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سلام

PHYSIQUE.

CONSIDÉRATIONS OPTIQUES.

MÉMOIRE

Sur la décompofition de la lumiere dans le phénomene des anneaux colorés entre deux lames de verre ; par M. ***, Correspondant de l'Aca-. démie Royale des Sciences (1).

I.DEs idées fines & bien préfentées, un calcul hardi & bien conduit caractérisent la théorie que M. Newton a donnée de ce phénomene. Cependant on peut être étonné de n'y trouver la lumiere que réfléchie ou tranfmife, puifque l'appareil qui procure les anneaux colorés, réuniffant des milieux de différentes refringences, & dont les plans de féparation font mutuellement inclinés, elle ne peut manquer d'y être réfractée.

Voilà bien une caufe de décompofition. Si les effets de cette cause, ceux de la caufe de décompofition qu'affigne ici M. Newton (l'inégale ténuité des lames réfléchiffantes) font diffemblables, ou feulement ne s'exécutent pas affez exactement dans le même ordre, la confufion dans l'apparence est inévitable; & en fuppofant que les effets refpectifs de ces deux causes puffent être uniformes, & s'exécuter précisément dans le même ordre, ne refte-t-il pas à objecter que l'influence de la réfraction généralement reconnue par-tout ailleurs, étant fuffifante ici pour décompofer la lumiere, celle de l'autre cause seroit fuperflue, & fa réalité conféquent douteufe, puifqu'elle n'a été imaginée que pour l'explication

par

(1) L'Auteur de ce Mémoire nous a prié de taire fon nom, & nous cédons à regret à fes inftances. Des vues très-neuves, des expériences bien faites, bien fuivies, des résultats exacts & des applications directes font autant de traits de lumieres qui diftinguent ce Mémoire. Quelque nouvelle que foit la théorie qu'il développe, quelqu'oppofée qu'elle foit aux idées du célebre Newton, elle fera le plus grand plaifir aux Phyficiens éclairés, qui ne font point efclaves des préjugés, & qui favert lorfqu'il convient de fecouer le joug de l'autorité. Nous invitons le lecteur à répéter les judicieufes expériences que l'Auteur propose.

Tome I, Part. V.

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de ce phénomene? On voit au refte, qu'en ceffant de recourir à celle-ci ; on n'en conferveroit pas moins encore pour guide M. Newton de qui nous tenons la belle découverte des loix de la réfrangibilité à laquelle le phénomene feroit directement rapporté. Plus raffuré par-là contre les rifques de m'écarter du vrai, j'ai cherché avec plus de confiance, s'il ne feroit pas poffible de fe procurer des indices fenfibles de la maniere dont les déviations des rayons hétérogenes peuvent être déterminées par la réfraction dans les verres qui fourniffent cette belle apparence des anneaux colorés. J'ai confulté l'obfervation.

II. Dans une chambre obfcure j'ai fait tomber fur deux verres réunis, tels que les a employé M. l'Abbé Maféas (1), un trait de lumiere admis par un trou de deux ou trois lignes de diametre, qu'à l'aide d'une lentille de verre j'avois rendu fort divergent au-delà du point de décuffation des rayons, & dont l'axe coincidoit avec celui de l'apparence étalée entre les verres. J'ai obtenu fur le volet de la fenêtre, où le trou étoit percé, une copie complette & exacte de cette apparence, mais plus ample, & dont les couleurs qui compofent chacune des iris annulaires, étoient mieux développées & plus diftinctes, quoique peut-être un peu moins vives qu'elles ne le font fur les verres. Dans chacune, la bande bleue étoit la plus rapprochée du centre commun qui coincidoit dans l'axe du trait de lumiere, & le diametre en étoit plus grand que celui de l'anneau correfpondant tracé entre les verres.

III. Si on incline les verres réunis, de façon que le trait de lumiere s'y dirige obliquement, les rayons réfléchis fur l'apparence n'en produiront pas moins une pareille copie fur le volet plus ou moins loin du trou L, (fig. I,) felon le plus ou le moins d'inclinaifon du trait de lumiere incident, & où les anneaux colorés feront auffi plus amples qu'entre les verres & les couleurs prifmatiques difpofées dans le même ordre, la bande bleue de chaque iris étant tournée du côté du centre. Voyez la figure I, où GG repréfentent les deux verres réunis.

K, l'endroit où ils fe touchent immédiatement, & qu'occupe la tache noire centrale.

