4. L'optique ondulatoire et l'éther au XIXe siècle
Une renaissance des théories de l'éther s'amorce au xixe siècle avec les travaux d'Étienne Louis Malus, de Thomas Young et, surtout, d'Augustin Fresnel.
Il s'agit d'expliquer les phénomènes de polarisation de la lumière : en traversant certains cristaux (spath d'Islande, quartz), un rayon lumineux se dédouble en un rayon ordinaire qui suit les lois de Descartes et en un « rayon extraordinaire » qui contrevient à ces lois.
Il faut donc penser que le passage d'un rayon lumineux dans un cristal change la nature du phénomène et l'explication la plus simple consiste à assimiler la lumière à une suite de vibrations transversales (c'est-à-dire perpendiculaires au rayon) susceptibles, par conséquent, de plusieurs orientations dans un plan orthogonal à la direction de propagation.
Pour expliquer ce phénomène, Fresnel est amené à préciser les propriétés d'un éther dont la présence lui semble incontestable. Une expérience cruciale paraît d'ailleurs emporter la décision, c'est-à-dire départager les théories corpusculaires de la lumière des théories fondées sur les vibrations éthérées. Toute balistique corpusculaire entraîne, en effet, la conséquence suivante :
Depuis Ole Römer (1676), on connaissait la valeur très approximative de la vitesse de la lumière dans l'air. En 1849, Hippolyte Fizeau mesure cette vitesse avec précision sur un parcours allant de Suresnes à Montmartre (dispositif de la roue dentée). D'autre part, la vitesse de la lumière dans l'eau est déterminée par Léon Foucault en 1853. Les résultats paraissent décisifs. Si n > 1 est l'indice de réfraction de l'eau, la vitesse de la lumière expérimentalement obtenue satisfai […]
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