LE PALLADIUM ET L'HYDROaÈNE A tmH HAUTE TEMPÉRATURE

— La facile perméabilité du palladium pour Thydrogène^sous rinflucnce de la chaleur, implique la rétention de ce dernier élément par le métal môme à la température du rouge vif. L'hydrogénium doit se mouvoir, en effet, à travers le palladium par cémentation, procédé moléculaire qui exige du temps. Dans les premières tentatives qu'on fit pour arrêter l'hydrogène dans son passage à travers du métal rouge^ on fit passer le gaz dans un tube de palladium chauffé, en dehors duquel on maintenait le vide, et immédhtement après un courant diacide carbonique dans lequel on laissa reûrddir le métal. En soumettant ensuite le palladium aux épreuves ordinaires, on n'y trouva aucune trace d'hydrogène. La courte exposition du métal à Tinfluence du gaz acide carbonique parait avoir été suffisante pour dissiper l'hydrogène. Mais lorsqu'on chauCEsi au rouge la feuille de palladium dans la flamme de l'hydrogène, et qu'on la refiroidit subitement en la plongeant dans l'eau, on trouva une fkible proportion d'hydrogène renfermée dans le métal. Un volume de métal égal à 0««,062 abandonna 0~,080 d'hydrogène, c'est-à-dire que le volume du gaz mesuré à froid était égal à 4,306 fois celui du métal. Cette quantité de gaz équivaudrait à trois ou quatre fois le volume du métal à la température du rouge. Le platine traité de la même manière parut aussj fournir de l'hydrogène, mais la quantité était trop petite pour qu'on j

pût compter et ne mesurait que les 0>06 du volume du métal. La perméabihlé éd ces métaux pour ràydrogèoe est donc attribuable à leur pouvoir d'absorption^ et parait ind^ndante de toute hypothèse relative à leur porosité.

La plus grande vitesse de perméabilité qu'on observa fut à raison de 4 litre? d'hydrogène (3992 centimètres cubes) par minute au travers d'une plaque de palladium de 1 miliioïètre d'^isseur et correspondant à i mètre carré de surface^ k une vive chaleur rougp^ très^peu inférieure au point de fusion de l'or. 11 y a donc un mouvement de l'hydrogène au travers de la substance du métal avec une vitesse de 4 millimètres par minute.

Les conclusions générales qui résultent de ce travail sont les suivantes. Dans le palladium complètement chargé d'hydrogène, par exemple, dans le ûl de palladium soumis à l'Académie, il existe un composé de palladium et d'hydrogène, dans des proportions qui sont voisines de celles d'équivalent à équivalent. Les deux substances sont solides, métalliques et blanches. L^alliage contient environ 20 volumes de palladium pour 1 volume d'hydrogénium, et la densité de ce dernier est égale à 2, un peu plus élevée que celle du magnésium, avec lequel on peut supposer que l'hydrogénium possède quelque analogie. Cet hydrogénium a un certain degré de ténacité, et il est doué de la conductibilité électrique d'un métal. Enfin, rhydrogénium prend place parmi les métaux magnétiques. Ce fait se relie peut-être à la présence de l'hydrogénium dans lepfer météorique, où il est associé à certains autres éléments magnétiques.

Les propriétés chimiques de l'hydrogénium le distinguent de l'hydrogène ordinaire. L'alliage de palladium précipite le mercure et son protochlorure d'une dissolution de bichlorure de mercure, sans aucun dégagement d'hydrogène ; c'est-à-

dire que l'hydrogéniam décompose le bichlorure de mercnfe^ ce qui n'a pas lieu avec Thydrogène. Ce fait explique pourquoi M. Stanislas Meunier ne réussit pas à trouver Thydrogène occlus par le fer météorique, en dissolvant celui-ci dans une solution de bichlorure de mercure, Thydrogène étant employé comme le fer lui-même à la précipitation du mercure. L'hydrôgénium (associé au palladium) s'unit avec le chlore et Tiode dans l'obscurité^ réduit les sels de peroxyde de fer à Tétat de protoxyde, transforme le prussiate rouge de potasse en prussiate jaune, et possède enfin une puissance .désoxydante considérable. Il parait constituer la forme active de l'hydrogène, comme l'ozone est celle de l'oxygène.

SUR UNE NOUVELLE CLASSE DE RÉACTIONS CHIMIQUES PROPUITES PAR LA LUMIÈRE , PAR M. JOHN TTNBALL.

a Que la Société royale veuille bien me permettre d'appeler Tattention des chimistes sur une méthode expérimentale, ou forme nouvelle d'expériences, très-simple dans sa conception, et que néanmoins mes renseignements m'autorisent à considérer comme nouvelle, persuadé qu'elle deviendra entre leurs mains un puissant instrument de recherches. Elle consiste à soumettre les vapeurs des liquides volatils à l'action de la lumière concentrée du soleil, ou celle des rayons également concentrés de la lumière électrique.

Action de la lumière électrique. — Un tube long de 80 à 90 centim., d'un diamètre intérieur de 7 1/2 centimètres, que j'avais souvent employé pour mes recherches sur la chaleur rayonnante,étaitmaintenudansunepo8ition horizontale. A l'une de ses extrémités était placée une lampe électrique, disposée de manière que le faisceau de rayons lumineux et le tube avaient le même axe. Dans les premières expériences, le tube était fermé par des "plaques de sel

gemme, et dans les suivantes, par des plaques de verre. Je nommerai ce tube, comme dans les occasions précédentes où j'en faisais usage, le tube à expériences.

Le tube à expériences était en communication avec une machine pneumatique, ainsi qu'avec une série de tubes dessiccatifs et d'autres pour l'épuration de l'air. ,

Les tubes affectés aux expériences spéciales (j'en ai employé peut-être une cinquantaine) étaient transformés en bocaux de Wolff. Chacun d'eux était fermé par un bouchon que traversaient deux tubes de verre. Un de ces tubes [a) ne descendait pas au-dessous du bouchon, tandis que l'autre (b) descendait jusqu'au fond du vase, se terminant par une pointe effilée et un orifice du diamètre de 0,9 de millimètre. Je reconnus nécessaire de luter soigneusement le bouchon. Le petit bocal ainsi formé, à moitié rempli du liquide dont la vapeur devait être expérimentée, était mis en communication par le tube a avec le tube expérimental, près du bout opposé à la lumière, et par le tube b avec le courant d'air épuré, cette dernière communication, toutefois, étant d'abord fermée par un robinet.

Le vide ayant été fait dans le tube à expériences, le robinet était ouvert avec précaution ; Tair entrait aussitôt dans le tube 6, en sortait par l'extrémité effilée, montait à la surface du liquide ea bouillonnant et se chargeant de vapeur^ et finalement passait par le tube a dans le tube à expériences.

La puissance que possède la lumière électrique de déceler la moindre parti^arité dans les gaz que contient le tube à expériences, et accuser jusqu'aux impuretés de ce tube lui-même, est vraiment extraordinaire. Lorsque Texpériencé est faite dans une chambre obscure^ on trouve qudqnefois qu'un tube qui semblsât être parfaitement propre et limpide était rédl^Ei^t irèsHude» Une propreté rigoareusement

absolue serait aiosi la seule qui résisie à Tépreuve de la lumière électrique^

J'expose maintenant les résultats que j'ai obtenus par les applications de cette méthode.

Nitrite cTamyle (température de l'ébullition 91*» à 96° C), — Pans la première expérience, la vapeur de ce liquide entra dans le tube lorsque la lumière électrique le parcou* rait dans sa longueur. Des nuages curieux se formèrent au point d'entrée et se répandirent en tourbillc^aïutat dans tout l'espace intérieur.

Le vide ayant été fait de nouveau, le mélange d'air et de vapeur fut introduit dans ]e tube encore obscur, qu'un faisceau de rayons électriques faiblement convergent parcourut ensuite d'un bouta l'autre. Pendant un instant le tube reste ûptijpiementvidey on n'y observait rien de particulier ; mais avant qu'une seconde se fut écoulée, on vit apparaître dans tout l'espace envahi par la lumière une nuée de globules liquides, formant une sorte de précipité. Le nuage devint de plus en plus dense par l'action continue de la lumièrCi laissant voir çà et là une vive irisation. •

Le faisceau lumineux fut rendu plus convergent , de manière à former un cône qui avait environ 24 centimètres de hauteur de l'entrée du tube au foyer. Le tube fut nettoyé et rempli encore dans l'obscurité. Lorsque la lumière y eut fait invasion, le précipité fut si rapide et si intense, après être resté un instant invisible, que le cône prit tout à coup un éclat éblouissant, et sembla transformé en un solide lumineux.

On lafssa le mélange de gaz et de vapeur pénétrer dans le tube éclairé par la lumière diffuse du laboratoire, et le résultat fut le même. Mais le cône radieux restait invisible aussi longtemps qu'on, ne faisait pas agir la lumière élec^ trique.

La quantité de mélange d*air et*de vapeur était d'dlleurs réglée sans difficulté. La rapidité de Faction diminuait à mesure que la vapeur était plus raréfiée. Lorsque^ par exemple, la colonne de mercure de la machine pneumatique ne s'était abaissée que de 15 centimètres, l'action n'était pas, à beaucoup près, aussi rapide que lorsque le vide était fait à son maximum. Alors, cependant, il était intéressant d'observer au bout de quelques secondes, suivant l'axe du tube, un cordon floconneux d'un bleu-clair très-délicat, qui grossissait peu à peu et finissait par remplir le cône lumineux.

Si l'air du mélange était remplacé par de l'oxygène sec, le résultat n'éprouvait aucun changement.

Même résultat encore pour un mélange d'hydrogène avec la vapeur.

L'efiet n'est donc pas dû à une action de la vapeur du ni* trite sur le gaz qui lui sert de véhicule.

Cette conclusion fut confirmée par la manière dont se conduisit la vapeur employée sans mélange* d'aucun gaz : l'effet ne différa pas essentiellement de ceux qui avaient été obtenus. Il est ainsi parfaitement établi que la cause des phénomènes réside dans la vapeur elle-même.