ACD, acd, les portions de l'efpace annulaire, voifin de cette tache où tombent les rayons qui, réfléchis au-deffous, forment l'iris annulaire la plus interne fur le volet.

VTS, uts, les portions de cette iris annulaire étalée fur le volet où S, s défignent la bande bleue V, & u la bande rouge.

LA, LC, LD, la, lc, ld, les rayons de lumiere incidens qui abor

(1) Mémoire des Savans étrangers, vol. II.

dent fur les diverfes bandes colorées de cette iris annulaire la plus interne de l'apparence formée entre les verres.

MS, NT, OV, ms, nt, ou les rayons réfléchis correfpondans à ces rayons incidens, & qui vont peindre fur le volet la bande bleue en S & la rouge en V & i de la copie de l'apparence qui y eft représentée.

IV. Si dans l'une ou dans l'autre de ces deux difpofitions des verres, relativement au trait de lumiere, on fait gliffer une carte le long de la furface antérieure du premier verre, afin d'intercepter les uns après les autres les rayons réfléchis qui des verres fe rendent fur le volet, l'ombre s'avance toujours fur les anneaux colorés qu'ils y produifent dans le fens de la progreffion de la carte.

V. Il en résulte, & des diverfes circonftances énoncées ci-devant, que les rayons introduits par le trou L, & réfléchis au plan de féparation des deux verres, tout autour de l'efpace occupé par la tache noire, divergent tous, en fe portant de la furface antérieure du premier verre au volet de l'axe KF de l'apparence tracée fur le volet, & auffi entr'eux en gé

néral.

VI. Suivons la marche d'un de ces rayons feul & pris à part. J'ai colle fur la furface antérieure du premier verre au-deffus d'un des endroits où fe manifestoient des'anneaux colorés, la portion DB (fig. III) d'une bande de papier ADB, percée en D d'une fente d'un tiers ou d'un quart de ligne de largeur fur une ligne & demie de longueur, & dont l'autre portion AD roulant comme fur une charniere, fur un pli fait en D contigu & parallele à la longueur de la fente, étoit aifément difpofée, de façon qu'elle ne laiffoit parvenir dans les verres que la portion du trait de lumiere CD, rendu moins divergent par la fuppreffion de la lentille qui pouvoit paffer par cette fente, c'eft à-dire, qu'un filet fort menu. Il fe forma alors fur le carton, au lieu de l'ample apparence des anneaux colorés, trois petites images; la premiere F, qui étoit tournée du côté du rayon incident CD, étoit blanche; les deux autres étoient teintes des couleurs prifmatiques; mais la derniere N bien moins diftinctement que l'intermédiaire I; la derniere N difparoiffoit, lorfqu'on mouilloit la furface poftérieure du fecond verre; ce qui indique qu'elle étoit due à des rayons réfléchis fur la couche d'air contigue à cette furface. Il est évident auffi que la premiere étoit produite par des rayons réfléchis fur la surface antérieure du premier verre, & l'intermédiaire par ceux qui l'étoient fur le plan qu'occupe l'apparence entre les verres; & que cette image étoit une petite portion de la copie que j'avois obtenue en premier lieu fur le volet Les rayons réfléchis fur ce plan, font les mêmes que ceux qui en pleine lumiere peignent l'apparence dans nos

yeux. Cela m'a conduit à l'expérience fuivante, qui me paroît établir affez clairement quel eft précisément ce plan..

VII. J'ai fixé l'appareil verticalement, & de façon qu'il se maintîng abfolument immobile pendant la durée de l'expérience. Le carton où étoient reçus les rayons réfléchis du trait de lumiere que je dirigeois fur les verres au-delà de l'endroit K de leur contact immédiat, relativement à fa direction CD, fut fixé de même, & à une distance à laquelle l'image intermédiaire & la derniere coincidoient l'une fur l'autre, & étoient cependant féparées de la premiere (1) par un intervalle d'environ un fixieme de ligne; elles fe rencontroient toutes fur une divifion en pouces & lignes, tracée fur le carton.

