de chaleur que recevaient les miroirs, formés de petites glaces bien planes et bien polies. On déplaçait les franges d'interférence, comme dans les études précédentes, en reculant l'un des miroirs par rapport à l'autre, et afin d'augmenter leur intensité, on les contractait dans le sens de leur longueur en leur faisant traverser une autre lentille cylindrique. Le thermomètre, plongé d'abord dans la frange centrale et brillante, recevra successivement l'impression d'une première frange obscure, puis d'une deuxième frange brillante, et ainsi de suite. MM. Fizeau et Foucault ont vu alors le thermomètre monter dans la lumière, descendre dans l'obscurité, alternativement; mais à cause de la petitesse des effets et de l'incertitude des observations, ils n'ont pu dépasser dans leur examen la troisième frange lumineuse. Le résultat était dès lors très net: aux maxima et minima de lumière, correspondent des maxima et des minima de chaleur.

En ramenant dans un même plan de polarisation les deux faisceaux, ordinaire et extraordinaire, qui sortent d'un cristal birefringent, on obtient des interférences déjà décrites dans le précédent travail, et au moyen d'un prisme qui disperse ces deux faisceaux, il est possible d'observer les bandes d'interférence dans les diverses couleurs qui composent le spectre. La lame birefringente employée était du gypse. Comme ce nouveau moyen de produire des franges brillantes et obscures permet de les étudier dans chaque région du spectre isolément, MM. Fizeau et Foucault ont pu, en l'employant, poursuivre l'interférence des ondes de chaleur, non seulement dans toute l'étendue du spectre lumineux, mais dans la partie obscure située en deçà des rayons rouges. Par une disposition ingénieuse, les opérateurs faisaient passer sur leur thermomètre si délié les diverses parties des spectres, interférents, et c'est ainsi qu'ils ont constaté les faits suivants : Lorsque les spectres correspondant aux deux faisceaux, ordinaire et extraordinaire, sont en concordance exacte, il n'y a pas

d'interférence, et le thermomètre indique une action calorifique continue, commençant au delà du violet, croissant lorsque l'on approche des radiations rouges, atteignant son maximum en deçà de celles-ci, puis décroissant et devenant insensible à une distance de la raie A de Fraünhofer égale à celle qui sépare cette raie de la raie E. Dans la région calorifique obscure, il existe une véritable lacune, de faible largeur, mais entièrement dépourvue de radiations chaudes; une raie noire de chaleur, si l'on peut ainsi parler, analogue aux raies de Fraunhofer dans la lumière.

Lorsqu'il y a, au contraire, interférence entre les deux spectres colorés, la colonne thermométrique monte et descend alternativement, un très grand nombre de fois, non seulement dans la région lumineuse du spectre, mais aussi dans la région obscure; c'est-à-dire qu'il existe des bandes chaudes et froides, dues à l'interférence, dans le spectre tout entier. Dans la partie lumineuse, les franges calorifiques coïncident avec les franges optiques. Dans la partie obscure, la détermination de la position des franges de chaleur offrait de grandes difficultés, à cause des allures capricieuses qu'affecte l'intensité calorifique dans cette partie, ce qui pouvait faire confondre les bandes d'interférence avec les raies sans chaleur dont on a parlé plus haut. Cependant, en employant un très grand nombre de déterminations faites en des points très rapprochés, il a été possible d'éliminer cette source d'erreur et de s'assurer du nombre et de la position des franges dues à l'interférence.

le

MM. Fizeau et Foucault ont employé encore une lame de cristal de roche, taillée perpendiculairement à l'axe de symétrie; les résultats ont été en concordance avec les précédents. Enfin, les franges de diffraction produites par bord rectiligne d'un écran ont été étudiées avec beaucoup de soin. Le thermomètre, plongé dans l'espace obscur derrière l'écran, a commencé à monter à une assez grande distance de la ligne d'ombre géométrique; il s'est élevé

rapidement, au sortir de l'ombre, en entrant dans la frange brillante qui se trouve là, s'est abaissé dans la frange obscure qui suit, et a continué ensuite à descendre, malgrẻ les oscillations que l'on observe encore dans l'intensité lumineuse, jusqu'à ce qu'il restât stationnaire.

