I. - PROPRIÉTÉS DES RAYONS SOLAIRES

On donne le nom à^actinomètre (*) aux instruments destinés à mesurer l'intensité des rayons solaires, soit par leur éclat, soit par leur effet calorifique, soit enfin par l'action chimique qu'ils exercent sur les substances sensibles; V actinométrie est donc la branche de la Météorologie qui a pour

{^) La Lumière et les climats» Paris, Gauthier- Villars. (') Du grec àxtiv» rayotii et (ictpéeo» mesurer*

objet la mesure de la force du Soleil par l'un quelconque des effets qu'il produit. Parfois les mots photomètre, photométrie, se trouvent employés dans le même sens ; ainsi Leslie donnait le nom àe photomètre à son thermomètre différentiel, qui mesure les radiations calorifiques. MM. Bunsen et Roscoe appellent également photomètres les appareils dont ils se sont servis pour mesurer l'activité chimique des rayons solaires ; mais il convient de réserver le nom de photomètre aux instruments qui permettent d'apprécier l'intensité des rayons lumineux proprement dits par des moyens purement optiques. Les photomètres pourront être, employés comme actinomètres , mais tous les actinomètres ne seront pas des photomètres.

Le moyen le plus simple d'évaluer l'intensité du Soleil, c'est certainement l'observation d'un thermomètre exposé à ses rayons. Déjà Newton avait tenté d'apprécier la chaleur solaire à l'aide d'un thermomètre recouvert d'un peu de terre, qu'il vit monter à 65° G . au soleil pendant que le thermomètre à l'ombre accusait 29°. On a remarqué plus tard qu'on obtenait des effets considérables avec des thermomètres à boule noircie ou entourée de laine noire, ou bien en enfermant l'instrument dans une boîte vitrée et noircie en dedans ; puis on a remplacé le mercure par d'autres liquides.

U héliothermomètre de Saussure, V actinomètre de J. Herschel, le pyrhéliomètre de Pouillet, la pile thermo^électrique de Melloni, sont des in-

struments de cette catégorie, qui mesurent la force du Soleil par la chaleur qu'il produit. Au contraire, les photomètres de Bouguer, de Ritchie, de Rumford, de Bunsen, d'Axago, permettent d'apprécier l'intensité optique de la lumière du Soleil, comparé à une autre source lumineuse ; enfin les actinomètres de M. Draper, de MM. Bunsen et Roscoe, de M. Marchand, de M. Becquerel, ont pour but de mesurer l'intensité de certaines actions chimiques de la lumière. Tous ces procédés sont plus ou moins propres à nous faire connaître la force relative de la radiation solaire sous les divers climats et les variations qu'elle subit dans le cours d'une année, variations qui dépendent des circonstances atmosphériques ; mais peut-on les employer indistinctement? en d'autres termes, pouvons-nous admettre qu'il y a proportionnalité entre les divers genres d'effets que produit la lumière ?

Cette proportionnalité n'existe, en réalité, que pour les rayons simples, pour les rayons d'une longueur d'onde déterminée. Il est permis de dire qu'une lumière jaune doit exercer un effet chimique deux fois plus considérable et donner deux fois plus de chaleur lorsqu'elle est deux fois plus brillante (*); mais rien ne nous autorise à supposer,

(^) Les expériences de MM. Jamin et Masson prouvent, en efifet, que les verres de couleur transmettent des quantités proportionnelles de lumière et de chaleur lorsqu'on opère sur des rayons simples, A la vérité, M. Thomsen a aussi constaté que le

par exemple, qu'une lumière jaune est deux fois plus chaude qu'une lumière rouge, parce qu'elle a un éclat double. On ne saurait donc, en thèse générale, juger de l'effet thermique ou chimique de deux lumières de couleur différente d'après leur éclat relatif. On ne saurait davantage conclure des variations d'éclat d'une lumière complexe, telle que la lumière blanche, les variations de son pouvoir chimique ou celles de son pouvoir calorifique, car ces variations ne portent pas sur des rayons de même espèce.

On sait que les rayons les plus lumineux appartiennent à la région moyenne du spectre solaire, qui se prolonge d'un côté par les rayons infrarouges ou rayons de chaleur obscure, et de l'autre par les rayons ultra-violets ou rayons chimiques. Sans doute, tous ces rayons sont plus ou moins chauds et produisent des effets chimiques plus ou moins prononcés ; mais pratiquement c'est toujours une région limitée du spectre qui produit l'effet qu'on observe.

rayonnement calorifique complexe de diverses sources artificielles (bougies, lampes, becs de gaz) était proportionnel à leur intensité lumineuse, bien que les rayons visibles, transmis par une lame d'eau qui arrêtait la chaleur obscure, ne produisissent que ^ de la chaleur totale rayonnée par chaque source (qui, elle-même, n'est qu'une fraction de la chaleur de combustion, employée en grande partie à échauffer l'air ambiant). Mais ce résultat aurait besoin d'être confirmé, et l'on ne saurait, en tout cas, le généraliser.

Le maximum de lumière se trouve, d'après Fraunhofer, dans le jaune. D'autre part, c'est dans la région la plus lumineuse du spectre que se rencontrent les rayons qui exercent l'action la plus forte sur les plantes : seulement c'est dans le rouge que paraît se produire le maximum d'effet. Au reste, l'impression lumineuse elle-même n'est probablement pas autre chose qu'une action photochimique qui s'exerce sur la couche sensible de la rétine ( * ).

La position du maximum de chaleur varie selon la nature du prisme dont on fait usage. Avec un prisme de verre, le maximum tombe dans le rouge ; avec un prisme de gemme, il recule bien au delà du rouge, et avec un prisme d'eau, qui absorbe justement la chaleur obscure, il avance vers le jaune. Il est certain que la vapeur d'eau répandue dans l'atmosphère arrête déjà en chemin une notable partie de la chaleur obscure que nous envoie le Soleil ; néanmoins la chaleur qui accompagne les radiations lumineuses est inférieure à celle des radiations obscures.

Si nous considérons maintenant l'action chimique de la lumière, il se trouve que chaque substance sensible a ses rayons qui l'impressionnent plus que tous les autres. Pour beaucoup de substances, le maximum d'effet appartient aux rayons violets : il en est ainsi pour le chlorure, le bromure,

(») D'après Moser, Boll (1876), Kûhne (1877).

riodure d'argent) pour le mélange de chlore et d'hydrogène, etc. Imprégné de coralline, le chlorure d'argent est surtout sensible aux rayons jaunes, le bromure aux rayons jaunes et aux rayons violets.

Les rayons rouges et les rayons jaunes continuent dans certains cas l'œuvre commencée par les rayons violets, et dans d'autres défont ce que ces derniers ont fait. Ainsi le chlorure d'argent légèrement impressionné par les rayons violets noircit ensuite sous l'action de tous les rayons visibles, et le gaïac bleui par les rayons violets est blanchi par les rayons les plus lumineux. Il suit de là que l'action chimique de la lumière est en général trèscomplexe, et qu'on ne doit s'en servir qu'avec beaucoup de circonspection pour mesurer l'énergie des radiations solaires.

Une autre difficulté que soulève l'emploi des actinomètres chimiques a été signalée par M. Berthelot : c'est que le plus souvent la lumière détermine la réaction, mais n'effectue pas elle-même le travail principal. Cette difficulté est peut-être moins sérieuse qu'on ne le croirait au premier abord. Nous n'entrerons pas ici dans plus de détails sur ces questions, que nous avons déjà traitées dans une étude spéciale sur les Radiations chimiques du Soleil {').

(') Paris, ^877, Gauthier-Villars.