Relativement à l'air et au verre du tube expérimental, les rayons électriques, quand ils y entraient, étaient complètement froids. Ils avaient été tamisés par leur passage dans une solution d'alun et en traversant l'épaisse lentille biconvexe de la lampe. Lorsque l'on employait des rayons non tamisés, l'effet était encore le même ; les rayons calorifiques obscurs ne paraissent donc avoir aucune influence sur le résultat.

Je n'ai pas cherché à déterminer exactement la nature de l'action dont je viens de décrire les effets; je me propose f implement de signaler aux chimistes un genre d'expériences qui nous dévoile des réactions nouvelles et très-remar-

quables, et je leur abandonne le soin d'en examiner les produits. La molécule de nitrite d'amyle est divisée par certaines ondes de la lumière électrique, il en résulte de l'acide nitreux et d'autres produits, dont un probablement est du nitrate d'amyle* Les fumées brunes de l'acide nitreux se montraient dans le nuage du tube à expériences.

Le nitrate d'amyle, moins volatil que le nitrite, ne pourrait se maintenir à l'état de vapeur, et il se précipiterait en globules liquides sur la voie lumineuse.

Dans les parties antérieures du tube, la vapeur exerce une action tamisante, quifait :iueractionchimiqueest moindre sur les parties postérieures. Dans quelques expériences, le précipité nuageux s'étendait exactement dans la première moitié du tube. Dans ce cas, lorsque la lampe était transportée à l'autre extrémité du tube et dirigée en sens contraire, la seconde moitié subissait la même action et présentait le même résultat que la première.

Action de la lumière du soleil. — La limiière du soleil opère également la décomposition de la vapeur de nitrite d'amyle. Le 10 octobre, j'ai rendu obscure une partie d'une petite chambre de l'Institut royal éclairée par le soleil, ne laissant entrer les rayons que par une ouverture des volets de la fenêtre. Le faisceau lumineux était reçu sur une grande lentille plan-convexe, et il en résultait au delà de cette lentille un cône convergent que rendaient parfaitement visibles les corpuscules opaques en suspension dans l'air de la chambre. Le tube à expériences fut rempli dans le laboratoire, recouvert ensuite d'une étoflfe noire et transporté dans la partie obscure de la chambre. Dès qu'il fut placé derrière la lentille, suivant la direction des rayons, il se forma un précipité abondant. A l'extrémité opposée à la lentille, la vapeur était en partie protégée contre l'action de

la Imœâère par ceile qui se trouvait en avauty eétle action était en outre diminuée par la divergence des rayons, et les résultats étaient en conséquence plus faibles. Lorsque cette seconde extrémité était placée à son tour contre la lentille, il y avait inversion dans les effets des deux moitiés du tube.

Considérations physiques. — Je me suis proposé de déterminer les éléments particuliers de la lumière blanche qui produisent les effets dont il s'agit. Je trouvai d'abord que lorsque le faisceau lumineux n'entrait dans le tube à expériences qu'après avoir traversé un verre rouge, l'efiet était considérablement affaibli, mais non pas absolument détruit. Il en fut de même avec des verres jaunes de nuances diverses. L'adjonction d'un verre bleu avant l'enlèvement du jaune ou du rouge augmentait le précipité ; et si ensuite on enlevait le rouge, il y avait une nouvelle augmentation de précipité. Donc, pour ces couleurs au moins, les rayons les plus réfrangibles sont aussi ceux qui exercent la plus grande action chimique sur le nitrite d'amyle.

La couleur de ce composé indique qu'il en sera de même dans le cas de la lumière blanche. En effet, le nitrite d'amyle liquide estd'un jaune faible, mais distinct néanmoins ; en d'autres termes, les rayons jaunes sont ceux qu'il renvoie le plus facilement Mais ce ne sont pas les rayons renvoyés qui produisent lés effets chimiques , ce sont les rayons absorbés. Ici, le bleu est absorbé comme le complémentaire du jaune, et de là résulte l'action plus énergique des rayons bleus. Ce raisonnement prouve, toutefois, que les mêmes rayons sont absorbés par un liquide et sa vapeur.

Une solution de chromate de potasse, substance dont on peut rendre la couleur à très^peu près identique avec celle

eu mIniA (f amjde, fut trottfvée beauocmp plus efficace po»r interoepler tes rayons chimiques que les verres rouge et jaune. Mais de toutes^ les substances qui furent éprouvées soiis ce rapport, aucune n'égale le nitrtte, aucune n'absorbe aussi bien les rayons qui agissent sur sa vapeur. Une couche de ce liquide, qui n'avait pas quatre millimètres d'épaisseur, et qni n'affaiblissait que d'une quantité presque insensible l'intensité lumineuse, suffit pour absorber totalement la puissance chimique d'un faisceau concentré de lumière électrique*

• La relation intime qui subsiste entre un liquide et sa vapeur, en ce qui cdkicerne leur action sur la chaleur rayonnante, a été amplement déqiontrée (1). Quant au nitrite d'amyle^ cette relation est plus spécifique que dans les c^s qui avaient été considérés jusqu'à ce jour ; car ici, comme les faits l'attestent, le constituant spécial de la lumière qui provoque la décomposition de la vapeur est arrêté par le liquide.

« Ici se présente une question de physique moléculaire d'une extrême importance : — Quel est le mécanisme réel de cette absorption, et quel est son siège (2) ?

Je me figure, ainsi que font d'autres physiciens, une molécule comme un groupe d'atomes, maintenus dans leur en- . semble par leurs forces mutuelles, et pouvant, néanmoins, changer leurs positions respectives par des mouvements relatifs. La vapeur du nitrite d'amyle doit être regardée comme un assemblage de telles molécules. La question à résoudre est celle-ci : — Dans l'acte de l'absorption, sont-ce

(1) Voir ropnaoule intitulé : Radiation,

(2) Mon attention fut très-fortement attirée sur ce sujet, il y a quel* qnes années, par une conyersation areo mon ezoeUent ami ù professeur

les molécules elles-mêmes ou leurs atomes qui agissent? La force vive des ondes interceptées est-elle transmise à la molécule considérée comme un tout indivisible, ou à ses parties constituantes?

La molécule indivisible ne peut que vibrer en vertu des forces exercées entre elle et les molécules voisines. L'inensité de ces forces, et par suite la vitesse de vibration serait, dans ce cas, une fonction de la distance respective des molécules. Or, l'absorption identique par le nitrite liquide et par sa vapeur indiquerait une vitesse de vibration pareillement identique, et cela seul démontre, à mes yeux, que l'absorption s'effectue principalement à 1 intérieur delà molécule. Car il est difficile d'adiftettre que, si l'absorption était l'acte de la molécule considérée comme un tout indivisible, elle pût conserver la même vitesse de vibration lorsque la substance passe de l'état de vapeur à l'état liquide*

Dans le fait, la décomposition du nitrite d'amyle est ellemême, jusqu'à un certain point, une preuve de cette absorp-^ tjon moléculaire intérieure. En effet, si l'absorption était l'acte de la molécule comme un tout, les mouvements refatxfs de ses atomes constituants resteraient invariables, et il n'existerait aucune cause mécanique qui tendit à leur séparation. C'est probablement le synchronisme des vibrations d'une partie de la molécule avec les ondes incidentes qui permet à l'amplitude de ces vibrations d'augmenter jusqu'à la rupture de la chaîne qui rattache entre elles les parties de la molécule.

Le nitrite d'amyle liquide est probablement aussi décomposé par la lumière, mais la réaction, si elle existe, est incomparablement moins rapide et moins distincte que celle de la vapeur. Le liquide a été soumis à l'action des rayons solaires concentrés jusqu'à son ébullition, et on l'a laissé

bouillir pendant un temps considérable, sans qu'on ait pu y découvrir un changement sensible (i).

Je serais porté à étendre beaucoup, sinon même à généraliser complètement le fait, qu'un liquide et sa vapeur absorbent les mêmes rayons. Un flacon de chlore liquide, que Ton prépare pour moi en ce moment même, aura, si je ne me trompe, la propriété d'enlever au chlore et à l'hydrogène leur pouvoir de se combiner plus efficacement qu'aucun autre filtre des rayons lumineux. Une ampoule contenant du chlore et de l'hydrogène exactement dans les proportions nécessaires pour former de l'acide chlorhydrique ayant été placée à une extrémité du tube à expériences, on laisse pénétrer dans ce tube, par son autre extrémité, un faisceau de rayons électriques qui le parcourut dans toute sa longueur. Le tube étant d'abord rempli de chlore, l'ampoule resta intacte; lorsqu'ensuite il eut été rempli d'air, l'incidence des rayons détermina une explosion violente et immédiate. Je prévois pour le chlore liquide une action semblable à • ceUe du gaz dans cette expérience, même encore plus énergique. La vérification de cette conjecture, si elle a lieu, sera favorable aux vues théoriques suivant lesquelles le chlore luimême est moléculaire et non monatomique. J'espère pouvoir, un jour peu éloigné, produire devant la Société royale d'autres faits de cette nature.

Production du bleu de ciel par la décomposition du nitrite d^amyle. — Lorsque la quantité de vapeur de nitrite est considérable, et la lumière intense, l'acrtion chimique est extrêmement rapide, et le précipité devient tellement

(1) Le 21 octobre detaier, M. Chapmaii m'a dit dans une conversation qu'une fois il exposa dd la vapeur de nitrite d'amyle à l'action de la lumière. J'igoore qu9l fat le résultat,

dbyGoogk

dense qu*il blanchit la gerbe lumineuse. Mais il n'en est plus ainsi quand la vapeur est raréfiée et distribuée bien uniformément dans le tube à expériences. L'effet que j'ai maintenant à décrire fut obtenu avec sa plus grande perfection dans un cas où la vapeur de nitrite provenait d'un reste d'humidité de son liquide dans le tuyau de conduite de l'air sec, où il s'en était introduit accidentellement une petite quantité.

