ce spectre ne présente rien d'ailleurs de particulier; mais si, au moyen d'un mécanisme convenable, on recule l'un des miroirs parallèlement à lui-même d'un mouvement insensible, on communique au faisceau qui s'y réfléchit, par rapport à son compagnon, une avance qui correspond à un certain nombre de longueurs d'ondulation de la lumière violette, par exemple. Il apparaîtra donc dans la partie violette du spectre, comme dans l'expérience même de Fresnel, un certain nombre de franges brillantes et obscures déterminées par les différences de phase vibratoire dans les deux faisceaux. La même chose se passe pour les rayons des autres couleurs, dont seulement la longueur d'onde est plus grande et dont, pour cette raison, la première frange d'interférence apparaît un peu plus tard. Au fur et à mesure que le déplacement du miroir équivaut à un nombre plus grand d'ondes d'une certaine couleur, le nombre des franges que le microscope découvre dans les rayons de cette couleur va en croissant. C'est même ainsi, par le nombre de franges d'interférence comprises entre deux raies données du spectre de Fraunhofer, que les opérateurs ont pu calculer exactement le retard d'un faisceau sur l'autre, et ils se sont assurés qu'ils avaient réussi à faire interférer des rayons dont les parcours diffèrent de plusieurs milliers de longueurs d'ondulation. Cette brillante expérience emporte, au point de vue théorique, des conséquences intéressantes : outre qu'elle donne bien plus de poids aux conclusions que Fresnel déduisait de son expérience des miroirs, elle prouve qu'un rayon provenant d'une source lumineuse aussi simple que possible présente, sur une longueur équivalente à sept ou huit mille longueurs d'ondulation au moins, une persistance dans la régularité de l'oscillation éthérée qui est fort remarquable. C'est donc bien le défaut d'homogénéité seul dans la radiation qui marque la limite qu'on ne peut dépasser dans les expériences ordinaires, où l'on met aux prises deux faisceaux de phase discordante. MM. Fizeau et Foucault ont d'ailleurs varié ces expériences en employant divers procédés pour produire un retard. Ainsi, disposant les miroirs immobiles comme dans l'expérience de Fresnel, ils ont interposé de minces lames transparentes sur le trajet de l'un des faisceaux réfléchis: la diminution de vitesse dans le passage à travers la lame équivalait à un très petit allongement de parcours. Ils ont substitué aussi, à la réflexion sur deux miroirs inclinés, celle sur les deux faces d'une lame mince transparente; ou encore, l'interférence des deux faisceaux, l'ordinaire et l'extraordinaire, dans lesquels on sait que se partage un rayon unique à sa sortie d'un cristal birefringent; et chaque fois, ils ont réussi à faire interférer des rayons dont la différence de marche se mesurait par plusieurs milliers de longueurs d'ondulation d'une lumière homogène. Dans le cours de ces mêmes expériences, en mesurant le nombre d'ondulations d'une longueur donnée que représente le retard d'un faisceau sur l'autre, ils ont pu évaluer la différence entre l'indice de réfraction du rayon ordinaire et du rayon extraordinaire pour une couleur déterminée, ou ce qu'ils appellent la dispersion de double réfraction. Enfin, dans la seconde partie de ce remarquable mẻmoire, MM. Fizeau et Foucault s'occupent de la polarisation chromatique, c'est-à-dire des phénomènes de coloration si curieux qui se manifestent lorsqu'un rayon de lumière, déjà polarisé lui-même, traverse un cristal doué de la double réfraction où il éprouve une nouvelle bifurcation. La théorie donne une idée précise des phénomènes que l'on observe alors et de leur raison d'être, mais l'expérience, en retard sur ce point, n'avait pas réussi encore à les étudier commodément. En se servant de leur appareil principal pour obtenir un spectre des faisceaux ordinaire et extraordinaire superposés, les auteurs du mémoire ont pu parvenir à étudier l'état de polarisation des divers rayons du spectre, d'après la différence de phase plus ou moins grande que présente un faisceau sur l'autre suivant la nature de la couleur, c'est-à-dire suivant la longueur d'ondulation qui lui est propre. Une note inédite (1), trouvée dans les papiers de L. Foucault, renferme des instructions très précises pour le physicien qui veut reproduire les expériences d'interférence, objet du mémoire que je viens d'analyser. Le succès de leurs expériences sur les interférences lumineuses décida sans doute MM. Fizeau et Foucault à appliquer les mêmes méthodes à une question plus neuve et plus délicate encore; car en 1847 ils présentèrent en commun à l'Académie des sciences, un mémoire Sur les interférences des rayons calorifiques (2). Une analyse seulement de ce travail fut publiée dans les Comptes rendus; le mémoire tout entier paraît aujourd'hui pour la première fois dans le Recueil des écrits de Foucault. Voici la question à laquelle il se rapporte, question qui d'ailleurs a fait depuis des pas immenses, et