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Catégorie parente: Science
Catégorie : Dioptrique
S. f. (Ordre encyclopédique, Entendement, Raison, Philosophie ou Science, Science de la nature, Mathématiques, Mathématiques mixtes, Optique en général, Dioptrique) est la science de la vision qui se fait par des rayons rompus, c'est-à-dire par des rayons qui passant d'un milieu dans un autre, comme du verre dans l'air ou dans l'eau, se brisent à leur passage, et changent de direction. On appelle aussi cette science anaclastique. Ce mot vient du grec, et signifie science des réfractions. Voyez ANACLASTIQUE et VISION.

Le mot Dioptrique tire son origine aussi du grec, et est composé de , per, au-travers, et , je vais.

La Dioptrique, prise dans un sens plus étendu, est la troisième partie de l'Optique, dont l'objet est de considérer et d'expliquer les effets de la réfraction de la lumière, lorsqu'elle passe par différents milieux : tels que l'air, l'eau, le verre, et surtout les lentilles. Voyez OPTIQUE.

Ainsi on peut distinguer deux parties dans la Dioptrique ; l'une considère indépendamment de la vision, les propriétés de la lumière, lorsqu'elle traverse les corps transparents, et la manière dont les rayons se brisent et s'écartent, ou s'approchent mutuellement ; l'autre examine l'effet de ces rayons sur les yeux, et les phénomènes qui doivent en résulter par rapport à la vision.

M. Descartes a donné un traité de Dioptrique, qui est un de ses meilleurs ouvrages. On trouve dans le recueil des œuvres de M. Huygens, un traité de Dioptrique assez étendu. Barrow a traité aussi fort au long de cette partie de l'Optique, dans ses lectiones Opticae ; aussi bien que M. Newton, dans un ouvrage qui porte le même titre, et qu'on trouve dans le recueil de ses opuscules, imprimé à Lausanne en trois vol. in -4°. 1744. Cette matière se trouve aussi fort approfondie dans l'Optique du même auteur. M. Guisnée a donné, dans les mém. de l'acad. de 1704, la solution d'un problème général ; qui renferme presque toute la Dioptrique ; et le P. Malebranche a inséré ce problème à la fin de sa Recherche de la vérité. Nous parlerons plus bas d'un ouvrage de M. Smith sur cette matière.

Une des principales difficultés de la Dioptrique est de déterminer le lieu de l'image d'un objet qui est Ve par réfraction. Les auteurs d'Optique ne sont point d'accord là-dessus. Pour expliquer bien nettement en quoi ils diffèrent, imaginons un objet O (fig. 65. d'Opt. n. 2.) plongé dans une eau tranquille, dont la surface soit FG, et que l'oeil A voit par le rayon rompu O H A. Il est question de déterminer en quel endroit cet objet O doit paraitre. Il est certain d'abord qu'il doit paraitre dans le prolongement du rayon A H, puisque l'oeil est affecté de la même manière, que si l'objet était dans le prolongement de ce rayon ; mais en quel endroit de ce prolongement rapportera-t-on l'objet ? C'est surquoi les auteurs de Dioptrique sont partagés. Les uns prétendent que l'objet O doit paraitre dans l'endroit où le rayon rompu H A coupe la perpendiculaire, menée de l'objet O sur la surface F G, c'est-à-dire en L. La raison principale que ces auteurs en apportent, est que tout objet Ve par un rayon réfléchi, est toujours rapporté à l'endroit où le rayon réfléchi coupe la perpendiculaire, menée de l'objet sur la surface réfléchissante, et qu'il en doit être de même des rayons rompus. Mais, 1°. le principe d'où partent ces auteurs sur le lieu de l'image vue par des rayons réfléchis, est sujet à beaucoup de difficultés, comme on le verra à l'article MIROIR ; 2°. quand même ce principe serait vrai et général, on ne serait pas en droit de l'appliquer sans aucune espèce de preuve, pour déterminer le lieu de l'image Ve par des rayons rompus.