Dans ce cas, plusieurs secondes se passèrent avant qu'on vit rien apparaître dans la gerbe électrique. La décomposition commença ensuite à devenir visible, et marcha lentement. Les premiers globules du précipité étaient trop petits pour être distingués à la loupe. Quand la lumière étaittrèsforte, le nuage était d'un bleu clair laiteux, tandis qu'une intensité de lumière modérée donnait un bleu pur et profond. Dans les importantes expériences de Brucke sur le bleu de ciel et le rouge qui teinte l'horizon le matin ou le soir, du mastic pur et dissous dans de l'alcool est introduit par gouttes dans de l'eau qu'on agite. Lorsque le mastic et i'alcool sont exactement dans les proportions convenables, la résine se précipite en particules qui échappent par leur extrême ténuité aux plus puissants microscopes. Le mélange troublé parait bleu quand il est vu par réflexion, il parait jaunâtre par transparence, et l'augmentation du précipité peut faire passer cette dernière couleur à l'orange ou même au rouge.

Mais le développement de la couleur dans la vapeur raréfiée de nitrite d'amyle, bien que susceptible de la même explication, présente plus d'analogie avec ce qui se passe dans notre atmosphère. Le bleu, en outre, est plus pur et se rapproche mieux du bleu de ciel que celui qu'on obtient dans le mélange trouble de Brucke. On trouverait difficilement une confirmation plus frappante de la théorie de

Newton mir les couleurs du ciel; car, jamais je n*ai vu, même dans le ciel des Alpes, w bleu plus riche ou plus pur gue celui qu'on peut obtenir par une disposition convenable de la lumière tombant sur la vapeur précipitée. Ne serait-ce pas ainsi que se comporte la vapeur aqueuse de notre atmosphère ? et ne j[)ourrion8-nous légitimement attribuer à des particules liquides d'un ordre de grandeur infinitésimal les remarquables couleurs observées au-dessus de la soupape de sûreté d'une locomotive, par M. le principal Forbes, et qu'il rattachait si habilement aux couleurs du ciel?

Lorsqu'on faisait le vide dans le tube à expériences qui avait contenu le mélange d'air et de vapeur de nHrite d'amyle, il était difficile d'éviter, sous les pistons de la machine pneumatique, des explosions semblables à celles qui se produisent avec la vapeur de bisulfure de carbone ou d'autres substances, et que j'ai décrites ailleurs. Lors même qu'il ne restait qu'une quantité de vapeur infiniment petite, les explosions étaient assez fortes pour détruire les soupapes de la machine.

lodure (fallyk, (Temp. d'ébullition i01« G.) — Parmi les liquides qui ont été exposés jusqu'à ce jour à la lumière concentrée de l'électricité, l'iodure d'allyle vient immédiatement après le nitrite d'amyle, sous le rapport de la rapidité de l'action et de son intensité. Dans mes expériences sur l'iodure d'allyle j'ai employé l'oxygène et Fhydrogène, aussi bien que l'air, comme véhicules de sa vapeur, sans trouver aucune différence essentielle dans les effets correspondants. La colonne nuageuse était ici d'une exquise beauté, mais avec des formes totalement différentes de celles que produisait le nitrito d'amyle. ËUe tournait tout entière autour de l'axe du faisceau de lumière ; en quelques points

elle se rétrécissait comme le centre d*un clepsydre, et des ilets soyeux d'une grande délicatesse formaient des spirales sur les parties renflées de la surface. Elle se contournait aussi en volutes élégantes analogues à celles des coquilles. J'ai observé souvent sur les Alpes, dans certaines conditions atmosphériques, des nuages d'u^i lustre de perles particulier, et j'ai vu apparaître un lustre précisément semblalîle quand l'expérience était faite avec l'hydrogène pris pour véhicule de la vapeur. Par une disposition convenable de la lumière, il se développait dans le tube de vives couleurs purpurines de vapeur d'iode.

Nous pouvons appliquer ici les remarques qui ont été faites sur la décomposition du nitrite d'amyle par la lumière, et sur les conséquences théoriques de ce fait dans la question de l'absorption moléculaire : si l'absorption était due à la molécule considéiée comme un tout, l'iode ne se séparerait pas de l'allyle avec lequel il est combiné. Le non-synchrônisme de l'iode avec les ondes de chaleur obscure est démontrée par sa merveilleuse transparence à cette espèce de chaleur. Son synchronisme avec les ondes lumineuses, dans le cas actuel, n'est-il pas la cause de son divorce avec l'allyle? De nouvelles expériences sur ce point sont en cours de prépartion.

lodure d'isopropyle. — L'action de la lumière sur la vapeur de ce liquide est d'abord plus languissante que sur la vapeur d'iodure d'allyle, et peut-être, par cette circonstance, se trouve-t-on privé de la vue de belles réactions. Au bout de quelques minutes d'exposition, cependant, on voit poindre quelques nuages dont la densité augmente par l'action prolongée de la lumière, en même temps que leurs formes remarquables se dessinent. Dans chacune des expériences faites sur ce composé, la colonne nébuleuse, qui occupait

toute la longueur du tube à expériences, se divisait, vers le centre, en deux parties très-distinctes. Au centre même, dans une de ces expériences, on voyait un globe uni par deux axes, à droite et à gauche, avec les deux portions ad> jacentes, qui étaient de forme cylindrique. Le globe et les cylindres avaient un mouvement commun de rotation. L'action de la lumière se continuant, le mouvement se troubla singulièrement, et il s'y produisit de véritables paroxysmes : les diverses parties de la masse nébuleuse se précipitaient soudainement les unes contre les autres avec une extrême violence, et en même temps les formes devenaient tantôt trts-élégantes, tantôt bizarres et grotesques. Çà et là, c'était une réunion de ûbres analogues à celles du bois. Parfois, un mouvement longitudinal engendrait une série de zones ou de courbes transversales ; l'influence retardatrice des parois du tube produisait un effet qui me rappelait, sur une moindre échelle, les bandes de boue de la Mer de glace. Les commotions avaient leur maximum d'intensité dans la partie antérieure du tube. Ici, des bourgeons de la matière nuageuse naissaient comme sur une tige d'arbre, ils faisaient leur croissance en quelques secondes, et ressemblaient bientôt à des branches garnies de fleurs. Mais, de toutes les apparitions, la plus curieuse fut celle d'une tête de serpent, car telle fut la forme qu'affectait un noyau de cette matière nuageuse ; son développement rapide présenta une bouche très-marquée, de laquelle s'élança tout à coup un petit nuage allongé qui figurait une langue. En somme, les effets correspondants à Tiodure d'isopropyle ont leur caractère propre, parfaitement tranché ; on ne peut les confondre avec d'autres parmi tous ceux que j*ai observés. Une magnifique couleur mauve se développait dans la partie postérieure du ti^e, sur une longueur de 36 centimètres, et la vapeur 4'ipâe p'y faisait reconnaître; ce splendide coloris,

di!une nuance miicte, résultait peut-être d'un mélange de la couleur purpurine de la vapeur d'iode avec le bleu de ciel que donne spécialement la vapeur précipitée. Ainsi que dans les expériences précédentes, tous les effets étaient dus à la lumière ; il ne se produisait rien dans l'obscurité.

Acide bromhydrique, — La solution aqueuse de cet acide était introduite dans im petit bocal de Wolff, et transportée dans le tube à expériences par un courant d'air.

Le tube ayant été ainsi rempli d'un mélange d'acide, de vapeur d'eau et d'air, on y laissa jaillir un faisceau lumineux, la lentille étant placée de manière à donner un cône de lumière très-intense. Rien n'apparut dans les deux piemières minutes ; mais, au bout de ce temps, commença à se dessiner un faible nuage bleuâtre dans la partie la plus concentrée de la lumière. Un second parut bientôt après, s'unissant au premier par un mince cordon de la même matière bleuâtre.

Sous raction prolongée de la lumière, le premier nuage se décomposa graduellement en une série de disques trèsdélicats ; ces disques tournaient autour d'un axe perpendiculaire à leur surface, puis ils se mêlèrent et, par leur combinaison, donnèrent naissance à une sorte de vis dont la génératrice était inclinée. La surface de cette vis se transforma en entonnoir, de l'extrémité duquel partait le cordon aboutissant à l'autre nuage. Ce nuage subit également plusieurs modifications successives, après lesquelles les deux nuages se transformèrent en deux groupes d'entonnoirs placés les uns dans les autres. Ceux du nuage le plus éloigné ressemblaient, par leur forme, à des verres à liqueur. Il y avait jusqu'à six entonnoirs ainsi disposés concentriquement dans chaque groupe, et les deux groupes étaient toujours réunis par le cordon déjà mentionné. Il se forma

ensuite d'autres cordons, puis des tubes déliés de matière nuageuse qui se contournaient en spirales et enveloppaient les entonnoirs. «^

Quand la lumière devenait plus intense, le cordon devenait plus mince entre les deux nuages, et sa couleur plus blanche, ce qui s'expliquait par l'agrandissement de ses particules. Finalement, les entonnoirs se fondirent en deux nappes , de la forme de deux parapluies , de couleur bleu-tendre, et si minces, si délicate» qu*^elles semblaient avoir été faites par des esprits ; dans lés gazes les plus fines, on ne trouverait rien qui put leur être comparé ; c'étaient comme des feuillets d'air bleu.

Une seconde expérience conduisit, à très*peu près, au même résultat. Un nuage, qui prit assez promptement la forme d'un parapluie, se forma en avant, suivi d'un autre àib centimètres en arrière; ils se résolurent en entonnoirs d'une forme beaucoup plus allongée que dans le cas précédant. Le second nuage était relié au premier par un filament, mais il se terminait, du côté opposé, par une tige en forme de fer de lance, qui s'étendait, sur une longueur d'environ 36 centimètres, vers le fond du tube.

Après quelques changements successife, la nappe de l'avant prit la forme d'une cloche, dont la surface convexe servait d'appui à un cylindre creux, long de 6 centimètres. Bientôt ce cylindre se détacha de la cloche et se recourba en anneau brillant des couleurs de l'iris ; cet anneau, qui semblait complètement isolé, tournait sur son axe, au milieu du tube. Son diamètre intérieur pouvait avoir 3 centimètres, et le diamètre extérieur 4 centimètres et demi.

