Christiaan Huygens

“ Mais le son, comme j’ai dit ci-devant, ne fait que 180 toises dans le même temps d’une seconde : donc la vitesse de la lumière est plus de six cent mille fois plus grande que celle du son : ce qui pourtant est tout autre chose que d’être momentanée puisqu’il y a la même différence que d’une chose finie à une infinie. Or le mouvement successif de la lumière étant confirmé de cette manière, il s’ensuit, comme j’ai déjà dit, qu’il s’étend par des ondes sphériques, ainsi que le mouvement du son. ”

“ Or, soit que les particules de l’eau et celles de l’air participent, par le moyen des particules de la matière éthérée, du mouvement qui fait la lumière, mais qu’elles soient d’un ressort moins prompt que celles-ci, ou que la rencontre, et l’embarras que ces parties d’air et d’eau donnent à la propagation du mouvement des particules éthérées, en retarde le progrès, il s’ensuit que les unes et les autres, volant parmi les particules éthérées, doivent rendre l’air, depuis une grande hauteur jusqu’à la Terre, par degrés, moins facile à l’extension des ondes de la lumière. ”

“ Mais il peut sembler plus difficile à l’égard du verre, et des autres corps transparents et durs, parce que leur solidité ne semble pas permettre qu’ils puissent recevoir du mouvement que dans toute leur masse à la fois. Ce qui pourtant n’est pas nécessaire, parce que cette solidité n’est pas telle qu’elle nous paraît, étant probable que ces corps sont plutôt composés de particules, qui ne sont que posées les unes auprès des autres, et retenues ensemble par quelque pression de dehors d’une autre matière, et par l’irrégularité des figures. ”

“ Lorsqu’on prend un nombre de boules d’égale grosseur, faites de quelque matière fort dure, et qu’on les range en ligne droite, en sorte qu’elles se touchent, l’on trouve, en frappant avec une boule pareille contre la première de ces boules, que le mouvement passe comme dans un instant jusqu’à la dernière, qui se sépare de la rangée, sans qu’on s’aperçoive que les autres se soient remuées. Et même celle qui a frappé demeure immobile avec elles. Où l’on voit un passage de mouvement d’une extrême vitesse et qui est d’autant plus grande que la matière des boules est d’une plus grande dureté. ”

“ Dans tous les autres corps transparents que nous connaissons, il n’y a qu’une seule et simple réfraction, mais dans celui-ci il y en a deux différentes. Ce qui fait que les objets que l’on voit à travers, surtout ceux qui sont appliqués tout contre, paraissent doubles, et qu’un rayon de soleil, tombant sur une des surfaces, se partage en deux, et traverse ainsi le cristal. ”

“ Et comme, suivant cette philosophie, l’on tient pour certain que la sensation de la vue n’est excitée que par l’impression de quelque mouvement d’une matière qui agit sur les nerfs au fond de nos yeux, c’est encore une raison de croire que la lumière consiste dans un mouvement de la matière qui se trouve entre nous et le corps lumineux.
De plus, quand on considère l’extrême vitesse dont la lumière s’étend de toutes parts et que, quand il en vient de différents endroits, même de tout opposés, elles se traversent l’une l’autre sans s’empêcher ”

“ Ainsi, ce nombre infini d’ondes qui naissent en même instant de tous les points d’une étoile fixe, grande peut-être comme le Soleil, ne sont sensiblement qu’une seule onde, laquelle peut bien avoir assez de force pour faire impression sur nos yeux. Outre que de chaque point lumineux, il peut venir plusieurs milliers d’ondes dans le moindre temps imaginable, par la fréquente percussion des corpuscules qui frappent l’éther en ces points, ce qui contribue encore à rendre leur action plus sensible. ”

“ Or cette double réfraction, suivant ma théorie ci-dessus établie, semblait demander une double émanation d’ondes de lumière, toutes deux sphériques (car les deux réfractions sont régulières) et les unes seulement un peu plus lentes que les autres. Car par là ce phénomène s’explique fort naturellement, en supposant les matières qui servent de véhicules à ces ondes, de même que j’ai fait dans le cristal d’Islande. J’eus donc moins de peine après cela à admettre deux émanations d’ondes dans un même corps. ”