à la solution de laquelle le travail de MM. Fizeau et Foucault a certainement contribué. « Les expériences que nous allons rapporter, disent-ils, ont été entreprises afin de rechercher si les rayons calorifiques donnent lieu, comme les rayons lumineux, à des phénomènes d'interférence. Cette classe de phénomènes,qui résulte des influences mutuelles que deux rayons exercent l'un sur l'autre et en vertu desquelles ces deux rayons peuvent s'ajouter ou se détruire mutuellement, acquiert une importance considérable par les conséquences qui en résultent relativement à la nature de l'agent qui les produit. Ce sont, en effet, ces phénomènes qui ont conduit à abandonner la théorie de l'émission de la lumière, et à considérer celle-ci comme constituée par des mouvements ondulatoires se propageant dans un fluide universellement répandu. (1) Recueil, etc., p. 128. >> Les nombreuses analogies révélées par l'expérience entre les propriétés des rayons calorifiques et celles des rayons lumineux, ont amené à étendre l'idée des mouvements ondulatoires aux rayons calorifiques. Cette manière de voir est généralement admise aujourd'hui, et cependant elle n'est fondée que sur des analogies; car aucune des propriétés observées jusqu'ici dans les rayons calorifiques ne révèle en eux une nature ondulatoire. L'existence de phẻnomènes d'interférence serait décisive dans cette question, et fournirait à la théorie de la chaleur rayonnante une base aussi solide que celle sur laquelle repose la théorie de la lumière. » La recherche des phénomènes d'interférence dans les rayons calorifiques devait, en outre, jeter un grand jour sur la question, distincte de la précédente et également importante, celle de savoir si la chaleur rayonnante et la lumière doivent être considérées comme étant d'une nature différente ou identique. Les premières expériences de M. Melloni avaient révélé des différences considérables et même des oppositions entre les propriétés des deux agents; ainsi des corps transparents pour la lumière arrêtaient la chaleur, et des corps opaques la laissaient passer. Ces phénomènes ne parurent explicables qu'en admettant une différence de nature entre la chaleur et la lumière ; toutefois, dans ces derniers temps, ce même savant a fait des expériences qui ont donné à la théorie contraire des résultats plus favorables. Dans ses derniers mémoires il se déclare même formellement partisan de la theorie de l'identité. On verra par la suite de ce mémoire combien les résultats de nos expériences sont favorables à cette manière de voir.>> Si la portée de ces recherches était considérable, comme le lecteur le voit, les difficultés de l'observation ne l'étient pas moins. Il s'agissait, en effet, pour constater que deux rayons de chaleur venant d'une même source, mais ayant parcouru des chemins inégaux, peuvent en combinant leurs mouvements oscillatoires se détruire rautuellement, l'ob server des variations de température, toujours très faibles, en des points extrêmement rapprochés, puisque leurs distances sont presque de même ordre que les longueurs d'onde des rayons lumineux. MM. Fizeau et Foucault se sont arrêtés, pour la constatation de ces petits changements de température, à l'emploi de très petits thermomètres à alcool d'une construction particulière, fort sensibles, et sur lesquels le micromètre oculaire permettait de discerner plus nettement encore les plus faibles variations de chaleur; ils se sont assurés qu'ils obtenaient de cette manière une précision suffisante. Le thermomètre en expérience était fixe, dans une enceinte mise à l'abri de toutes les variations de température accidentelles, et c'étaient les franges d'interférence qui, rendues mobiles par un mécanisme fort simple, venaient tour à tour se poser sur la boule du thermomètre. Le soleil pouvait seul donner une source de chaleur assez puissante pour la production de ces phénomènes délicats; quant au dispositif propre à fournir les franges d'interférences, les auteurs ont successivement employé les miroirs inclinés de Fresnel, les interférences des rayons polarisés par double réfraction et l'analyse prismatique dont ils s'étaient servis dans leurs recherches antérieures; enfin, les phénomènes de diffraction que l'on observe au bord de l'ombre projetée par un écran qu'éclaire une source lumineuse très vive et très déliée. Lorsque, dans l'expérience des miroirs de Fresnel, on se sert de lumière blanche, ce qu'il fallait faire ici pour obtenir une intensité calorifique suffisante, la nature complexe des radiations donne naissance, comme on sait, à des franges irisées. Mais pour remédier à cette complication, il suffisait de les regarder avec un verre coloré, ce qui ne laissait plus apercevoir que les franges propres aux rayons de la couleur du verre. Un faisceau de lumière solaire introduit par la fente d'un volet et maintenu par un héliostat, venait former au foyer d'une lentille cylindrique une raie brillante; c'était là la source des rayons |