La masse nébuleuse totale, composée de ces diverses parties hétérogènes, était animée d'un mouvement de rotation. La rotation était d'autant plus rapide que la lumière

était plus intense. Les disques, les entonnoirs, les feuillets et les volutes montraient parfois les couleurs de la diffraction, qui variaient avec la position de l'œil de l'observateur.

L'humidité semblait favorable à la production des phénomènes; et de là naissait une question, celle de savoir jusqu'à quel point la lumière participait à leur cause. L'acide bromhydrique fume au contact de la vapeur aqueuse de l'air, même quand il émane de sa solution; sa diffusion dans Teau ne semble pas satisfaire son avidité pour ce liquide. L'acide chlorhydrique, comme l'on sait, donne lieu à la même remarque. Ces nuages de formes si étranges ne pourraientils pas être le produit d'une action de cette nature, pour laquelle la lumière ne serait plus qu'un auxiliaire simplement ut'de et accidentel?

De l'acide bromhydrique, introduit dans le tube à expériences, y resta exposé pendant cinq minutes à la lumière diffuse. On rendit ensuite la chambre obscure, et l'on fit jaillir le faisceau lumineux dans le tube : au bout de deux minutes, qui se passèrent sans la production d'aucun effet visible, les nuages apparurent et subirent les mêmes transformations successives que précédemment.

Il est indifférent que l'acide bromhydrique séjourne plus ou moins longtemps dans le tube à expériences avant l'action du faisceau lumineux, jamais un effet appréciable n'a précédé l'introduction' de la lumière. Une fois le tube fut rempli de vapeur aqueuse, d'air et d'acide bromhydrique, qu'on laissa pendant quinze minutes dans le tube complètement obscur, et la lumière électrique y pénétra ensuite : le vide optique se continua pendant deux minutes, puis les nuages firent leur apparition.

En obligeant les rayons électriques à traverser une couche d'eau avant de pénétrer dans le tut)e, oi^ n'^ remarc^ué

aucune diminution dans l'énergie de leur action chimique ; mais ils la perdaient totalement quand ils traversaient une couche d'acide bromhydrique de même épaisseur que la couche d'eau. Ceci nous montre que les vibrations de l'acide liquide sont synchrones avec celles de l'acide gazeux; et nous arrivons encore à la conclusion que c'est dans les atomes constituants de la molécule, et non dans la molécule elle-même, qu'est le siège de l'absorption.

Acide chlorhydrique. — La solution aqueuse de cet acide était employée et traitée comme la solution d'acide bromhydrique. Je me propose d'invoquer le secours d'un artiste habile^ de mes amis, pour reproduire les effets qu'on observe pendant la décomposition de l'acide chlorhydrique par la lumière, si réellement ils peuvent être reproduits ; mais j'ai lieu de craindre que tout son talent ne paorvienne pas à en donner quelque idée. Le nuage fut lent à croître et n'acquit son plein développement qu'au bout de quinze ou vingt minutes. Alors il se divisa en quatre ou cinq parties, reliées entre elles consécutivement par de minx^ cordons d'une direction axiale. Chacune de ces parties avait une structure et des ornements très-complexes, où se remarquaient des fibres, des lances, des entonnoirs, des feuilles, des volutes et des fleurs de lis irisées. Cependant, la structure du nuage^ dans toute sa longueur, était parfaitement symétrique ; c'était un nuage de révolution, dont l'axe coïncidait avec celui du faisceau lumineux. Il y a beaucoup de points de ressemblance entre les nuages des acides chlorhydrique et bromhydrique, tandis que l'un et l'autre diffèrent considérablement de ceux qui ont été mentionnés avant eux. Dans le fait, chaque liquide parait avoir son nuage spécial, qui varie dans d'étroites limites à partir dQ son type normal. La forma^on du nuage dépend des

forces qui lui sont inhérentes plus que des ciroonstance^ qui lui sont extérieures. Il est vrai qu'en chauffant ou refroidissant le tube à expériences sur certains points, on détermine la production de flexions et de tourbillons extraordinaires; mais quand le tube est maintenu dans des conditions constantes, la structure spécifique du nuage se révèle, le caractère distinctif de chaque substance s'imprime dans le précipité nébuleux qui dérive de la décomposition de sa vapeur.

Dans une expérience où la lumière traversait mQ couche d'acide chlorhydrique liquide avant d'entrer dans le tube, une exposition de treize minutes ne donna pas de résultat. Une coudie d'eau ayant été substituée à la couche de l'acide, une exposition d'une minute fut suffisante pour produir<) un commencement de décomposition avec les effets caractéristiques qui l'annonçaient.

Acide iodhydrique. -f- La solution aqueuse de cet acide a subi élément l'épreuve de la lumière concentrée. Un premier essai ne donna pas de résultats visibles, mais les suivants en produisirent d'extraordinaires. On voit se m^" tenir dans ces expériences, entre les trois acides iodhydrique, bxomhydrique et chlorhydrique, cet air de fanull* qu'ils présentent généralement dans leurs physionoinies. Tous les trois, par exemple, offraient d'abord aux regards des observateurs deux petits nuages reliés par un cordon de patiàre pareillement nuageuse qui faisaient lentement leur croissance, et mardiaient, pour ainsi dire, d'un pas régie vers leur apogée de force, d'éclat et de magnificence. Le vert et le cramoisi les plus vifs que jamais j'aie eu l'occasion d'observer sont ceux qui se produisent dans les F^' mières phases de l'action de l'acide iodhydrique. La forma' tiem progressive du nuage peut être assimil&e au dévelop-

pement graduel de Torgaliiisme chez les êtred vivants^ qui passe insensiblement de l'état de massé informe, ou d'agrégation d'organes rudimentaires, à une structure dont on admire la merveilleuse complexité. De ma vie, je ne crois pas avoir rien vu de plus étonnant que les efifets que j'obtins le 28 octobre avec l'acide iodhydrique. Le nuage occupait sur Taxe du tube une longueur d'environ un demi-métré, et il se transporta lentement de l'extrémité voisine de la lampe à Textrénûté opposée. L'espace abandonné se remplissait d'un brouillard amorphe, résultat, probablement, de la décomposition qui s'accomplissait dans le nuage proprement dit. Un cône central tournait son sommet vers rextréinité éloignée, et de fines draperies semblaient se détacher et tomber de sa base circulaire. Sur cette même surface circulaire était posé un vase du galbe le plus exquis, ce vase en contenait un autre semblable, et de leurs bords s'épandait, sous les apparences de nappes liquides, une matière vaporeuse où resplendissaient les couleurs du spectre. Du centre du vase intérieur partait un cordon de nuage qui se prolongeait à quelque distance sur Taxe du tube, et sur ses côtés se montraient symétriquement deux tourbillons vivement irisés. La partie frontale du nuage, dans laquelle pénétrait le cordon, se transforma successivement en roses, en tulipes et en héliotropes; de nouvelles métamorphoses offîrirent l'apparence d'une série de bouteilles d'une forme élégante, emboîtées les unes dans les autres ; puis celle d'un poisson avec ses yeux, ses ouïes et ses nageoires. La lampe fut retirée pour quelques minutes, et le nuage laissé dans l'obscurité. Après le rétablissement de la lumière, on retrouva le nuage, mais immobile ou sans mouvements perceptibles ; il avait perdu beaucoup de les couleurs, mais ses belles formes s'étaient conservées. Sur quelques points il présentait des analogies avec les

cascades électriques de Gassiot, mais la délicate complica* tion des détails et la beauté de Tensemble le mettaient au-dessus de tout objet de comparaison. Un de mes amis, auquel je le montrais avec ravissement, disait que la configuration générale lui rappelait une de ces formations marines gélatineuses qui ne sont visibles que parce qu'une membrane*a tout juste la consistance nécessaire pour réfléchir la lumière. Cette comparaison est, en effet, celle qui me parait la moins imparfaite ; elle ne se fonde pas seulement sur des symétries extérieures ; ces membranes qui s'enclavent dans des membranes, ces nappes vaporeuses si déliées qui se superposent, s'enroulent, se pénètrent, se combinent avec tant de bonheur sous des aspects si variés, donnent l'idée d'un tout dont les parties s'enchaînent comme les organes les plus compliqués dans l'économie animale. Le nuage satisfaisait rigoureusement aux lois de la symétrie binaire ; pas un disque, un filament, une tache n'apparaissait siur un côté du tube sans avoir exactement son symétrique sur l'autre côté. Pour moi, je l'avoue, devant un spectacle aussi merveilleux, aussi extraordinaire, je demeurai en extase pendant deux heures, ne pouvant me lasser de le contempler (1).

Je n'ai pas encore déterminé les conditions essentielles

(1) c Qaelle admirable perfeotion ! On dirait que o*est fait aa tour. Ck>mbien cela pourrait être utile aux dessinateurs de broderies! » Tellei étaient les réflexions exprimées par les préparateurs qui m'assistaient dans les expériences. M. Ladd, bien familiarisé, comme l'on sait, avec les reflets de lumière électrique dans les milieux raréfiés, assurait que jamsii il n'en avait vu qui pussent rivaliser en beauté avec ceux que je me suis efforcé de décrire. Je rapporte ces remarques pour qu'on saobe commet Içs phénomènes affectaient d'autres yeux que les miens.

pour reproduire avec certitude les effets que j'ai obtenus en opérant sur les acides bromhydrique, chlorhydrique et iodhydrique. Pour ces acides, Tair est le seul véhicule que j'aie employé. Je ne hasarde aucune opinion sur la nature chimique des réactions. D'ailleurs, je n'ai fait encore aucune expérience sur ces acides à l'état de gaz secs.

La conférence qui suit fait, jusqu'à un certain point, double emploi avec le mémoire que nous venons d'analyser; nous la reproduisons cependant intégralement, parce que c'est un modèle d'exposition et de rédaction.

SUR LES lULTOIYS CHIMIQUES ET LÀ LUHIÂRE PU CIEL.

