Ampère et l'optique : une intervention dans le débat sur la transversalité de la vibration lumineuse - article ; n°2 ; vol.30, pg 159-167

Jean Rosmorduc

Description

Revue d'histoire des sciences - Année 1977 - Volume 30 - Numéro 2 - Pages 159-167
RÉSUMÉ. — Construite sur une analogie avec la vibration sonore, la théorie ondulatoire de la lumière a, jusqu'au XIXe siècle, retenu l'hypothèse d'une vibration lumineuse longitudinale. L'auteur montre que l'influence d'Ampère permit, en 1821, à Fresnel de s'affranchir de cette idée et d'opter pour l'hypothèse d'une vibration transversale, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités à la théorie ondulatoire.
SUMMARY. — The wave theory of light, built on an analogy with sound vibration, had, until the 19th century, maintained the hypothesis of a longitudinal vibration of light. The author shows that, thanks to Ampere's influence, Fresnel was able in 1821 to discard this notion and to adopt the hypothesis of transverse vibration, thus opening up new possibilities for wave theory.
9 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: REVUE_D-HISTOIRE_DES_SCIENCES
• Publié le: 01 janvier 1977
• Nombre de lectures: 21
• Langue: Français

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M JEAN ROSMORDUC
Ampère et l'optique : une intervention dans le débat sur la
transversalité de la vibration lumineuse
In: Revue d'histoire des sciences. 1977, Tome 30 n°2. pp. 159-167.
Résumé
RÉSUMÉ. — Construite sur une analogie avec la vibration sonore, la théorie ondulatoire de la lumière a, jusqu'au XIXe siècle,
retenu l'hypothèse d'une vibration lumineuse longitudinale. L'auteur montre que l'influence d'Ampère permit, en 1821, à Fresnel
de s'affranchir de cette idée et d'opter pour l'hypothèse d'une vibration transversale, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités à la
théorie ondulatoire.
Abstract
SUMMARY. — The wave theory of light, built on an analogy with sound vibration, had, until the 19th century, maintained the
hypothesis of a longitudinal vibration of light. The author shows that, thanks to Ampere's influence, Fresnel was able in 1821 to
discard this notion and to adopt the hypothesis of transverse vibration, thus opening up new possibilities for wave theory.
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ROSMORDUC JEAN. Ampère et l'optique : une intervention dans le débat sur la transversalité de la vibration lumineuse. In:
Revue d'histoire des sciences. 1977, Tome 30 n°2. pp. 159-167.
doi : 10.3406/rhs.1977.1478
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rhs_0151-4105_1977_num_30_2_1478HIST. SCI. REV.
1977-XXX/2
Ampère et l'optique :
une intervention dans le débat
sur la transversalité
de la vibration lumineuse
ondulatoire. vibration en lumineuse ondulatoire 1821, RÉSUMÉ. à transversale, Fresnel longitudinale. de la — lumière Construite de s'affranchir a, ouvrant L'auteur jusqu'au sur une de ainsi xixe montre cette analogie de siècle, idée nouvelles que avec retenu et d'opter l'influence la vibration l'hypothèse possibilités pour d'Ampère l'hypothèse sonore, d'une à la vibration permit, théorie d'une
SUMMARY. — The wave theory of light, built on an analogy with sound vibra
tion, had, until the 19th century, maintained the hypothesis of a longitudinal vibration
of light. The author shows that, thanks to Ampere's influence, Fresnel was able
in 1821 to discard this notion and to adopt the of transverse vibration, thus
opening up new possibilities for wave theory.
L'œuvre d'Ampère est, en optique, loin d'être comparable à ce
qu'elle est dans d'autres domaines, en électrodynamique et électr
omagnétisme notamment. Ses publications n'y sont qu'au nombre
de quatre : trois mémoires et une note, cette dernière étant d'ailleurs
davantage consacrée à la chaleur qu'à la lumière (1). Sa contribu
tion à cette science a néanmoins son importance : il ajoute un cer
tain nombre de développements mathématiques à des théories
étayées par d'autres physiciens sur des bases expérimentales, inter
vient dans la confrontation entre les tenants de l'hypothèse corpusc
ulaire et ceux de l'hypothèse ondulatoire, et surtout — comme nous
(1) Ce sont : Démonstiation d'un théorème d'où l'on peut déduire toutes les lois de
la réfraction ordinaire et extraordinaire (Mém. de VInst., 1813-1815, 1. 14, p. 235-248). —
Mémoire sur la réfraction de la lumière (Corresp. sur VEcole polytechnique, 1814-1816,
t. 3, p. 238-242). — Mémoire sur la détermination de la surface courbe des ondes lumi
neuses dans un milieu dont l'élasticité est différente suivant les trois directions princi
