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L'étude des ombres portées par les corps opaques sous la lumière du Soleil ou des sources artificielles ; les lois de la réflexion et leur application à la construction d'appareils, la plupart simplement curieux ; la formation des images dans la chambre obscure; de vagues aperçus sur quelques autres phénomènes à peine entrevus; des conjectures plus vagues encore sur la couleur des corps et la nature de la lumière, telle fut, pendant longtemps, toute l'optique.

La partie scientifique reposait sur deux principes fournis par l'expérience, trop peu précise alors, heureusement, pour en suggérer d'autres, et qui sont restés à la base de ce que nous appelons aujourd'hui l'optique géométrique ou des rayons:

La lumière marche en ligne droite;

La lumière s'ajoute à la lumière en augmentant d'intensité.

La règle et le compas faisaient tous les frais de la mise en œuvre.

C'est du commencement du XVIIe siècle que date le progrès. On avait remarqué depuis longtemps que des lentilles de verre convenablement taillées pouvaient ajouter à la netteté de la vision. Le hasard apprit à

les combiner pour aider la vue des petits objets et celle des corps éloignés. Les merveilles célestes que découvrirent à Galilée les premières lunettes excitèrent le désir de les perfectionner. Mais pour y réussir, il fallait connaître les lois qui président au passage de la lumière d'un milieu dans un autre. Elles sont complexes, et on fut longtemps à les interpréter. Résumons brièvement les conclusions de ces recherches qui préparent l'optique moderne.

Quand un rayon lumineux, cheminant dans l'air, aborde un corps transparent tel que le verre, il y pénètre en suivant une direction nouvelle. C'est le phénomène de la réfraction.

Les anciens l'ont connu; ils ont vu que le rayon incident, la normale à la face d'entrée au point d'incidence et le rayon réfracté sont dans le même plan; mais ils ont ignoré la loi de la déviation. Képler, le premier, en a déduit une expression approchée et d'application restreinte, d'une série d'expériences où les angles d'incidence et de réfraction, i et r, formés avec la normale par le rayon incident, dans l'air, puis, dans le corps transparent, par le rayon réfracté, étaient très petits. Plus tard, Snellius et Descartes ont dégagé de mesures plus exactes, accumulées au cours d'expériences plus étendues, la loi rigoureuse et générale représentée par la formule

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Le nombre, appelé l'indice de réfraction, dépend et de la nature du corps transparent, placé dans l'air, et de la couleur de la lumière employée, supposée simple. Pour le verre léger, par exemple, n vaut 1,51652 pour le rouge et 1,53349 pour le bleu. Dès lors, si nous dirigeons successivement ces deux rayons, sous la même incidence, sur un bloc de ce

verre, leurs angles de réfraction seront inégaux : le premier l'emportera sur le second, le rayon rouge se rapprochera moins de la normale que le rayon bleu. Si nous pouvions former un seul rayon incident de la superposition de ces deux rayons rouge et bleu, la réfraction les séparerait en les dirigeant suivant des chemins différents.

Or la nature réalise ces lumières composées dans les conditions les plus variées, comme elle mélange les sons dans le tintement d'une cloche ou le chant d'une corde vibrante. Nous pouvons, sans trop de peine, débrouiller l'enchevêtrement des sons composés, grâce à la faculté d'analyse que possède notre oreille: elle nous permet, l'exercice aidant, de fixer notre attention. sur les éléments mèmes de l'ensemble et de les disjoindre. Mais notre ceil est impuissant à réaliser de lui-même pareille dissociation d'une lumière composée ; il ne peut y réussir qu'en recourant à un intermédiaire.

Traçons sur le tableau noir un mince trait de craie blanche. Quelqu'effort que nous y apportions, ce trait, qui diffuse la lumière du jour, regardé à l'oeil nu, nous paraît blanc; mais regardé au travers d'un prisme de verre, il s'épanouit en un ruban élargi et coloré. C'est le phénomène de la dispersion. La lumière blanche est une lumière composée; la nature en tire les couleurs dont elle peint l'image aérienne de l'arcen-ciel, et dès longtemps on l'imitait sans s'en rendre compte. « On trouve, dit Sénèque, des baguettes de verre, cannelées ou bosselées qui, présentées transversalement aux rayons du Soleil, nous font voir les couleurs mêmes de l'arc-en-ciel. » Dans ces couleurs, il signale le rouge, le jaune et le bleu; et il ajoute que les diverses teintes se succèdent par dégradation insensible.

Képler observa de plus près ce brillant phénomène, mais en laissant à Newton l'honneur d'en épuiser

l'étude expérimentale, comme il lui laissa celui de ramener ses trois lois du mouvement des planètes au principe de l'attraction universelle.

Les belles expériences d'analyse et de synthèse de la lumière imaginées par Newton et l'interprétation qu'il en donne nous venons de la rappeler sont restées classiques et ont été le point de départ d'une méthode de recherche merveilleusement féconde, l'analyse spectrale.

Est-il possible de réaliser, pour la dispersion, ce que Snellius et Descartes ont fait pour la réfraction: représenter la loi du phénomène par une formule mathématique qui nous permette de calculer, pour un milieu transparent donné, la valeur de l'indice de réfraction d'une lumière simple de couleur déterminée ?

On n'a pu évidemment y songer avant d'avoir rattaché, à chaque couleur simple, une quantité qui la spécifie et la distingue de toute autre, de façon très différente, mais bien mieux que l'adjectif rouge, jaune, ou bleu qui traduit l'impression qu'elle nous fait.

Newton a entrevu cette quantité caractéristique dans un phénomène étranger à la dispersion par réfraction, au cours de ses belles recherches sur les couleurs des lames minces, dont les bulles de savon nous offrent un brillant spécimen. C'est une longueur A,propre à chaque couleur et variable avec elle. L'expérience des anneaux où elle s'est nettement manifestée doit, à cette circonstance, de rester dans l'histoire de l'optique un des événements capitaux; mais on n'en apprécia que plus tard toute la portée. Cette grandeur mesure l'étape d'un état périodique existant le long de tout rayon lumineux c'est, si l'on veut, le pas, de plus en plus long, quand la teinte passe du violet au rouge, de la marche de la lumière.

Au moment où Newton faisait ces belles découvertes,

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