( Conférence fute à Tlnstitation royide le 15 janvier 1869 , pn M. John TtndàIiIi.)

La première de mes recherches dans le domaine de la Phy* sique^ entrepris conjointement avec mon ami M. le professeur Knoblanch^ avait pour objet : « Les Propriétés magnétooptiques des Cristaux^ et les Relations du Magnétisme et du Diamagnétisme avec l'arrangement moléculaire p (1). Ce sujet attira nécessairement mes réflexions sur la structure des cristaux, sur leurs propriétés optiques dépendant de cette structure, et plus particulièrement sur les remarquables phénomènes que manifestent certains cristaux placés dans le champ d'un aimant assez puissant. Ces propriétés, ces phénomènes dépendent évidemment de la manière dont les molécules se sont réunies et coordonnées sous l'empire de la force de cristallisation ; et j'étais porté naturellement à épuiser toutes les combinaisons que me fournissait mon imagination, pour me faire quelque tableau mental de cette

(1) Philosophical Magazine, juillet 1850.

architectijure moléeulaire. La natuie de cette recherche a eu pour effet d'imprimer une teinte particulière à mes méditations scientifiques^ une direction à mes travaux subséqu^ts^ et de me faire trouver daos les conceptions de la physique moléculaire une sorte d'attrait irrésistible. La plupart des idées que J*ai produites sont empreintes de ce cachet spécial. C'est ainsi^ par exemple^ que le sujet de ma première conférence^ dans cette enceinte^ était c l'Influence de FAgrégation matérielle^ sur les Manifestations de la Force ; et par les mots « Agrégation matérielle » J'entendais indistinctement tous les arrangements que prennent les particules de matière, quelle que soit leur cause, naturelle ou artificielle. Un mémoire, que j*ai publié en 1853, avait pour titre : «Sur les Influences moléculaires; » j'y exposais le résultat [d'expériences où la chaleur ordinaire était l'agent explorateur de la structure moléculaire. Le même ordre d'idées s'est produit dans le discours prononcé devant la Société royale, en 1855, et celui de 1864, ayant pour titre : « Contributions à la Physique moléoulwe. » Enfin, mes efforts dans le cours de ces dix dernières années 4»it été concentrés vers un but unique : fJBûre de la dialeur rayonnante un instrument qui nous lasse saisir et transmettre, en quelque sorte, les dernières particules de la matière.

Les travaux dont il s'agit aujourd'hui ne se scNOit pas écartés de cette direction. Dans les recherches que je viens de rappeler, j'employais des tubes de verre et de cuivre, que je désignais, pour les distinguer des autres, par l'appellation de « tubes à expériences, b et dans lesquels la chaleur rayon« nante agissait sur les gaz et les vapeurs qu'il s'agissait d'étudier. Désirant, il y a deux ou trois mois, rendre visible ce qui m produisait dans ces tubep, à l'entrée des gaz ou des vapeurs, je reconnus la nécessité de les éclairer vivement à

llntérieup; et, en conséquence, un faisceau de lumière électrique, condensé par une lentille, fut dirigé suivant Taxe du tube. L'éclsdrage ainsi obtenu eut immédiatement un résultat remarquable, en révélant les impuretés ou saletés, au sein desquelles nous vivons habituellement. Car, en dépit de tous les lavages qu'il était possible de faire subir au tube à expériences avec l'eau, l'alcool, les acides et les alcalis, et qui lui donnaient en plein jour une apparence de propreté et de pureté parfaite, la lumière électrique démontrait que, dans la plupart des cas, cette apparence de netteté n était qu'une illusion. En réalité, l'air que nous respirons ne peut jamais avoir qu'une pureté approximative, et du reste, je ne prétends pas que dans un état de pureté absolue, 11 valût mieux pour noire santé (1).

Des vapeurs de nature diverse ont été introduites dans un tube à expériences de verre, long d'un mètre, large d'environ 8 centimètres : en général, les vapeurs étaient parfaitement transparentes, et le tube qui les contenait paraissait aussi vide qu'avant leur introduction. Dans deux ou trois cas, cependant, un faible nuage troubla cette transparence. J'en éprouvai un instant d'inquiétude, car je pouvais craindre que^ dans mes premières expériences, certaines actions que j'attribuais à la vapeur pure et transparente eussent été dues réellement à la matière nébuleuse que je venais d'observer. Les désappointements momentanés, les contrariétés intermittentes sont, pour ainsi dire, l'état normal du chercheur de la nature, et c'est là le secret de ses succès : il se trouve ainsi sollicité à renouveler ses observations avec plus de soins, avec

(l) Lea impnretés dont il est question consistent, pour la plus grande partie, dans des germes organiques dont Taotion sur l'économie nous ef( complètement inconnue.

l>Iu8 (Inexactitude, à serrer de plus près le côté délicat des questions^ et c'est ainsi qu'il est conduit à de nouvelles découvertes. Ce nuage que la lumière révélait à mes yeux était produit par la lumière elle-même^ je ne tardai pas à le vérifier, et je vis s'ouvrir de nouveaux champs à mes explorations^ dans ce domaine inaccessible aux sens qui absorbe presque toute la vie intellectuelle du philosophe physicien.

Que sont ces vapeurs sur lesquelles nousdiscoujK)ns? Elles sont des agrégations de molécules, ou de petites masses de matière, et chaque molécule est elle-même une agrégation de parties plus petites, nommées atomes. Une molécule d'eau, par exemple, est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un d'oxygène; une molécule d'ammoniaque comprend trois atomes d'hydrogène et un d'azote, etc. Ainsi les molécules, dont la petitesse est telle que nous ne pouvons la concevoir, sont formées de parties distinctes encore plus petites. Lors donc qu'il est question d'une vapeur composée, nous devons nous la figurer mentalement comme une agrégation de molécules séparées, et cependant extrêmement rapprochées les unes des autres, chaque molécule étant un groupe d'atomes plus rapprochés encore les uns des autres que les molécules. Telle est la part qui revient à la matière dans notre conception d'une vapeur (i). Mais à cette conception nous devons joindre une seconde idée de mouvement. Les molécules ont des mouvements qu'elles possèdent comme corps ou masses

(1) Newton semblait admettre que lea moléeules pouvident être rendues visibles au microscope, et penser différemment en ce qui concerne les atomes. Finalement, il ajoute cette remarque : c H semble que ce qu'il y a de plus mystérieux et de plus admirable dans la nature, la oonstitation des corpuscules, échappera toujours à notre vue, en raison de leur transparence, i (Hbbschel, La Lumièret art. 1145.)

entières et indivisibles; et leurs atomes constituants ont aussi des mouTsments qui leur sont propres et 8*ezécutent indépen^ damment de ceux des molécule;; exaetemmit de même que les mouvements des corps à la surface de la terre sont indépendants de la révolulÂon de notre planète dans son orbite.

Les molécules de vapeur sont maintenues à leurs distances respectivesipar des forces qui sont^ virtuellement ou actuéHement^des forces de répulsion. Entre ees forces répulsives et la pression atmosphérique que supporte la vapeur^ Féquilibre s'é •* tablit dès que les molécules se trouvent placées respectivement à des distances convenables. Dans cet état d'équilibre^ rinter-* vention mon^ntanée d'une nouvelle force peut obUger les molécules à se rapprocher davantage^ mai» elles reviennent à leurs premières positions dès que la force cesse d*agir ; et il en serait ainsi dans le cas où cette force aurait eu^ au con^ traire^ pour effet momentané d'augmenter Fécartement mutuel des molécules. Mais ces remarques ne sont pas applicables aux atomes constituants.

Je dois vous dire que nous touchons ici à la limite extrême de la physique moléculaire^ que j'entreprends de familiariser vos esprits avec des idées qui n'ont pas encore obtenu un crédit universel^ qui n'ont pas cours généralement^ même en chimie^ et que plusieurs chimistes ont pu jug^ insoutenabtes. Mais^ qu'elles soient soutenables ou insoutenables^ il est in^ contestablement d'une haute importance scientifique de les discuter. Arrêtons-nous donc à considérer nos atomes groupés ensemble pour former une molécule. Chaque atome est tenu séparé de ses voisins par une force répulsive ; mais alors pourquoi la répulsion n'a-t-elle pas pour effet de rompre l'association des atomes et de les disperser? Les mdécules s'éloigneiït lés unes des autres (juand on dimini^ ou qu'on

sopprime leur pression extérieure; pourquoi n'en estrfl pas ainsi des atones? C'est qu'entre deux atomes voisins il t a (^e«âp forces en action^ Tune attractive et Tautre r^nlsive^et pe la position de chaque atome^ sa portion rdativement k ses voisins, est déterminée par l'équilibre de ces deux forces. Si les atomes se rapprochent un peu trop, la répulsion prédomine et les éloigne; s'ils s'écartent trop, c'est l'attraction qui devient prédominante, et le rapprochement des atomes s'ensDit. Le point où l'attraction et la répulsion sont précisément égales est pour les atomes leur position d'équilibre. ^ Ton ne suppose pas un froid absolu, et le froid absolu n'existe pas dans le coin de Punivers que nous habitons, les atomes sont dans un état perpétuel de vibrations, ces vibrations n'étant que des écarts alternatif, en sens contraire, des positions d^équilibre.

kn sein d'une vapeur ainsi constititée, nous avons mainte- Bant à lancer un rayoù de lumière. Mais d'abord, qu'est-ce qu'un rayon de lumière? C'est une lai^s^e ûle d'ondes innombrables, excitées et se propageant dans un milieu élastique d'une ténuité presque infinie, qui rempUt tout l'espace et qu'on nonmie l'éther. Ces ondes de lumière ne sont pas^outes de même grandeur, quelques-unes sont beaucoup plus longues que d'autres; mais toutes se meuvent avec la même rapidité dans l'espace, de même que les ondes sonores d'inégales longueurs se propagent avec une égale vitesse dans Tair. Il suit de là que les ondes les plus courtes doivent se succéder plus rapidement les unes aux autres que les ondes les plus longues. Les divers degrés de vitesse des (uides lumineuses qui viennent frapper la rétine ou le nerf optique donnent naissance, dans les impressions que nous en recevons, anz diverses coulmrs, U y a d'ailleurs dtô ondes également innombrables émises par le soleil et les autrescorps lumiueux.

qui atteignent la rétine sans y exciter la sensation de lumière. Si les longueurs des ondes excèdent une certaine limite^ ou si elles sont inférieures à une certaine autre limite^ elles n*ont pas la propriété, d'exciter la vision. Nous devons noter particulièrement et inculquer dans nos esprits que le pouvoir de produire la lumière ne dépend pas tant de la force ou amplitude des ondes que de leurs périodes de récurrence, Tû laissé souvent pénétrer dans mes yeux des ondes tellement fortes qu'elles eussent instantanément et à jamais ruiné le nerf optique si leur force eût été distribuée différemment, et qui cependant ne me faisaient éprouver ni sensation de lumière ni aucune autre sorte d'impression, parce que leurs périodes n'étaient pas celles que demandait la rétine.