Les deux savants physiciens concluent de ces remarquables expériences que toutes les radiations qui composent le spectre de chaleur, aussi bien dans la région lumineuse que dans la région obscure, ont la propriété d'interférer, et que dans la première de ces régions, l'interférence se manifeste simultanément et aux mêmes points pour les radiations lumineuses et pour les radiations calorifiques. Ces interférences ne révèlent donc aucune différence de propriétés entre les rayons visibles et les rayons échauffants, tout se passe comme si chaque rayon isolé par la dispersion avait la double propriété d'éclairer et d'échauffer. Toujours, dans les vibrations de l'éther, la chaleur est liée inséparablement à la lumière, au moins dans les vibrations simples, homogènes, et les causes qui affaiblissent la seconde affaiblissent la première. La partie obscure du spectre est le siège de phénomènes semblables à ceux qui se passent dans la région visible, et puisque, au point de vue de la théorie des ondulations, nous ne faisons aucune différence essentielle entre les radiations violettes et les radiations rouges, nous devons aussi regarder ces rayons de chaleur obscure comme ne différant des rayons lumineux que par la durée de la vibration ou la longueur de l'ondulation. Seulement, comme l'ensemble des radiations calorifiques présente une échelle de longueurs d'onde plus étendue que le spectre lumineux, on ne doit pas s'étonner de voir, dans l'expérience des miroirs et dans celle de la diffraction par le bord d'un écran, la confusion s'introduire plus rapidement dans les bandes calorifiques d'interférence, comme l'observation l'a montré.

Le procédé d'expérimentation développé dans ce mémoire devait naturellement conduire à une détermination

de la longueur d'ondulation des rayons calorifiques obscurs. Dans une note communiquée à la Société Philomathique en décembre 1847 (1), MM. Fizeau et Foucault annoncèrent en effet qu'ils étaient parvenus, au moyen des phénomènes d'interférence, au résultat suivant: Si l'on adopte comme unité de longueur le millionième de millimètre, on sait, par les recherches de Fraunhofer, que la longueur d'ondulation des rayons violets confinés dans le voisinage de la raie II sera exprimée par 393, et celle des rayons rouges auxquels appartient la raie B par 688; adoptant la même unité, le nombre 1445 représentera la longueur d'onde des radiations calorifiques voisines de la raie froide indiquée précédemment, et le nombre 1940 caractérisera la limite de la chaleur sensible.

La Société Philomathique reçut encore, en 1848, la primeur des recherches effectuées par Foucault avec M. J. Regnault sur quelques phénomènes curieux de la vision au moyen des deux yeux. Il s'agit ici des phénomènes subjectifs que l'on observe, lorsqu'on projette des rayons lumineux de colorations différentes sur les portions de la rétine qui se correspondent dans les deux yeux. Les auteurs de ce travail physico-physiologique ont constaté que jamais les deux sensations de couleurs distinctes ne sont transmises simultanément au cerveau; l'un des yeux reste d'abord inactif, puis c'est le tour de l'autre, et ainsi les sensations correspondant aux deux couleurs se succèdent en alternant, bien qu'on observe souvent, dans le champ coloré par l'un des faisceaux, des espèces de taches donnant l'impression de la couleur de l'autre faisceau. Puis au bout d'un certain temps, quel que soit l'observateur, les deux ébranlements nerveux se superposent et produisent une sensation mixte. Cette recomposition en teinte mixte se fait de plus en plus rapidement à mesure que l'observateur acquiert l'habitude de cette expérience. Alors, s'il choisit pour les faisceaux éclairants des couleurs complémentaires,

(1) Recueil, etc., p. 161.

la sensation produite par la superposition n'est autre que celle de la lumière blanche; expérience très frappante, et qui contredit d'une manière absolue les observations de Wheatstone.

III

J'arrive au premier grand travail de physique expérimentale exécuté par Léon Foucault après qu'il se fut sẻparé de M. Fizeau, je veux dire sa détermination des vitesses relatives de la lumière dans l'air et dans l'eau. Depuis longtemps Arago avait indiqué cette expérience et assigné sa portée, très considérable au point de vue théorique, car il ne s'agissait de rien moins que de décider entre le système de l'émission, admis par Newton, et le système des ondulations, si admirablement développé par Fresnel, pour expliquer les phénomènes optiques. En effet, la théorie de la réfraction, dans le premier système, exige nécessairement que la lumière, en pénétrant dans un milieu, tel que l'eau ou le verre, où sa direction s'infléchit dans un sens perpendiculaire à la surface réfringente, acquière une vitesse croissante; tandis que, si l'on adopte les idées de Fresnel, le fait de la réfraction s'explique très nettement en supposant que la lumière se propage moins vite dans l'eau et dans le verre que dans l'air atmosphérique. Une expérience qui eût fait connaître les vitesses de propagation de l'agent lumineux dans l'air et dans l'eau, ou seulement permis de comparer ces vitesses, eût donc tranché cette question si grave. C'est là ce qu'avait fait remarquer Arago, en même temps qu'il proposait d'appliquer à cette détermination la méthode du miroir tournant, employée par Wheatstone pour calculer la vitesse de l'électricité. Mais de là à une réalisation pratique, il y avait loin; donner au miroir tournant la vitesse prodigieuse nécessaire à l'expérience n'était qu'un des côtés de la difficulté, et