente de la première.

Le nouveau prisme dont je viens de parler était fixé à la lunette d'un cercle répétiteur, de manière cependant que la moitié de l'objectif fût découverte; je pouvais, par cette disposition , observer tantôt à travers l'air et tantôt à travers le prisme. La différence des deux hauteurs, corrigée du mouvement de l'étoile dans l'intervalle des deux observations , me donnait ainsi la déviation sans qu'il fût nécessaire de connaître exactement la position absolue de l'astre observé. Je pouvais, d'ailleurs, en commençant ces observations quelques minutes avant le passage des astres au méridien , les répéter un assez grand nombre de fois pour atténuer en même temps et les erreurs

Ok

ff

} pointé et celles de division ; telle est la méthode qui a m à former le dernier tableau :

Au cercle répétiteur, 8 octobre 1810.

« de l'Aigle, déviation 22* 25' 9"

Tache de la Lune 22 25 9

a du Verseau 22 25 2

a de la Baleine 22 25 3

Âldebaran 22 25 0

Rigel 22 24 59

ad'Orion 22 25 2

Sirius 22 25 8

Te vais maintenant passer aux conséquences qui délient de tous ces nombres.

Dn voit d'abord que les inégalités de déviations sont général fort petites et du même ordre que celles que sentent les observations faites sans prisme. On peut , * cette raison , les attribuer aux erreurs d'observation ; îs supposons-les réelles, pour un instant , et cherchons uelles inégalités de vitesses elles correspondent. I"e prends pour cela la formule analytique qui exprime léviation des rayons lumineux , en fonction des angles ► prismes et de leurs forces réfringentes ; je la difféitie par rapport à la vitesse de la lumière qui entre dans ^pression du rapport du sinus d'incidence au sinus de raction , et j'obtiens ainsi la variation de la déviation fonction de celle de la vitesse. On trouve, par ce calcul, :kt je ne puis lire les détails, que jj^ de variation dans vitesse de la lumière devait produire , dans mon pre- ^ prisme, un changement de déviation égal à 6^; te variation s'élève à près de i&^ dans le prisme