qu’il décrit les arcs colorés, aussi bien les arcs-en-ciel normaux que
les arcs anormaux, se réfléchissant eux-mêmes sur la nappe du
lac. C’était donc 8 arcs lumineux qu’il avait à la fois devant
les yeux, 4 arcs-en-ciel a, b, c et d, et 4 images <x ,\b , c d , fig. 129.
Le phénomène ne se voit que dans des conditions spéciales . lac
calme derrière le spectateur pour la formation des arcs anormaux, lac
calme devant lui pour la formation des arcs réfléchis. Nous en avons
cependant déjà 4 observations, plus ou moins complètes, que l’on
trouvera aux sources citées plus haut.
IV . RÉFRACTIONS NORMALES ET ANORMÀLES DANS L ’AIR ATMOSPHÉRIQUE
EN CONTACT AVEC L E LAC
La trajectoire des rayons lumineux n’est une droite que lorsque le
milieu qu’ils traversent est homogène; sitôt que sa densité varie, ils
sont réfractés, déviés de leur marche rectiligne; dans ce cas les objets,
aperçus par l’oeil ne sont pas vus à leur place réelle, mais ils apparaissent
à une distance plus ou moins grande (ces déviations sont toujours
très petites) de leur position effective.
Les couches de l’air atmosphérique sont, par'suite de la compression
progressive des masses superposées, de densité croissante de
haut en bas. 11 en résulte des faits de réfraction, ce que l’on appelle la
r é f r a c tio n n o rm a le , qui modifient la place apparente de tout
objet vu dans une direction autre que celle du zénith.
Outre cette réfraction normale,les perturbations apportées entr’autres
par les actions thermiques et hygrométriques déterminent des acci
dents locaux de réfraction, les r é f r a c tio n s a n o rm a le s . C’est de qui
a lieu très fréquemment dans l’air au contact avec le lac. La température
de l’air et celle de l’eau sont le plus souvent différentes : tantôt
l’air est réchauffé, tantôt il est refroidi par ses relations avec la surface
du lac. Le plus souvent l’air se charge d’humidité par l’évaporation
de l’eau. Les couches de l’air reposant immédiatement sur le lac sont
par cela plus ou moins chaudes, plus ou moins humides que les couches
sus-jacentes de l’àir normal. Les rayons lumineux sont donc
déviés anormalement en traversant ces couches en contact avec 1 eau
du lac. Il en résulte les phénomènes intéressants que l’on désigne
sous le nom de ré f r a c tio n s , et de m ira g e s , en réservant, dans la
RÉFRACTIONS NORMALES E T ANORMALES
de la réfraction normale.
Ces phénomènes sont nombreux, compliqués, divers ; leur observation
est difficile, leur description malaisée; leur théorie complète
nécessiterait des développements , mathématiques dans lesquels je ne
puis ni ne veux entrer. Je dois cependant essayer d’en donner une
idée ; je chercherai à décrire' les principales apparitions qui sont fré- '
quentes sur la nappe du Léman et qui ont occupé depuis longtemps
déjà les physiciens de Morges, de Lausanne et de Genève. Pour rester
Adèle au plan de mon livre, je m’efforcerai d’expliquer, pour autant
que je le saurai, les phénomènes, en m’en tenant aux notions de la
physique élémentaire.
I. Le fait fondamental qui est à la base de tous les phénomènes de
réfraction est la déviation que subit le rayon lumineux en traversant
des couches de
densité variable.
En passant de
c o u c h e s p lu s
denses dans des
couches m o in s
denses, ou inversement
le rayon
Fig. 180,) Réfraction dans une atmosphère de densité
lumineux décrit
croissante de haut en bas.
une courbe dont la concavité regarde les couches les plus denses.
Si la densité d’une atmosphère va en augmentant du haut
au bas, Ag. 130, un rayon
lumineux qui la traverse
suivra une trajectoire à concavité
inférieure. Le rayon
AB arrivera en D ; un rayon
DE arrivera en B. Inversement,
dans une atmosphère
dont la densité croît de bas
e n h a u t , l e s r a y o n s lu r n i - (Fig. lSl.) R é fu tio n s dànS une atmosphère de densité
ÏÏ6UX SOIlt d é v i é s s u i v a n t - cr°issante de bas en haut,
une courbe à concavité supérieure, Ag. 431. Un rayon A E arrive en
u, un rayon DC arrive en A.
Nous attribuons à un objet la direction qui est donnée par la tan(