les molécules des positions qu'elles occupent dans cet état d'équilibre pour les abandonner à elles-mêmes, elles prennent, autour de leur position primitive, des mouvements d'oscillation très petits, le déplacement relatif de deux molécules très voisines restant lui-même très petit. Le « discontinu », le « très petit » et le « très court » simplifieront les calculs. Pour tenir compte du fait expérimental de la transversalité des vibrations, on a le choix entre plusieurs hypothèses. On supposera, par exemple, que l'éther est absolument incompressible; mais on arrivera au même but en le supposant infiniment compressible. Fresnel, tour à tour, use de ces deux hypothèses inverses. La réalité ne peut évidemment lui en donner le droit: elle est l'une ou l'autre ou autre chose — mais rien dans les faits à interpréter n'impose le choix et toutes deux enlèvent à l'éther ce qu'on prétend lui refuser, l'élasticité de compression : la première en niant que la compression y soit possible, la seconde en affirmant qu'elle ne réclame, pour se produire, nul effort et, par suite, ne donne naissance à nulle réaction élastique. En revanche, on doue l'éther d'une élasticité de glissement énorme si l'on ne peut toucher à son volume, ou si l'on peut le modifier impunément, on ne peut, sans qu'il oppose une résistance vincible mais très grande, le faire glisser d'une couche sur l'autre. : La matière pondérable nous offre l'exemple d'une élasticité analogue dans les solides, mais elle y est unie à l'élasticité de compression, dont on a dépouillé l'éther le solide tient à la fois à son volume et à sa figure; il résiste à la compression et à la dilatation comme au glissement de ses parties les unes sur les autres; si on lui fait violence, dans l'un ou l'autre sens, il tend à se restaurer de lui-même en son état primitif, et c'est ce qui le rend apte à vibrer longitudinalement et transversalement. Toutefois, entre ces deux genres d'élasticité pouvant coexister dans la matière pondérable, il n'y a pas de relation directe: l'une peut être très grande relativement à l'autre. Ainsi, par son élasticité, qui doit être énorme pour se plier à l'énorme vitesse de propagation des ondes lumineuses, l'éther ressemble à un solide beaucoup plus rigide que l'acier et que l'on aurait rendu incompressible. Par sa densité, qui doit être infime pour n'opposer aucune résistance appréciable au mouvement des corps célestes, il ressemble à un gas infiniment raréfié et que l'on aurait privé de sa compressibilité. Pareilles propriétés ne se présentent réunies dans aucune substance pondérable; mais elles ne sont pas nécessairement contradictoires. Elles le seraient si l'éther était un solide tel que ceux que nous connaissons; elles le seraient aussi s'il était un gas semblable à nos gaz. Il n'est ni l'un ni l'autre ; s'il est moléculaire, il l'est dans un sens différent de celui de la matière pondérable et sa constitution, faite d'une rigidité extrême et d'une extrême ténuité, exigerait peut-être, pour y faire naître la résistance aux mouvements qui le sillonnent, que leurs vitesses fussent beaucoup plus grandes que les vitesses relativement faibles des corps célestes, ce qui amoindrirait l'énorme différence qui sépare ces vitesses de celle avec laquelle lui-même propage la lumière. Sur le témoignage d'expériences négatives que de récentes observations semblent contredire, mais sans porter gravement atteinte à cette hypothèse on admet que l'éther libre, le milieu interstellaire, propage, avec la même vitesse dans toutes les directions, toutes les vibrations qui s'y produisent, quelles que soient leur fréquence, leur période, leur longueur d'onde, leur couleur par conséquent : il n'est point dispersif. Comme pour la matière pondérable, on rattache cette vitesse V à l'élasticité e et à la densité d du milieu propagateur par la formule de Newton c'est L'élasticité et la densité seraient donc l'hypothèse la plus simple identiques partout au sein de l'éther du vide, et la fréquence des vibrations qu'il transmet, leur période, leur longueur d'onde seraient sans effet sur la valeur de V. En passant du vide dans un corps transparent, la lumière se réfracte et, si elle est composée, se disperse : la vitesse de propagation change donc, et la variation qu'elle subit dépend, pour chaque milieu, de la couleur de la lumière employée, de sa période ou de sa longueur d'onde. Arrêtons-nous d'abord à la réfraction. Dans le système de l'émission, tel que Newton et ses disciples l'ont développé, le changement éprouvė