“ Il ne faut pas au reste que cette prodigieuse quantité d’ondes, qui se traversent sans confusion ni sans s’effacer les unes les autres, semble inconcevable, étant certain qu’une même particule de matière peut servir à plusieurs ondes, venant de divers côtés ou même de côtés contraires, non seulement si elle est poussée par des coups qui s’entresuivent près à près, mais même par ceux qui agissent sur elle en même instant, et cela à cause du mouvement qui s’étend successivement. ”

“ Partant dans toute réflexion de la lumière, contre quelque corps que ce soit, les angles de réflexion et d’incidence doivent être égaux ; nonobstant que ce corps fût de telle nature qu’il ôtât une partie du mouvement qui fait la lumière incidente. Et l’expérience montre qu’en effet il n’y a aucun corps poli dont la réflexion ne suive cette règle.
Mais ce qu’il faut surtout remarquer dans notre démonstration, c’est qu’elle ne demande pas que la surface réfléchissante soit considérée comme un plan uni, ainsi qu’ont supposé tous ceux qui ont tâché d’expliquer les effets de la réflexion ”

“ Maintenant, si l’on examine quelle peut être cette matière dans laquelle s’étend le mouvement qui vient des corps lumineux, laquelle j’appelle éthérée, on verra que ce n’est pas la même qui sert à la propagation du son. Car on trouve que celle-ci est proprement cet air que nous sentons et que nous respirons, lequel étant ôté d’un lieu, l’autre matière qui sert à la lumière ne laisse pas de s’y trouver. ”

“ Que si l’on veut chercher quelqu’autre manière dont le mouvement de la lumière se communique successivement, on n’en trouvera point qui convienne mieux que le ressort avec la progression égale, qui semble être nécessaire, parce que si ce mouvement se ralentissait à mesure qu’il se partage entre plus de matière, en s’éloignant de la source de la lumière, elle ne pourrait pas conserver cette grande vitesse dans de grandes distances. ”

“ Car pour ce qui est de la production du son, on sait que c’est par l’ébranlement subit d’un corps entier, ou d’une partie considérable, qui agite tout l’air contigu. Mais le mouvement de la lumière doit naître comme de chaque point de l’objet lumineux, pour pouvoir faire apercevoir toutes les parties différentes de cet objet, comme il se verra mieux dans la suite. ”

“ D’où dira-t-on donc que vient leur opacité ? est-ce que les particules qui les composent sont molles, c’est-à-dire que ces particules, étant composées d’autres moindres, sont capables de changer de figure en recevant l’impression des particules éthérées, desquelles par là elles amortissent le mouvement, et empêchent ainsi la continuation des ondes de lumière ? Cela ne se peut ; car si les particules des métaux sont molles, comment est-ce que l’argent poli et le mercure réfléchissent si fortement la lumière ?! ”

“ Là-dessus, avec du sablon fin et de l’eau, l’on adoucit peu à peu ce cristal, de même que les verres de lunettes, et on le polit en continuant seulement le travail, et en diminuant toujours la matière. Je n’ai su pourtant le rendre d’une clarté et transparence parfaites ; mais l’égalité, qu’acquièrent les surfaces, fait que l’on y observe mieux les effets de la réfraction, que dans celles qui se sont faites en fendant la pierre, qui ont toujours quelque inégalité. ”

“ Nous savons que par le moyen de l’air, qui est un corps invisible et impalpable, le son s’étend tout à l’entour du lieu où il a été produit, par un mouvement qui passe successivement d’une partie de l’air à l’autre, et que l’extension de ce mouvement se faisant également vite de tous côtés, il se doit former comme des surfaces sphériques qui s’élargissent toujours et qui viennent frapper notre oreille. ”

“ Car s’il est vrai ce que nous venons de dire, qu’il faut de la force pour imprimer certaine vitesse horizontale aux corps, à proportion qu’ils contiennent de la matière cohérente ; et si la proportion de cette force suit la raison des pesanteurs, ce qui se confirme par l’expérience, donc la quantité de la matière constituante des corps suit aussi la proportion des pesanteurs. ”

“ Car la surface consistant ainsi en des particules mises ensemble, et les particules éthérées étant par dessus, et plus petites, il est évident qu’on ne saurait démontrer l’égalité des angles d’incidence et de réflexion par la ressemblance de ce qui arrive à une balle poussée contre un mur, de laquelle on s’est toujours servi. Au lieu que dans notre manière la chose s’explique sans difficulté. ”

