quement ébranlé, sont décomposables, d'une infinité de manières, en deux demi-vibrations exactement contraires; en sorte qu'à deux époques séparées par la durée d'une demi-vibration ou, plus généralement, d'un nombre impair de demi-vibrations, les vitesses des molécules du milieu ébranlé et leurs distances à leur position d'équilibre, sont égales et directement opposées. Il s'ensuit que si deux vibrations de ce genre, parties en même temps d'une même origine, viennent, après avoir parcouru des chemins inégaux, se réunir en un même point, sous des directions sensiblement parallèles, elles devront se renforcer ou s'affaiblir mutuellement et de façon permanente, suivant que la différence des temps de propagation, depuis l'origine, les maintient en accord ou en désaccord constant. Si, en outre, la différence des chemins parcourus n'est qu'une petite fraction de ces chemins eux-mêmes, en sorte que les intensités de ces deux vibrations soient restées à peu près égales, comme elles l'étaient à l'origine, il y aura repos presque absolu et permanent au point où elles seront en désaccord complet. Dans ces conditions, le son s'ajoutant au son produira le silence. Dès lors, si la lumière est assimilable au son, il faut que, dans les mêmes conditions, de la lumière ajoutée à la lumière résulte l'obscurité.

Young voulut s'assurer qu'il en était bien ainsi. Il introduisit dans la chambre obscure, par une ouverture étroite, un faisceau de rayons solaires qu'il dirigea sur une lame opaque, percée de deux trous très petits et très voisins. Les cônes lumineux qui se propagent au delà de l'écran, dilatés par la diffraction, empiètent bientôt l'un sur l'autre. On reçoit ce remous d'ondes sur un écran dans la partie commune aux deux faisceaux, on constate, non pas un accroissement général de l'intensité lumineuse, mais une série de bandes alternativement obscures et brillantes, dispo

sées là où l'idée qui a présidé à l'expérience demande que les mouvements vibratoires s'affaiblissent ou se renforcent.

C'est en étudiant, sans doute, la propagation du son et, peut-être, le phénomène des battements dont il s'est occupé, que Young fut amené à prévoir l'extinction mutuelle des vibrations lumineuses. Toutefois, lui-même mentionne, à plusieurs reprises, un passage de Newton où se rencontre une première application du principe des interférences. Ce n'est pas dans l'Optique, mais dans le livre des Principes qu'il faut le chercher; il n'y est question ni du son ni de la lumière, mais de l'explication de certaines marées anormales observées par Halley dans la Mer de Chine. Les ondes de la marée océanique y pénètrent par deux détroits, situés au nord et au sud de l'archipel des Philippines; dans les ports où elles arrivent avec un retard relatif de six heures, elles s'affaiblissent, ou même s'entre-détruisent dans certaines circonstances qui assurent l'égalité entre les deux marées consécutives d'un même jour.

Quoi qu'il en soit, Young eut le sentiment très net de la vérité et de la fécondité de son principe. Sa belle expérience n'était pas à ses yeux ce que Biot voulut y voir, la manifestation d'une propriété « curieuse » de la lumière, explicable peut-être par les lois de notre organisme; mais une de ses propriétés essentielles, la conséquence nécessaire et évidente de l'hypothèse qui voit, dans sa propagation, celle d'une série d'ondes périodiques. Si la découverte était, en effet, curieuse, la clairvoyance de son auteur la rendit considérable et en fit le fondement de la plupart de ses théories.

C'est du principe des interférences que Young déduit l'explication des couleurs des lames minces et des lames épaisses, celle des franges extérieures et intérieures à l'ombre des corps opaques éclairés par des sources lumineuses suffisamment petites, celle des

phénomènes naturels, tels que les couronnes solaires et lunaires, l'irisation superficielle des métaux, les reflets chatoyants des plumes des oiseaux et des surfaces striées, etc. Enfin, il le fit servir à la détermination des éléments numériques fondamentaux des vibrations lumineuses.

Soit V la vitesse de la lumière dans le vide, connue alors par les recherches de Roemer sur les éclipses des satellites de Jupiter et par la découverte de l'aberration par Bradley: elle mesure 300 000 kilomètres environ à la seconde. Si T est la période, ou la durée de la vibration lumineuse correspondant à une couleur déterminée, N la fréquence et à la longueur d'onde, ou le chemin parcouru par la propagation, avec la vitesse V pendant le temps T, on a, entre ces quantités, les relations :

Dans un autre milieu, pour la même radiation, Tet N ne varient pas la période et la fréquence peuvent donc servir à caractériser numériquement la radiation employée, quel que soit le milieu ; V et à varient, mais leur rapport, égal à N, reste constant : la longueur d'onde peut donc aussi caractériser la radiation étudiée, dans un milieu donné où V serait connu. C'est la « longueur d'accès de facile réflexion ou de facile transmission » de la théorie de l'émission, qui nous revient ici, sous un autre nom, mais pour jouer le même personnage.