Vous possédez maintenant les premiers éléments des questions dans lesquelles nous aurons à nous engager. Et vous remarquerez que, bien que les masses et les mouvements considérés échappent par leur petitesse à toute appréciation de nos sens, les actions qui s'exercent sont soumises aux lois universelles et invariables de la mécanique, comme elles le seraient s'il s'agissait des masses ordinaires et d'ondes d'une grandeur sensible. Je ne crois pas qu'il existe, de nos jours, un esprit vraiment scientifique qui veuille établir une différence essentielle entre les phénomènes chimiques et les effets niécaniques. Les ims et les autres ne diffèrent réellement que par la grandeur des masses entre lesquelles ils se produident; mais sous ce rapport on pourrait remarquer une différence analogue, dans un sens inverse, entre la mécanique ordinaire et l'astronomie. Si l'on en juge par sa tendance actuelle, la mission future de la physique sera principalement d'opérer en chimie une grande réforme, en y substituant au chaos des phénomènes l'ordre et la généralité des lois de la mécanique. '

Quand une théorie nouvelle se produit dans un ordre quelconque d*idées^ qu'elle soit vraie ou qu'elle soit fausse^ il importe avant tout» pour la juger^ qu'on Texpose avec une parfaite clarté ;,car, pour découvrir Terreur ou la vérité d'une chose^ il faut d*abord connaître cette chose d'une manière précise. Conformément à cette maxime^ je m'appliquerai à m*expliquer clairement, et j'aborde ce qui concerne les ondes et les molécules de l'éther. Supposons qu'une onde ou une série d'ondes vienne choquer une molécule de manière à communiquer à toutes ses parties le même mouvement, la molécule se mouvra comme un tout indivisible; et puisque toutes les parties prendront un momement commun ^ les atomes constituants n'en recevront aucune tendance à leur dissociation. Des mouvements différents sont nécessaires pour les dissocier ; c'est la seule cause mécanique qui puisse effectuer la décomposition de la molécule.

Mais des chocs d'ondes ou de séries d'ondes seront-ils toujours exactement distribués de telle manière qu'il en résulte une égalité parfaite d'impulsions sur tous les atomes de la molécule ? 11 est difûcile de l'admettre, car les atomes ont des poids différents, probablement aussi des grandeurs difiérentes ; tout au moins, il est à peu près certain que le rapport de la masse à la surface qui reçoit l'action des ondes est variahle d'un atome à un autre. S'il en est ainsi effectivement, ce qui me parait immensément probable, chaque onde qui passe sur une molécule tend à la décomposer, elle tend à emporter les atomes les plus légers, ou qui lui présentent une plus grande surface, en les séparant de leurs compagnons plus lourds ou mieux préservés de son action. Deux atomes placés ainsi dans des conditions différentes sont, en quelque sorte, comme un passager qui se tient sur le pont d'un nayire» et le navire lui-même. Aussi longtemps que l'un et

l'autre partagent également les mouvements du vent et de ia mer, aucune cause n'agit pour les séparer ; dans le langage chimique^ ils sotit à i'état de combinaison. Mais une vague qui passe sur le pont trouvé moins de résistance dans Thom* me que dans le navire; en conséquence^ Phomme est emporté^ et Ton peut dire qu'il s'opère une décomposition.

Les molécules composées sont donc rigoureusement décomposables par les ondes de Féther; le fait est possible en luimême^ et il se présente à nos esprits sous les dehors d'une certaine probabilité. Mais un examen plus sévère des éléments de la question va nous conduire à dégager la véritable valeur de cette idée. Un fait d'abord bien remarquable^ c'est que les ondes qui ont été reconnues jusqu'à ce jour les plus efficaces pour opérer la séparation des atomes^ sont précisément celles qui ont le plus faible pouvoir mécanique. Si l'on me permet une comparaison grossière, de grandes vagues sont impuissantes à produire des efiets qu'on obtient par une succession de petites rides à la surface de l'éau. Les rayons violets et ultra- violets de la lumière du soleil sont doués au plus haut degré de la propriété d'effectuer les décompositions chimiques; et comparativement avec les rayons rouges et ultra-rouges, ces rayons chimiques n'ont, pour ainsi dire, qu'une énergie mécanique infinitésimale. Il est probable que, dans certains cas, cette énergie devrait être multipliée par des inillions pôur égafler celle des rayons ultra-rouges ; et cependant ceux-ci se montrent dépourvus de toute action, là où les autres produisent de grands efiets. Nous remarquerons ici une frappante similitude entre les molécules chimiques et la irétin» de l'œil humain, èous le rapport de leur impressionnabilité par la lumière. Les rayons émanés d'une bougie située à la distance d'iâi kitemètrè, ont une énergie .|dtt» ^ue suffisante pol»r exit^ en nous ia sei^ation de luiAîèref

isûûâïi que des ondes d*atKe période difiérente^ dont Fénergie (Famptitude) était vingt millions de fois plas grande, n'ont produit sur la rétine qui en recevait le choc aucune sensation de lumière, ni aucun effet de nature quelconque, — mécanique, physiologique, chimique on thermique.

D'où vient donc le merveilleux pouvoir de ces petites ondes pour rompre les liens de l'union chimique? Puisqu'il n'est pas un résultat de leur force, il doit être, comme la sensation de la vision, un effet de leurs périodes de récurrence; et pelques explications vous feront comprendre que c'est réellement dans ces périodes que réside la cause des phénomènes. Le choc d'une seule onde ne produit sur un atome ou sur une molécule qu'un effot infinitésimal. Pour produire un effet sensible, les impulsions successives doivent s'aecumukr, et leur accumulation n'est possible qu'autant qu'elles arrivent par périodes identiques avec les périodes du mouvement vibratoire que le choc a fait naître dans les atomes. Il est dair que si cette condition se trouve satisfaite, chacune des ondes successives rencontre l'atome exactement dans la position convenable pour que la nouvelle impulsion s'ajoute à la somme des impulsions précédentes. L'effet mécanique est parfaitement semblable à celui que produit un enfant lorsqu'il met en mouvement une escarpolette, par une suite d'impulsions appliquées à des intervalles convenables. Un seul battement du pendule d'une .horloge n'a pas d'effet sensble sur un autre pendule de même longueur d'une hork^e à l'état de repos ; mais une successicm de battements produit une accumulation d'effets dont la somme finit par devenir sensible, et a même pour résultat de faire marcher la seconde horloge. De même encore, une seule onde d'air qui rencontre un lourd diapason ne lui conmiunique pas un mouvement appréciable, ne lui fait rendre, par conséquent.

un son perceptible; mais les chocs répétés d'une série d'ondes se succédant en périodes concordantes avec celles de ses propres vibrations, parviennent à le rendre sonore. Je pense que c'est là le point de vue sous lequel nous devons envisager l'action chimique de la lumière. Les faits et la raison s'accordent pour établir que la dissociation des atomes est due à l'acôumulation d'impulsions qui résulte de leur synchronisme avec les ondes les plus courtes de l'éther. Je suis convaincu que telle est la véritable cause mécanique des décompositions qui s'effectuent sous l'influence de la lumière.

Revenons maintenant à ce nuage denâ transparent qui est apparu dans le tube à expériences dont je vous ai parlé, et tâchons d'appliquer à ce phénomène les considérations que je viens de vous exposer. On savait depuis longtemps que la lumière opérait la décomposition d'un certain nombre de corps. L'iodure de méthyl ou d'éthyl, par exemple, dont la transparence est parfaite, devient brun et opaque sous l'influence de la lumière, par suite de la précipitation de l'iode. L'art de la photographie est fondé sur les actions chimiques de la lumière; en un mot, les effets que les considérations théoriques précédentes nous permettaient de prévoir ne sont pas seulement probables, ils sont admis comme des résultats de l'oLservation.

Mais la méthode suivie dans les expériences qui ont donné lieu à l'apparition du nuage, et qui consiste simplement à soumettre les vapeurs de substances volatiles à l'action de la lumière, en même temps qu'elle donne aux expériences une belle forme, nous permet d'étendre beaucoup les opérations de la lumière, ou plutô' de l'énergie du rayonnement, considéré comme agent chimique. Elle nous fournit aussi un moyen de mettre en évidence^ dans nos laboratoires, des

actions qui ne se produisaient jusqu'ici que dans le laboratoire de la nature. Je me propose maintenant de vous rendre témoins de quelques-unes de ces actions qui sont susceptibles d'être rendues visibles; et de devenir visibles par suite de ce fait que^ dans un grand nombre de cas^ une ou plusieurs des substances dont la lumière effectue la dissociation^ sont relativement non volatiles. Ces produits de la décomposition exigent^ pour se maintenir à l'état de gaz^ une température plus élevée que celle qui suffit à la vapeur dont ils proviennent. Si donc leur température est au-dessous d'une certaine limite^ ils se précipitent en globules liquides^ «t donnent ainsi naissance au nuage qu'a fait apparaître Taction de la lumière.

