2. De l'optique ondulatoire à l'hypothèse des vibrations transversales
Dans les premières années du xixe siècle, Thomas Young (1773-1829) est encore à peu près le seul à se livrer à une critique pénétrante, quoique assez brouillonne, des idées newtoniennes qui avaient dominé l'histoire de l'optique du xviiie siècle et à suggérer un retour à l'hypothèse des ondulations, brillamment mise en valeur, au xviie siècle, par Christiaan Huygens.
Fresnel, sans connaître les derniers travaux de Young, entreprend, à partir de 1814, une série d'expériences sur la diffraction de la lumière. Sceptique à l'égard de la théorie newtonienne, il fait appel, avec une belle hardiesse, à la notion de « longueur d'ondulations » – appelée aujourd'hui « longueur d'onde » – et applique le principe des « intersections de ces ondulations » – nous dirions « vibrations » – se propageant suivant les rayons lumineux.
Des points de l'onde sphérique lumineuse, émise par une source ponctuelle et arrêtée par le bord d'un écran, sont issus les rayons diffractés ; en un point de rencontre de deux rayons diffractés, on peut évaluer la différence des longueurs parcourues par la lumière, sur chacun de ces rayons, depuis leurs origines respectives prises sur l'onde : suivant que cette différence est égale à un nombre pair ou impair de demi-longueurs d'onde, les effets des deux rayons se cumulent ou s'annulent. Par le calcul, Fresnel parvient, après division de l'onde lumineuse incidente en ondes élémentaires, à évaluer, en un point pris dans la zone de diffraction, la somme des contributions de ces ondes partielles, c'est-à-dire l'intensité de la vibration résultante : ce sont les célèbres intégrales de Fresnel. Le mathématicien Denis Poisson (1781-1840) ayant déduit de ces calculs que le centre de l'ombre d'un petit disque circulaire doit être un point brillant, Fresnel lui apporte la confirmation expérimentale de cette prévision.
En montrant que le mouvement transmis par une onde sphérique se détruit partiellement par i […]
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