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

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, gràce à la faculté d'analyse que possède notre oreille: elle nous permet, l'exercice aidant, de fixer notre attention sur les éléments mêmes de l'ensemble et de les disjoindre. Mais notre il 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 parait blane; 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 déter

minée ?

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,

Huygens en avait publié d'autres, non moins importantes, dans son Traité de la lumière-nous y reviendrons tantôt et la lutte s'engageait entre deux théories prétendant à l'interprétation mécanique des phénomènes optiques connus jusque-là: le système de l'émission, préconisé par Newton, et celui des ondes élastiques mis en oeuvre par Huygens.

Aujourd'hui, l'idée de faire de la lumière une forme de la matière est abandonnée; on préfère y voir une forme de l'énergie, et pour d'excellentes raisons. Dans le système de l'émission matérielle, il fallait donner aux molécules luminenses autant de propriétés différentes qu'il y avait de faits à expliquer; c'est ce qui le discrédita. Les théories nouvelles doivent recourir à un milieu hypothétique doué de propriétés de convention, mais en nombre beaucoup moindre que les faits qu'elles expliquent; c'est la fécondité de leurs principes qui a fait leur fortune.

Ces théories sont nombreuses; il y a abondance, mais non superflu: toutes sont également plausibles, et la comparaison nous instruit sur leur portée.

En chacune d'elles se retrouve la longueur caractéristique A dont nous parlions tantôt et qui s'appelait, dans le système de l'émission, la longueur d'alternance de facile transmission et de facile réflexion. Elle change de nom, mais garde son rôle, qu'elle partage avec une autre grandeur, une durée, qui lui est unie, en chaque milieu et pour chaque radiation simple, par le lien de la proportionnalité. Si elle a survécu à l'hypothèse de l'émission, si elle est assurée de survivre aux théories actuelles, si l'on vient un jour à les remplacer, c'est qu'elle répond à une propriété essentielle du rayon lumineux, quelle que soit la réalité qu'il nous plaise de placer sous ce vocable.

Deux groupes principaux se partagent les théories

modernes.

Huygens, Young, Fresnel et leurs successeurs assimilent la lumière au son: comme lui, elle nait d'une rupture périodique d'équilibre dans un milieu élastique, où elle se propage sous forme d'ondes. Maxwell et ses disciples identifient avec les oscillations électriques que provoque la décharge d'un condensateur et qui se reproduisent, de proche en proche, au sein d'un milieu inducteur. Les jeux de lumière de nos phares rappellent aux premiers les cris des sirènes; ils sont, pour les seconds, de nature identique aux signaux de la télégraphie sans fil.

Loin d'être contradictoires, ces théories s'accordent par le fond; elles ne diffèrent que par le langage : elles conduisent aux mêmes résultats analytiques, mais l'interprétation concrète des formules y est tout autre; elles énoncent et coordonnent les mêmes lois physiques que l'expérience nous a fait connaitre, mais les symboles varient, le cadre et le fond du tableau sont très différents. Peut-être finiront-elles par n'en faire qu'une, le jour où l'on aura trouvé une interprétation élastique des phénomènes électromagnétiques.

Un aperçu, suivant l'ordre historique, du rôle, confié dans les théories optiques modernes à l'éther lumineux, fera le sujet de cet article.

L'ETHER LUMINEUX

L'acoustique a reçu de l'hydrodynamique une explication complète qui en fait le modèle achevé et le plus beau triomphe des théories mécaniques. C'est ce modèle qu'ont prétendu copier les fondateurs de la