pales, c'est-à-dire celles où la force produite par l'élasticité a lieu dans la direction même
des déplacements des molécules de ce milieu (Ann. de chimie, 1828, t. 39, p. 113-144). —
Note sur la chaleur et la lumière considérées comme résultant de mouvements vibra
toires (Ann. de chimie, 1835, t. 58, p. 432-444). 160 JEAN ROSMORDUC
allons le voir — apporte à Augustin Fresnel tout le poids de son
immense autorité scientifique pour faire triompher l'idée de la
transversalité de la vibration lumineuse, idée tenue à cette époque
comme inepte par la quasi-totalité des physiciens. Les arguments de
Fresnel étaient certes suffisants pour finalement s'imposer de toute
façon, mais il est incontestable que l'appui d'Ampère lui a tout de
même en l'occurrence été précieux, lui permettant d'abord un fran
chissement plus aisé d'un « obstacle épistémologique » indéniable,
puis une prise en compte plus rapide de sa démonstration.
l'hypothèse corpusculaire de newton a malus
Les nuances et les hésitations de Newton oubliées par ses parti
sans les plus zélés au xvine siècle, il n'était resté que son affirmation
principale en faveur de l'hypothèse corpusculaire. Malgré l'oppo
sition d'Euler, la plupart des physiciens s'en tenaient à cette posi
tion. L'autorité des newtoniens était telle que les éléments apportés
en faveur de la théorie ondulatoire par les travaux de Thomas
Young, notamment ceux sur les interférences (2), furent écartés et
que, découragé, le physicien anglais cessa de s'occuper des pro
blèmes de l'optique. La tendance était la même en France, où
l'Institut était dominé par les newtoniens convaincus qu'étaient
Laplace, Biot, Poisson... Laplace avait magistralement ramené tous
les phénomènes de la réfraction et de la double réfraction de la
lumière à l'unique principe de moindre action (3). Par ailleurs,
(2) T. Young, Bakerian Lecture on the theory of Light and Colour (Phil. Trans.,
1802, p. 12-48). — An account of some cases of the production of colours, not hitherto
described (Phil. Trans., 1802, p. 387-397). — Experiments and calculations relative to
physical Optics (Phil. Trans., 1804, p. 1-16).
(3) « Monsieur le comte de Laplace a ramené tous les phénomènes de la réfraction
ordinaire et extraordinaire à un principe unique, celui de la moindre action. Il a fait
voir qu'au moyen de ce principe tous les problèmes relatifs à cette partie de la physique,
se réduisent à de simples questions d'analyse, dès que l'observation a fait connaître la
vitesse que prend la lumière dans chaque milieu, soit que cette vitesse ait une valeur
constante dans un même milieu, comme il arrive aux rayons qui éprouvent la réfraction
ordinaire, soit qu'elle dépende de la direction, ainsi qu'on observe dans les rayons
soumis à l'action des forces qui produisent la réfraction extraordinaire » (A.-M. Ampère,
Démonstration d'un théorème d'où l'on peut déduire toutes les lois de la réfraction ordi
naire et extraordinaire, Mém. de Vlnst, 1813-1815, t. 14, p. 235). Cl. P. -S. de Laplace,
Traité de mécanique céleste, Paris, 1799-1823, 5 vol. — Sur la double de la
lumière dans les cristaux diaphanes (Bull, de la Soc. philom., Paris, 1808, p. 303-310). —
Sur la loi de la réfraction extraordinaire de la lumière dans les cristaux diaphanes
(Journ. de phys., 1809, t. 68, p. 107-111). — Mémoire sur le mouvement de la lumière
dans les milieux diaphanes (Mém. de Vlnst., 1809, p. 300-342). AMPÈRE ET L'OPTIQUE 161
l'œuvre majeure du moment en optique était celle de Malus (4),
dont un mémoire sur la double réfraction couronné par l'Insti
tut en 1810 (5). Malus était lui aussi un « corpusculaire » déterminé,
qui se représentait la lumière formée de particules susceptibles de
s'orienter sous l'action de forces, à l'image de petits aimants sous
l'action du magnétisme terrestre (6). Toutefois, sa découverte de la
polarisation par réflexion, et les difficultés qu'il rencontrait pour
expliquer, à partir de l'hypothèse de Newton, les nouveaux phéno
mènes observés, venaient s'ajouter à l'ensemble d'éléments contre
disant le triomphe de la théorie en vogue.
En 1814, Ampère n'échappe pas au courant majoritaire en
optique et son mémoire est, lui aussi, basé sur la théorie de l'émis
sion (7). Il semble que Fresnel lui ait écrit en 1814 (8), pour lui
soumettre un texte sur le phénomène de l'aberration (9), que Fresnel
ne retint pas par la suite (10). L'attachement d'Ampère à la thèse new-
(4) Cl. A. Chappert, Malus et son œuvre. La théorie analytique des faisceaux lumineux
et l'hypothèse corpusculaire, Paris, Vrin, 1977.
(5) E. Malus, Théorie de la double r