Cela dit, je procède aux expériences. Voici un petit flacon, fermé par un bouchon que traversent deux tubes de verre. Le premier de ces tubes se termine immédiatement audessous du bouchon, tandis que Tautre descend jusqu'au fond do vase et plonge dans un liquide transparent qui forme une couche d'environ trois centimètres de hauteur. Le liquide est du nitrite (Tamyly substance dont chaque molécule contient 5 atomes de carbone, il d'hydrogène, i d'azote et 2 d'oxygène. Les ondes de notre lumière électrique, agissant sur ce groupe d'atomes, en rompent immédiatement les liens. Le grand tube horizontal que vous voyez est celui que je noname « tube à expériences; » il communique avec le premier tube de notre flacon par un robinet à l'aide duquel on peut intercepter ou rétablir cette communication. Le second tube, celui qui descend jusqu'au fond du flacon, se rattache à un tube en U, rempli de fragments de verre sur lesquels on a versé de Facide sulfurique. Le tube en U se ternaine par un tube moins large bourré de coton. Notre lampe électrique est placée à une des extrémités du tube à expériences^ dans

lequel on a fait le Tide au moyen de cette machine pneumatique. Nous voici prêts pour l'expérience.

rouvre doucement le robinet. Qu'arrive-t-il î L*air de cette salle s'introduit d*abord dans le tube bourré de coton^ qui arrête les innombrables corpuscules organiques et inorgani* ques qui forment la poussière flottant dans Tatmosphère. Ainsi nettoyé^ il passe dans le large tube en U^ et il y est desséché par Tacide sulfurique. Il poursuit sa route par le tube étroit relié au précédent^ descend au fond du petit flacon^ pénètre dans le liquide^ d*où il s^élève à la surface en bouillonnant et se chargeant de vapeur de nitrite d'amyl. Enûn^ le mélange d*air et de vapeur arrive jusque dans Tintérieur du tube à expériences.

Mais dans cet étài, le tube est toujours^ pour nos yeux, absolument vide^ nous chercherions vainement à y découvrir quelque chose de nouveau. L'air et la vapeur sont tous les deux invisibles. La lentille de la lampe est placée de manière à rendre le faisceau défrayons lumineux légèrement convergent; le point de convergence, ou le foyer, se trouve dans la vapeur, à peu près au centre du tube. Vous remarquerez que le tube restera obscur pendant un instant après que la lampe sera devenue lumineuse, mais cet instant sera si court qu'à peine vous pourrez l'apprécier. La lampe électrique est allumée ; le tube semble encore vide; puis tout à coup apparaît un nuage blanc, donc le vif éclat chasse les ténèbres. De fait, que s'est-il passé? Sous l'action des ondes de Féther, les molécules de vapeur d'amyl se sont décomposées, leurs éléments constituants ont été violemment séf^arés; ne pouvant conserver l'état de gaz, ces éléments se résolvent en une pluie de globules, qui prennent sur le passage des rayons Taspect d'un fer de lance lumineux. Nous voyons Ici se vérifier ce principe élémentaire^ que les rayons lumineux, si

intêofles qu*il8 puissent étre^ ne sont visibles que par la rencontre de quelque corps opaque, qu'ils rendent plus ou moins brillaaat. Uespace, traversé par les rayons qui émanent du soleil et des étoiles, n*en est pas moins invisible. L'éther luimême, qui remplit l'espace, et dont les mouvements constituent la lumière^ ne saurait nous apparaître comme un corps visible.

Vous n'apercevez aucun nuage dans l'extrémité du tube à expériences opposée à la lampe. Il y 'a là, cependant, de la vapeur de nitrite d'amyl, mais elle n'est pas affectée par les rayons qui la traversent. Concentrons davantage la lumière, en la recevant sur un miroir concave d'argent, qui la renverra dans le tube. Un cône de lumière d'une prodigieuse intensité traverse le tube, et néanmoins vous n'y voyez pas de précipité, pas une trace de nuage. Quelle en est la raison? C'est que la très-petite partie de la lumière qui est apte à décomposer la vapeur est totalement épuisée par son action sur la portion antérieure, et presque à l'entrée du tube. La grande masse de lumière subsistant après le tamisage, qui en a séparé les rayons efficaces, est dépourvue de toute action sur les molécules de nitrite d'amyl. La distinction établie déjà entre l'influence de \dL période (nombre de vibrations) et celle de l'énergie (amplitude) se trouve ici confirmée d'une manière frappante. Entre ces deux influences, il n'y a pas seulement une différence essentielle et caractéristique, mais le plus étonnant contraste : car la partie inefficace de la lumière a plus d'un million de lois l'énergie de la partie efficace. Nous nous i^appelons d'ailleurs que la seconde, celle qui est pour nous l'énergie utile, et qu'on pourrait appeler l'énergie spécialement relative aux atomes, est l'apanage exclusif des plus petites ondes lumineuses. Je renverse le tube à expériences, de uianière à présenter la vapeur de son autre extrénùté à

Taction des rayons non tamisés, vous voyez un nuage trèsfin se fonner instantanément par précipitation.

La lumière du soleil opère aussi la décomposition de la vapeur de nitrite d'amyl, comme l'a démontré Texpérience que je vais rapporter. Une petite chambre de l'Institution royale, où le soleil pénétrait, fut rendue obscure, et l'on y laissa entrer seulement un faisceau de rayons de cet astre par une lucarne du volet. Les rayons traversaient une lentille convergente placée sur leur passage^ d'où résultait un cône lumineux que la poussière flottant dans Tair de la chambre rendait visible. Un tube à expériences, rempli de vapeur de nitrite d'amyl, fut ensuite disposé de manière à recevoir, par une de ses extrémités, ce cône de lumière, et aussitôt Ton vit se former avec abondance le précipité nuageux, au moins dans la partie voisine de l'entrée des rayons. La vapeur située en arrière était protégée contre Faction décomposante par la vapeur située en avant, mais elle donna lieu au même phénomène que celle-ci, par un simple renversement do tube.

Arrêtons-nous un moment, pour jeter un regard sur le chemin que nous avons déjà parcouru. D'abord, nous sonunes partis de quelques définitions. Une vapeur, vous ai-je dit, est une agrégation de molécules qui se repoussent mutuellement, mais dont la force expansive est contrebalancée par une pression extérieure. Une molécule est une agrégation d'atomes, dont chacun est tenu en équilibre par deux forces directement opposées, et qui toutefois oscillent perpétuellement autour de leurs positions d'équilibre. Un rayon de lumière est une série d'ondes innombrables de l'éther, parmi lesquelles il en est, comme nous l'avons démontré, qui ont le pouvoir d'exercer une action chimique; cette action chimique dépend beaucoup moins de la grandeur des ondes^ ou de I^

amplitude, que de leurs périodes de récurrence. La lumière est tamisée par la vapeur qu'elle décompose, en ce sens qu'elle perd les rayons qui ont servi à effectuer la décomposition. Enfin, tous les effets produits par la lumière électrique peuvent Fôtre également par la lumière du soleil.

Il vous importe particulièrement de vous rendre familière cette idée, que tout effet chimique dû à l'action d'un rayon implique nécessairement la destruction de ce rayon. Mais le mot rayon ne peut plus nous satisfaire ; il est temps de bannir de Dotre langage toutes les expressions qui n'ont pas une signification exacte et précise. En conséquence, au lieu de rayons, nous dirons des ondulations éthérées ou lumineuses. Cette nouvelle expression explique presque d'elle-même le fait que je recommandais à votre attention : les ondes ne produisent des effets chimiques qu'en cédant leurs propres mouvements aux molécules ou à leurs atomes constituants. Mais sur ce dernier point, nous avons tranché une importante question de physique moléculaire, qui peut s'énoncer en ces termes : — Lorsque des ondes d'éther rencontrent une vapeur composée, est-ce aux molécules proprement dites, ou est-ce à leurs atomes que les ondes transmettent leur» mouvements? Nous avons admis que c'est aux atomes, car si les atomes euxmêmes n'étaient pas ébranlés, comment expliquer leur séparation violente. Cependant, la question est digne d'un nouvel examen, elle est d'ailleurs susceptible d'un nouveau genre d'épreuve, dont vous apprécierez vous-mêmes toute la portée.

Ainsi que je l'ai déjà dit, les molécules sont en équilibre sous l'action simultanée de deux forces, leur répulsion mutuelle et une pression extérieure. Si elles vibrent, leur vitesse de vibration doit dépendre de la force élastique qu'elles exercent mutuellement l'une sur l'autre. Tout changement qui survient dans cette force doit modifier la vitesse de vibra-

tion, et cette modifieatioa subie> les molécules ne peuvent plus détruire les ondes qu'elles détruisaient auparavant. Gda posé^ la force élasti<iae qui s'exerce entre deux molécules éprouve un changement considérable dans une vapeur qui passe à Tétat liquide. Donc^ si le liquide détruit les mêmes ondes que sa vapeur, c'est une preuve que la destruction des ondes ne doit pas être attribuée aux molécules. 11 faut que ce point important soit parfaitement éclairci. Les ondes détruites sont celles dont les vibrations sont synchrone avec celles des molécules ou des atomes qui reçoivent le choc. C'est un principe qu'on exprime quelquefois en disant que les corps rayonnent et absorbent les mêmes rayons^ et qui est devenu la base de l'analyse spectrale; c'est la grande loi que Kirchbofi a si heureusement fait servir à l'explication des lignes de Fraunhofer, comme à la détermination de la composition chimique de Tatmosphère du soleil. Nous sommes donc bien fondés à c(Hiclure que^ si les ondes détruites sont les mêmes avant et après le passage de la vapeur à l'état liquide^ les molécules, dont la vitesse des vibrations a totalement variée ne peuvent être le siège de l'absorption des ondes ; et que^ par conséquent^ le mouvement ondulatoire n'a pu être transmis qu'aux atomes^ dont la vitesse de vibration est restée Invariable. Il ne s'agit plus maintenant qne d'interroger l'expérience^ pour savoir si, en efiet, la vapeur et le liquide exercent la même action sur les ondes lumineuses.