par la vitesse V, en passant du vide dans le corps transparent, devait être une accélération. Les molecules lumineuses, abordant le corps réfringent en accès de facile transmission, en subissaient l'attraction et une accélération s'ensuivait. L'indice de réfraction du corps en expérience pour le rayon considéré, mesurait le rapport de la vitesse accrue V, à la vitesse primitive V, En effet, n est plus grand que 1, pour tous les milieux pondérables comparés au vide. Dans la théorie des ondes, l'indice de réfraction n devient la mesure du rapport inverse, Il faut donc cette fois qu'en passant du vide dans les corps transparents, la vitesse V diminue, et d'autant plus que n est plus grand, c'est-à-dire que les milieux considérés sont plus réfringents. Dans une expérience célèbre, Foucault a constaté que la lumière marche, en effet, moins vite dans l'eau que dans l'air, et l'eau est plus réfringente que l'air. Michelson a réalisé une expérience analogue en remplaçant l'eau par le sulfure de carbone: la lumière y marche moins vite que dans l'air et que dans l'eau, et le sulfure de carbone est plus réfringent que l'eau (1). L'expérience donne donc raison à la théorie des ondes. Qui voudrait revenir au système de l'émission, en adopter l'idée essentielle — la lumière est une forme de la matière devrait donc en modifier les hypothèses subsidiaires de façon à la mettre d'accord avec ces données de l'expérience. Personne ne l'a tenté et forçant la note -on s'est plu à proclamer que l'expérience de Foucault, non seulement donnait tort au système de l'émission tel que Newton l'a développé, ce qui est l'évidence même, mais condamnait sans appel tout système qui matérialiserait la lumière, ce qui n'est pas démontré. La remarque est sans portée pratique, car il y a mieux à faire que de chercher à (1) Si l'on excepte l'aberration, les moyens dont on dispose pour mesurer la vitesse de la lumière : la méthode de Roemer, celles de la roue dentée de Fizeau et du miroir tournant de Foucault, nous font connaître immédiatement, non la vitesse V d'une onde lumineuse, mais celle d'un « train d'ondes »>, celui qui passe, par exemple, par les entredents de la roue de Fizeau au moment d'une éclipse. Quelle que soit, en effet, la vitesse de rotation de la roue, les périodes des vibrations lumineuses sont si courtes qu'un nombre immense d'ondes passe pendant le très court instant que la porte reste ouverte. C'est la vitesse V' de ce « train d'ondes » que fournit l'expérience. Lord Rayleigh a montré que si V' V dans un milieu non dispersif, la différence positive VV' est d'autant plus grande que le milieu où cheminent ces ondes est plus dispersif. Dans l'expérience de Michelson sur le sulfure de carbone, milieu très dispersif, la différence VV' atteint une valeur telle qu'il faut, de ce chef, faire subir aux résultats expérimentaux une correction importante pour en tirer la valeur de V. = faire mentir l'opinion commune, c'est de s'y conformer et d'employer son temps à de plus utiles recherches. Dans la théorie des ondes, c'est aux relations de la matière pondérable et de l'éther, ou aux modifications que subissent les propriétés de l'éther inclus dans les corps transparents, qu'il faut demander la raison de la diminution de la vitesse de propagation V. Deux hypothèses simples, suggérées par la formule de Newton : peuvent conduire à une théorie mathématique de la réfraction l'éther engagé dans la matière peut être supposé plus dense que l'éther libre, son élasticité restant la même dans les deux cas; ou bien on admettra que la densité restant la même dans le vide et dans tous les corps transparents, la présence de la matière pondérable a pour effet d'amoindrir équivalemment les forces élastiques du milieu propagateur. La première hypothèse est celle que choisit Fresnel. En l'appliquant à l'étude de la double réfraction, il en tire cette conséquence: dans cette hypothèse, le plan appelé « plan de polarisation », dans le système de l'émission, est perpendiculaire au plan des vibrations de la lumière polarisée. Neumann, d'autre part, adopte la seconde hypothèse, et il montre qu'elle entraîne cette conséquence également nécessaire: le plan de polarisation est alors parallèle au plan des vibrations de la lumière polarisée. Fresnel croyait avoir fait, de son hypothèse, une vérité démontrée; il se trompait. Toutes deux sont également admissibles et aucun fait expérimental n'est venu jusqu'ici imposer entre elles un choix nécessaire. La réfraction de la lumière composée s'accompagne |