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 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'œil 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 bossclées 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 λ,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 œuvre 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 lumineuses 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 milicu 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 à 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 l'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 connaître, 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

théorie ondulatoire de la lumière. Tout semblait les y inviter.

Nos impressions auditives sont extrêmement variées. La première et la plus importante différence que nous établissons entre elles est celle qui nous fait distinguer le bruit du son. Nous appelons bruits toutes les sensations auditives confuses, trop courtes ou, surtout, trop irrégulières pour que nous puissions les distinguer nettement entre elles et y découvrir autre chose qu'un chaos de sonorités variées, éclatant par secousses et se heurtant tumultueusement. Tels sont le roulement d'une voiture sur le pavé de la rue, le fracas d'une chute d'eau, le mugissement de la tempête et de la mer démontée. Les bruits ne sont guère comparables entre eux que par l'intensité.

Nous réservons le nom de sons aux sensations auditives régulières et soutenues, ordonnées et comparables entre elles par des qualités très différentes de l'intensité.

se

Le son et le bruit s'associent souvent dans des rapports très variables, se mêlent et se fusionnent dans la transition de l'un à l'autre ; les caractères qui les distinguent la régularité et la confusion retrouvent alors à la fois dans la même sensation. Une oreille exercée peut toutefois trier l'ordre de ce désordre, le son du bruit. Nous pouvons, d'autre part, composer un bruit du mélange confus de sons discordants 'le chat y réussit à merveille en se promenant sur le clavier d'un piano ou former un son complexe de la superposition de plusieurs sons simples: c'est ce que réalisent les timbres, les cordes vibrantes et, en général, tous les instruments propres à engendrer le son. Il est donc permis de supposer que le son est l'élément fondamental de nos sensations auditives; et, dès lors, c'est sur lui que doit porter toute notre

attention.