J'appliquai enfuite une goutte d'eau fur l'épaiffeur des verres au deffus de l'intervalle très-refferré qui les fépare. Elle s'infinua peu-à-peu entr'eux; & quand elle fut parvenue à l'endroit d'où étoient réfléchis les rayons auxquels l'image intermédiaire eft due, les deux images coincidentes, c'est-à-dire, l'intermédiaire & la derniere s'éloignerent enfemble de plus d'une ligne fur le carton de la premiere (2) qui ne s'écarta pas le moins du monde de la place qu'elle occupoit auparavant fur la divifion. Cette derniere circonftance prouve que la direction du rayon incident CD étoit encore la même, & qu'il abordoit toujours fur le même endroit de la furface antérieure du premier verre. (La fente de la bande de papier, qui y étoit collée, l'exigeoit d'ailleurs ;) & comme les pofitions des verres & du carton étoient auffi toujours précisément les mêmes, le déplacement de l'image intermédiaire, ainfi que celui de la derniere, n'a pu provenir que des déviations que les deux gerbes de rayons, qui les produifent, avoient effuyées dans l'eau, & qui étoient différentes de celles qu'elles effuyoient avant dans le fluide que l'eau a remplacé dans l'efpace qui fépare les verres.

VIII. En effet fi la gerbe, qui produit l'image intermédiaire, étoit réfléchie (conformément aux idées reçues) fur le fluide logé dans cet efpace, fa direction à fon émergence des verres ne fauroit jamais varier, malgré la fubftitution d'un fluide quelconque à un autre ; & le changement de direction qu'elle éprouve à l'occafion d'un fluide d'une réfringence différente, qui eft introduit dans cet efpace, démontre que cette

(1) La largeur des images augmente, & leurs intervalles décroiffent à mesure qu'on éloigne le carton des verres.

(2) Quand le trait de lumiere incident eft dirigé dans un fens uniforme SE, en deçà de l'endroit K du contact immédiat des vers, vers E; par exemple, l'image intermédiaire, qui fe déplace auffi lors de l'introduction de l'eau, fe rapproche alors de la premiere image, au lieu de s'en éloigner.

gerbe y pénetre, y eft réfractée, & eft enfuite réfléchie au-delà fur la furface antérieure du fecond verre.

IX. N'en résulte-t-il pas que dans le phénomene des anneaux colorés, les rayons décompofés, qui les produifent, ne font point réfléchis non plus fur le fluide logé entre les deux verres; & par conféquent, que la décompofition de la lumiere n'y eft point due à la propriété qui a été accordée aux lames de ce fluide de réfléchir par préférence, tels ou tels rayons d'une certaine couleur, en transmettant tous ceux des autres cou leurs, felon qu'elles font plus ou moins minces, & qu'il faut néceffairement attribuer cette décompofition aux réfractions diffemblables que les rayons hétérogenes y effuient, conformément aux loix connues de la réfrangibilité?

X. Revenons à l'obfervation rapportée au No. III; & pour nous faire, d'après ces dernieres conféquences, une idée de la difpofition respective des déviations des rayons qui y ont lieu, confidérons d'abord que la gerbe des rayons qui contribuent à former fur le volet chaque petite portion quelconque annulaire, eft diftincte & bien féparée de la gerbe des rayons d'une iris de la même divifion du trait de lumiere qui eft réfléchie fur la furface antérieure du premier verre,comme on peut le diftinguer très-aifément, en ne laiffant aborder fur les verres qu'un trait de lumiere qui foit extrêmement menu (fig. 2.) & qu'ainfi les points M, N, O, m, n, o de cette furface, par lefquels paffent les rayons refpectifs LA, LC, LD, la, lc, ld, après leur réflexion font différens & un peu éloignés des points A, C, D, a, csd où ces rayons ont abordé dans leur incidence, & placés chacun au-delà refpectivement de chacun de ceux-ci.

Chacun de ces rayons incidens a dû se réfracter à son entrée dans le premier verre, en s'approchant de la perpendiculaire; comme, par exemple, le rayon LD qui a fuivi la ligne DE; & chacun des rayons réfléchis, avant de fortir du même verre, y fuivra, comme le rayon OV correfpondant au rayon incident LD, une ligne telle que la ligne PO, plus inclinée à la perpendiculaire que le rayon OV. Et puifque, comme il a été établi ci-devant, la réflection des rayons auxquels font dus les an neaux colorés, s'exécute, non fur la furface du fluide intermédiaire contigue au premier verre; mais au-delà, le rayon LDE déjà réfracté en D, a dû fe réfracter encore en E, en pénétrant dans ce fluide, & après la réflection fur la furface du fecond verre en X, aller en P fur les confins du même fluide & du premier verre; d'où, après une nouvelle réfrac tion, il poursuivra fa route felon la ligne POV pliée en O, comme nous venons de le dire, & aboutira fur la bande V, peinte en rouge: &de même du rayon ld, qui, après des déviations analogues, abordera au volet fur la bande u auffi peinte en rouge; & des rayons LC, le, LA,