On ne peut expérimentalement ni compter N ni mesurer T; mais le phénomène des interférences permet de déterminer la valeur de λ et, par suite, de calculer Net T. Donnons un exemple.

Au jaune moyen du spectre correspondent des vibrations dont la longueur d'onde mesure 555 millionièmes

de millimètre; leur fréquence est donc

1

540 000 000 000 000

540 trillions à la seconde, et leur période, l'inverse de ce nombre, dure de seconde. Du rouge au violet, la longueur d'onde se raccourcit, la fréquence augmente et la période diminue.

Young se complaît dans les spéculations théoriques. Il met sa gloire et son plaisir, dit-il, à se passer autant que possible du contrôle de l'expérience qu'il juge surabondant, tant la vérité de ses principes lui paraît claire « For my part, écrit-il à Gurney, it is my pride and pleasure, as far I am able, to supersede the necessity of experiments. » Facilement, il substitue au raisonnement rigoureux que réclament ses contradicteurs, un aperçu ingénieux qui suffit à sa conviction mais n'entraîne pas la leur. Le détail ni ne l'intéresse ni ne le retient; il va droit à l'explication en gros des phénomènes. Il n'a cure des objections; loin de les prévoir ou de les soumettre à la critique, il semble ne point entendre celles qu'on lui oppose. Il en est cependant de très graves, soulevées par presque toutes les applications du principe d'Huygens et de la loi des interférences; aux yeux d'illustres géomètres, ce sont autant d'excellentes raisons qui justifient leur opposition aux idées nouvelles. Elle se traduit en critiques impitoyables, parfois malveillantes. Young en est écœuré, découragé; il reste convaincu, mais renonce à convaincre personne. Encore, en face des phénomènes de polarisation n'a-t-il rien à ajouter à la parole d'Huygens: Pour dire comment cela se fait, je n'ai rien trouvé jusqu'ici qui me satisfasse. »

Pour triompher de cette opposition et embrasser dans une même théorie l'ensemble des phénomènes lumineux, un nouvel effort était nécessaire, un des plus grands et des plus heureux qui aient fait honneur à

l'esprit humain. A l'optique des ondes longitudinales périodiques, Fresnel va substituer celle des ondes transversales périodiques.

L'enseignement que le jeune ingénieur avait reçu à l'École polytechnique, où Hassenfrats qu'Arago a rendu joyeusement célèbre — lui avait appris la physique, ne l'avait pas préparé à ses découvertes ; il ignorait même, faute de bons traités qui n'existaient pas alors, les travaux de ses devanciers. On doit dire, à son honneur mais sans le proposer en fcela comme modèle, qu'il a accru et perfectionné l'optique avant de l'avoir étudiée.

C'est le hasard, semble-t-il, qui, en éveillant sa curiosité, lui ouvrit la voie. « J'ai vu dans le Moniteur, il y a quelques mois, écrit-il à son frère le 15 mai 1814, que Biot avait lu à l'Institut un mémoire fort intéressant sur la polarisation de la lumière. J'ai beau me casser la tête, je ne devine pas ce que c'est. »

Aussi pauvre d'instruments que de livres, Fresnel profite de loisirs forcés pour se mettre à l'œuvre, appliquant les moyens les plus vulgaires, les seuls dont il dispose, aux recherches les plus délicates. Son habileté supplée si bien à tout que ses expériences réussissent cent fois sur cent. Leurs résultats, merveilleux de précision et riches de promesses, lui valent le bienveillant accueil, les sages conseils, l'aide efficace et bientôt la collaboration d'Arago: ce fut leur meilleure récompense.

Dans ses premiers travaux et jusqu'à ses recherches sur l'interférence de la lumière polarisée, Fresnel n'a devant les yeux et ne parle dans ses écrits que d'ondes lumineuses périodiques longitudinales, identiques aux ondes sonores dans les fluides; mais ses raisonnements sont, au fond, indépendants de cette manière de voir et de s'exprimer. C'est en apparence aussi qu'ils sont