“ Car la petitesse des particules du vif argent, par exemple, étant telle qu’il en faut concevoir des millions dans la moindre surface visible proposée, arrangée comme un amas de grains de sable, qu’on aurait aplani autant qu’il en est capable, cette surface alors devient égale comme un verre poli à notre égard ”

“ Qu’enfin on en peut aussi faire des prismes triangulaires, ou de tant de côtés qu’on veut, dont ni les côtés ni les bases ne rompront point le rayon perpendiculaire, quoique pourtant ils fassent tous double réfraction aux rayons obliques. Le cube est compris parmi ces prismes, dont les bases sont des sections perpendiculaires à l’axe du cristal, et les côtés sont des sections parallèles à ce même axe. ”

“ De même si la Terre est A B (Fig. 17) , et l’extrémité de l’Atmosphère C D, qui vraisemblablement n’est pas une surface sphérique bien terminée, puisque nous savons que l’air se raréfie à mesure qu’on y monte plus haut, parce qu’il en a d’autant moins au-dessus de lui qui le presse ; les ondes de la lumière du soleil venant, par exemple, en sorte que, tant qu’elles n’ont pas atteint l’atmosphère C D, la droite A E les coupe perpendiculairement ; ces mêmes ondes, entrant dans l’atmosphère, doivent avancer plus vite aux endroits élevés que dans ceux qui sont plus près de la Terre. ”

“ J’ai dit aussi dans la démonstration précédente, que le mouvement de l’endroit A de l’onde incidente ne s’est pu communiquer au delà du plan A B, ou du moins pas entièrement. Où il faut remarquer que, quoique le mouvement de la matière éthérée se communiquât en partie à celle du corps réfléchissant, cela ne peut altérer en rien la vitesse du progrès des ondes, duquel dépend l’angle de réflexion. Car une légère percussion doit engendrer des ondes aussi vite qu’une très forte, dans une même matière. ”

“ J’ajouterai ici, devant que de passer outre, qu’en comparant ensemble la réfraction régulière et irrégulière de ce cristal, il y a cela de remarquable que, si A B P S (Fig. 30) est le sphéroïde par lequel s’étend la lumière dans le cristal dans un certain espace de temps, laquelle extension, comme il a été dit, sert à la réfraction irrégulière, alors la sphère inscrite B V S T est l’étendue, dans ce même espace de temps, de la lumière qui sert à la réfraction régulière. ”

“ La rareté des corps transparents étant donc telle que nous avons dit, l’on conçoit aisément que les ondes puissent être continuées dans la matière éthérée qui emplit les interstices des particules. Et de plus l’on peut croire que le progrès de ces ondes doit être un peu plus lent au dedans des corps, à raison des petits détours que causent les mêmes particules. Dans laquelle différente vitesse de la lumière, je ferai voir que consiste la cause de la réfraction. ”

“ Le mouvement de Jupiter dans son orbite, pendant que la Terre passe de B en C, ou de D en E, est compris dans ce calcul, et l’on fait voir qu’on ne peut point attribuer le retardement de ces illuminations, ni l’anticipation des éclipses à l’irrégularité qui se trouve au mouvement de cette petite planète, ni à son excentricité.
Que si l’on considère la vaste étendue du diamètre K L, qui selon moi est de quelques 24 mille diamètres de la Terre, l’on connaîtra l’extrême vitesse de la lumière. ”

“ Puisque les sommes des temps par A K, K B, et par A C, C B, sont égales, si de la première somme l’on ôte le temps par K B, et de l’autre le temps par R B, il restera le temps par A K égal aux temps par ces deux, A C, C R. Partant dans le temps que la lumière est venue par A K, elle sera aussi venue par A C, et de plus il se sera fait une onde sphérique particulière dans le diaphane, du centre C, et dont le demi-diamètre sera égal à C R, laquelle onde touchera nécessairement la circonférence K S en R, puisque C B coupe cette circonférence à angles droits. ”

“ L’égalité de grandeur semble y être plus nécessaire, parce qu’autrement il doit y avoir quelque réflexion de mouvement en arrière quand il passe d’une moindre particule à une plus grande, suivant les Règles de la Percussion que j’ai publiées il y a quelques années. ”