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ALFRED CORNU 



LA THEORIE DES ONDES LUMINEUSES 



Ainsi, grâce à rcxpérieiice des deux miroirs, la 

 tliéorie du D' Young, c'est-à-dire l'analogie com- 

 plète du rayon lumineux et de l'onde sonore, est 

 solidement établie. 



En outre, la théorie de la difTraction de Fresnel 

 montre la cause de leur dissemblance ; la lumière 

 se propage en ligne droite parce que les ondes 

 lumineuses sont extrêmement petites ; au con- 

 traire, le son se diffuse parce que les longueurs 

 des ondes sonores sont relativement très grandes. 



Ainsi s'évanouit la terrible objection qui avait 

 tant tourmenté l'esprit du grand Newton. 



Mais il restait encore à expliquer une autre dif- 

 férence essentielle entre l'onde lumineuse et l'onde 

 sonore; celle-ci ne se polarise ])as, comment se 

 fait-il que l'onde lumineuse se polarise? 



La réponse à cette question paraissait si difficile 

 que Young déclara renoncer à la chercher. Fresnel 

 travailla plus de cinq ans à la découvrir; elle est 

 aussi simple qu'inattendue : 



L'onde sonore ne peut pas se polariser parce 

 que ses vibrations sont longitudinales; la lumière, 

 au contraire, se polarise parce que ses vibrations 

 sont transversales, c'est-à-dire perpendiculaires 

 au rayon lumineux. 



Désormais, la nature de la lumière est complète- 

 ment établie ; tous les phénomènes présentés 

 comme des objections absolues s'expliquent avec 

 une merveilleuse facilité, jusque dans leurs plus 

 minutieux détails. 



Je voudrais pouvoir vous retracer par quel ad- 

 mirable enchaînement d'expériences et de raison- 

 nements Fresnel est arrivé à cette découverte, l'une 

 des plus importantes de la science moderne; mais 

 le temjjs me presse. Il m'a suffi de vous faire com- 

 prendre la grandeur des difficultés qu'il a fallu 

 vaincre pour l'accomplir ; j'ai hâte d'en faire res- 

 sortir les conséquences. 



IV 



Vous avez vu, au début, les raisons purement 

 physiologiques qui font de l'étude de la lumière le 

 centre nécessaire des informations de l'intelligence 

 humaine. Vous devez juger maintenant par les j>é- 

 ripéties de ce long développement des théories 

 optiques, quelle préoccupation elle a toujours 

 causée aux puissants esprits qui s'intéressent aux 

 forces naturelles. En effel, tous les phénomènes 

 qui se passent sous nos yeux impliquent une 

 transmission à distance de force ou de mouve- 

 ment ; que la distance soit infiniment grande, 

 comme dans les espaces célestes, ou infiniment pe- 

 tite, comme dans les intervalles moléculaires, le 

 mystère est le même. Or, la lumière est l'agent 

 qui nous amène le mouvement des corps lumineux: 



approfondir le mécanisme de cette transmission. 

 c'est approfondir celui de toutes les autres, et 

 Descartes en avait eu l'admirable intuition lorsqu'il 

 embrassait tous ces problèmes dans une même 

 conception mécanique : voilà le lien secret qui a 

 toujours attiré les physiciens et les géomètres vers 

 l'étude de la lumière. 



Envisagée à ce point de vue, l'histoire de l'Op- 

 tique acquiert une portée philosophique considé- 

 rable; elle devient l'histoire des progrès successifs 

 de nos connaissances sur les moyens que la Nature 

 emploie pour transmettre à distance le mouvement 

 et la force. 



La première idée qui est venue à l'esprit de 

 l'homme, dès l'état sauvage, pour exercer sa force 

 hors de sa portée, c'est le jet d'une pierre, d'une 

 flèche ou d'un projectile quelconque ; voilà le germe 

 de la théorie de l'émission : cette théorie corres- 

 pond au système philosophique qui suppose un 

 espace vide où le projectile se meut librement. 



A un degré de culture plus avancé, l'homme, de- 

 venu physicien, a eu l'idée plus délicate de la 

 transmission du mouvement par ondes, suggérée 

 d'abord par l'étude des vagues, puis par celle du 

 son. Ce second mode suppose, au contraire, que 

 l'espace est plein : il n'y a plus ici transport de ma- 

 tière, les particules oscillent dans le sens de la pro- 

 pagation, et c'est par compression ou dilatation 

 d'un milieu élastique continu que le mouvement et 

 la force sont transmis. Telle a été l'origine de la 

 théorie des ondes lumineuses; sous cette forme, 

 elle ne pouvait représenter qu'une partie des phé- 

 nomènes, ainsi qu'on l'a vu pi'ècédemment ; elle 

 était donc insuffisante. Mais les géomètres et les 

 physiciens avant Fresnel ne connaissaient pas d'au- 

 tre mécanisme ondulatoire dans un milieu continu. 



La grande découverte de Fresnel a été de révéler 

 un troisième mode de transmission, tout aussi na- 

 turel que le précédent, mais qui offre une richesse 

 de ressources incomparable. Ce sont les ondes à 

 vibrations transversales excitées dans un milieu 

 continu incompressible, celles qui rendent compte 

 de toutes les propriétés de la lumière. Dans ce 

 mode ondulatoire, le déplacement des particules 

 met en jeu une élasticité d'un genre spécial; c'est 

 le glissement relatif des couches concentriques à 

 l'ébranlement qui transmet le mouvement et l'ef- 

 fort. Le caractère de ces ondes est de n'imposer 

 au milieu aucune variation de densité, comme dans 

 le système de Descartes. 



La richesse de ressources annoncée plus haut 

 provient de ce que la forme de la vibration trans- 

 versale reste indéterminée, ce qui confère aux 

 ondes une variété infinie de propriétés différentes. 



Les formes recliligne, circulaire, elliptique, ca- 

 ractérisent précisément ces polarisations si inat- 