D'autres auteurs prétendent que le lieu de l'image de l'objet O doit être au point K, qui est le point de concours des deux rayons rompus infiniment proches, I A, H A. Voici la raison qu'ils en apportent. Il est certain que l'objet O envoye à l'oeil A un certain nombre de rayons, parce que la prunelle a une certaine largeur. Si donc on suppose que IA et HA soient deux de ces rayons, il est facîle de voir que ces rayons entrent dans l'oeil, de la même manière que s'ils venaient directement du point K : or tous les autres rayons qui entrent dans l'oeil concourent à-peu-près au même point K, parce que la prunelle a peu de largeur, et qu'ainsi le nombre des rayons qui y entrent n'est pas fort grand : ainsi l'objet doit paraitre au point K. Il faut avouer que ce raisonnement parait beaucoup plus plausible que celui des partisans de la 1re hypothèse : aussi l'opinion dont il s'agit ici, est celle des plus célèbres auteurs d'Optique, entr'autres de Barrow et de Newton. Le premier de ces auteurs dit même avoir fait une expérience facile, par le moyen de laquelle il s'est assuré de la fausseté de l'opinion ancienne sur le lieu de l'image. Il attacha au bout d'un fil NO (fig. 65. d'Op. n. 3.) un plomb O, et descendit ce fil dans une eau stagnante, dont la surface était FG ; en sorte que la partie NV était vue par réflexion au-dedans de l'eau, et la partie OV par réfraction, l'oeil étant placé en A : l'image de la partie NV, vue par réflexion, était en ligne droite avec NV, comme elle le devait être en effet ; et l'image de la partie OV paraissait s'éloigner de la perpendiculaire, et former une courbe VRM. Or si les points du fil OV devaient paraitre dans la perpendiculaire OV, comme le prétendent ceux qui soutiennent la première opinion, l'image de la partie OV aurait dû paraitre droite, et non pas courbe ; et de plus elle aurait dû se confondre avec celle de NV.

Cependant Barrow avoue lui-même à la fin de son Optique, qu'il y a des cas où l'expérience est contraire à son principe sur le lieu de l'image : ce sont les cas où les rayons rompus, au lieu d'entrer divergens dans l'oeil, y entrent convergens ; car alors le point de réunion des rayons est derrière l'oeil, et on devrait voir l'objet derrière soi, ce qui est absurde. Voyez ce que nous dirons sur ce sujet à l'article MIROIR. Voyez aussi APPARENT.

M. Smith, dans son Optique imprimée à Cambridge en 1738, et qu'on peut regarder comme l'ouvrage le plus complet que nous ayons jusqu'à présent sur cette matière, attaque le sentiment de Barrow, et s'en écarte. Selon cet auteur, la grandeur apparente d'un objet Ve par un verre ou un miroir, est d'abord proportionnelle à l'angle visuel ; ensuite, pour avoir le lieu apparent, il dit que l'objet parait à la même distance à laquelle il paraitrait à la vue simple, s'il était Ve de la grandeur dont il parait au moyen du verre. Ainsi je suppose un objet d'un pouce de grandeur Ve par un verre ; si l'angle visuel est augmenté du double, l'objet paraitra double : cela posé, placez l'objet d'un pouce entre les deux rayons rompus qui forment l'angle visuel, de manière qu'il soit rasé par ces rayons ; et vous aurez le lieu où paraitra l'objet. M. Smith prétend avoir confirmé son opinion par des expériences. Voyez son ouvrage, art. 104. et suiv. 139. et suiv. et les remarques à la fin de l'ouvrage, pag. 30. et suiv. Il prétend aussi expliquer par son principe l'opinion de Barrow. Mais le principe de M. Smith est-il lui-même sans difficulté ? Est-il bien vrai en premier lieu que la grandeur apparente de l'objet dépende uniquement de l'angle visuel ? Voyez APPARENT. Cela n'est pas vrai dans l'Optique simple : pourquoi cela serait-il vrai généralement dans la Dioptrique ? Est-il bien vrai en second lieu que la distance apparente soit d'autant plus petite, que la grandeur apparente est plus grande ? Je doute que l'expérience soit bien conforme à cette idée. Un objet Ve avec une forte loupe, et fort grossi par conséquent, devrait suivant cette règle paraitre plus près que le même objet à la vue simple. Cependant cet objet n'est éloigné que de quelques lignes de l'oeil, et son image parait à une distance beaucoup plus grande. Voyez IMAGE, VISION, et les articles cités ci-dessus.

Voyez aussi les règles de la Dioptriq. expliquées plus au long dans les articles REFRACTION ; LENTILLE, etc. et l'application qu'on en fait dans la construction des télescopes, des microscopes, et d'autres instruments de Dioptrique, aux articles TELESCOPE, MICROSCOPE, etc. (O)

DIOPTRIQUE, adj. se dit en général de tout ce qui a rapport à la Dioptrique. Il est opposé à catoptrique, aussi pris adjectivement. Ainsi on dit télescope dioptrique, d'un télescope entièrement par réfraction, c'est-à-dire composé de verres, pour l'opposer au télescope catoptrique ou catadioptrique, qui est un télescope par réflexion, composé de verres et de miroirs. Voyez TELESCOPE. (O)




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