Dans ce but. Je place en avant de ce tube à expéri^ces, chargé de nitrite d'amyl en vapeur, un petit flacon large de 6 millimètres, rempli de nitrite d'amyl à l'état liquide. Je fais jaillir un filet de lumière électrique, qui traverse successivement le liquide et la vapeur. Et vous voyez <]pie les rayons lumineux, malgré toute la puissance que nous leur avons re-

coDxme^ ne produisent aneiin effet sur hi vapeur. Le liquide a intercepté toutes les ondes efficaces. J'enlève le liquide; à rinstant même l'action chimique commence^ et preque aussitôt nous voyons paraître le nuage brillant^ précipité par une partie de la lumière^ et éclairé par Tautre. Je remets le liquide en place^ et Faction chimique cesse immédiatement. Je renlève de nouveau^ et Taction recommence. G*est ainsi que nous pénétrons dans ce monde mystérieux des molécules et des atomes.

L'air^ qui nous a servi de véhicule pour Tintroduction de la Tapeur dans le tube à expériences^ peut être remplacé par l'oiygène, Thydrogène ou Tiaizote. Dans l'hydrogène, le nuage tombe^ en raison^ sans doute^ de la grande légèreté de ce gaz. Cette chute semble confirmer^ sans la démontrer cependant^ l'opinion suivant laquelle les nuages de notre atmosphère doifent être formés de vésicules ou de petites vessies vides^ et non de globules pleins^ sans quoi ils ne pourraient flotter. Voici un tube à expériences rempli de nitrite d*amyl> qu'on a introduit avec de l'hydrogène. La lumière électrique y détermine Tapparition d*un précipité nuageux peu épais^ dont la couleur blanche est légèrem^t bleuâtre. Quelques coups dépistons de la machine pneumatique enlèvent le nuage en laissant un reste de vapeur^ et un petit faisceau de rayons âectriques fait paraître un second nuage plus délicat que le premier. Ces effets peuvent se répéter ainsi une demi-douzaine de fois^ et ils laisseront subsister encore assez de vapeur pour la production d'un nuage aussi remarquable par la suavité de ses teintes que par Fexquise déUcatesse de sa contexture.

Au lieu du nir rite d'amyl, on peut soumettre à la même expérience^ et avec un égal succès, beaucoup d'autres substances, qui étaient considérées jusqu'à ce jour, ainsi que le nitrite d'amyl lui-même, comme chimiquement inaltéraMes

par la lumière. Je prendrai pour exemple une seule de ce8

autres substances^ parce que ses effets sont identiques avec un des grands phénomènes de la nature. Vous savez qae notre atmosphère contient du guz acide carbonique^ qui sert de nourriture au monde végétal tout entier. Le soleil ne peut décomposer ce gaz que lorsqu'il a été aspiré par les feuilles des plantes. Dans les feuilles^ ce gaz est en contact^ ou en proximité intime^ avec des substances qui sont toutes prêtes à s'emparer de Fun de ses éléments^ à mesure qu'ils sont rendus libresf Dès qu'il y a un commencement de dissociation des éléments sous Finfluence des rayons solaires, le carbone est saisi et assimilé par la feuiUe, tandis que l'oxygène se déverse dans Tatmosphère.

Voici maintenant le tube à expériences chargé de vapeur dérivée d'un certain liquide qu'on nomme nitrite de buthyl. L'air a été le véhicule de la vapeur^ et dans cet état^ quelle que soit l'intensité de la lumière^ l'action chimique esta peine sensible. Mais j'introduis dans le tube une série de bulles d'air qui ont traversé un bain d'acide chlorhydrique, et j'y laisse jaillir une seconde fois la lumière électrique. Vous voyez immédiatement se produire un précipité nuageux d'une énorme densité, et l'action a été si rapide qu*il nous a été difficile d'observer l'instant d'obscurité qui subsiste après l'introduction des rayons lumineux. Celte prodigieuse augmentation d'effet est due visiblement à la présence de l'acide chlorhydrique. De même que la chlorophyle, dans les feuilles des plantes, absorbe un des éléments de l'acide carbonique, l'acide chlorhydrique s'empare de l'une des parties constituantes du nitrite de buthyl, au fur et à mesure que s'opère leur dissociation par l'action de la lumière électrique.

Dans ces expériences, la lumière nous a servi à deux fins : une petite partie des ondes lumineuses s'est employée à dé-

composer les yapeurs, et tout le reste^ ce ^e nous appelons la grande masse de lumière^ rendait visible le précipité résultant de cette décomposition. Nous pouvons augmenter indéfiniment la ténuité des particules nébuleuses^ par une réduction suffisante de la quantité de vapeur soumise à Fexpérience. Si la vapeur est assez raréfiée^ les particules du nuage sont d*abord d'une telle ténuité que le microscope le plus puissant ne les rendrait pas visibles; leur diamètre^ probablement, pourrait s'évaluer en millionièmes de millimètre. Mais elles grandissentd'une manière remarquable; la lumière qu'elles réfléchissent prend aussi graduellement plus d'intensité, et en ce moment elle éblouit nos yeux, elle remplit tout ce vaste amphithéâtre. Pendant leur croissance, ces particules montrent souvent une magnifique irisation. J'ai vu quelquefois dans les Alpes des effets d'irisation dont j'étais émerveillé, et qui cependant étaient loin d'égaler ceux que nous obtenons dans nos laboratoires. Mais nous n'avons pas actuellement à nous occuper d'irisation, et nous devons aborder une autre matière : je me propose de vous entretenir de deux sortes de phénomènes qui se posent comme des énigmes devant le météorologiste; je veux parler de la couleur bleue du ciel et de la polarisation de la lumière.

Qu'il me soit permis de dire brièvement que je n'aurais pas porté de sitôt mes recherches sur ces deux sujets, si Je n'y avais été stimulé par la correspondance d'un savant illustre. Voici un passage d'une lettre que m'adressait sir John Herschel, et qui se rapporte aux effets de lumière dont vous venez d'être témoins : « Ces phénomènes de rayonnement appellent les recherches des théoriciens, et spécialement les vôtres. Je suis charmé de voir qu'ils attirent votre attention sur la couleur bleue du ciel, et je le serai encore beaucoup plus si vous y trouvez une explication satisfaisante, de la po-

larisation de la lumière qud nous reavoie la voûie atmosj^érique. i» le me laissai persuader^ et je me sentis même animé d'un désir ardent de coatribuer^ si cela était possible^ à élucider une question sur laquelle les hommes les plus autorisés ont émis les opinions les plus divergentes.

Occupons-nous d'abord de la couleur du ciel. Gomment est-elle produite^ et comment pourrons-nous la produire? Sous le rapport de son origine^ elle se trouve dans une condition particulière. En général^ la lumière d'un corps résuite d'une certaine décomposition de la lumière blanche. Âinsi^ par exemple^ un verre est bleu^ parce que sa substance^ ou sa contexture moléculaire, a la propriété d'éteindre le rouge, le jaune et le vert de la lumière blanche qui rencontre asL surface, et de ne livrer passage qu'aux rayons bleus. Une fleur de géranium est rouge, parce qu'dle éteint tous les rayons autres que les rouges, et que par conséquent -ces derniers sont les seuls qu'elle réfléchisse. De telles couleurs sont nommées des couleurs d^absorption. Hais ce n'est pas ainsi que se forme la couleur du ciel. Ce bleu d'azur qui n'est identiflé, dans nos expressions» avec notre firmament, est une lumière totalement réfléchie. Si l'atmosphère ne contenait aucune substance propre à léflédiir les rayons solaires, le fond bleu n'existerait pas, et nos regards plongeraient indé- ^iment dans les abitnes obscurs de l'espace. La réflexion de cette couleur est efiectuée par des particules incolores, et die ne dépend que d'une seule condition, qui consiste dans une extrême petitesse de ces particules. De toutes les ondes vi« suelles émises par le soleil, les plus courtes sont celles qui correspondent à la couleur bleue. Or, de petites particules ont plus de pouvoir sur ces petites ondes que sur les grandes^ et par conséquent la couleur blçue devra prédominer sur la lumière qu'elles auront réfléchie. La tdnte cramoisie dont se

revêtent les Alpes matin et soir est due^ au eontraire^ à de la lumière trammise, <^est à-dire à de la lumi^ qui a fait un long trajet dans Fatmosphère, et perdu les rayons bleus ^ que des réflexions successives ont disséminés dans Tespace. En réglant convenablement la quantité de vapeur soumise à Taction de la lumière^ on peut obtenir^ comme je vous Pai dit^ des particules nui^euses de toutes dimensions^ depuis le degré de petitesse infinitésimale et ultra-microscoiûque^ jusqu'à Tordre de grandeur qui les rend parfaitement visibles. Or^ dans la période de leur croissance et de leur développement graduel, il y a une époque où elles donnent du bleu, même un bleu magnifique, qui ne le cèd^paa^ en profondeur et en pureté, à celui du beau ciel de Tltalie. Commenç^ms par établir ce fait.Un baromètre a été annexé au tube à expé? rienees, et il indique, par la bauteur de la colonne mercuildle, qu'on y a fait le vide. J'introduis dans ce tube une petite quantité d'air mélangé ^ vapeur de oitcite de butby^ suffisante seulement pour faire descendre le mercure de {% dixièmes de mUlimètre; cela revient à dire q^ te mélange d'air et de vapeur exerce une pression égale à ^ environ de la pression atmosphérique ordinaire. J'ajoute maint^iant un mélange d'air et d'acide chlorbydrique, qui augmente de 12 millimètres la dépression de la colonne de mercure, et dans le mélange total ainsi composé, je fais agir la lumière électrique. L'effet se produit lentement; peu à peu cependant le tube s'iHumiDe, et il nous offre un nuage dont la couleur bleue est parfaitement caractérisée. Nous voyons cette couleur atquérir graduellement plus d'intensité, plus d'éclat et de pureté; elle atteint un maximum de force et de sj^^ndeur; puis elle passe insensiblement au clair et au blanc. L'expé^ rience peut être répétée sur d'autres substances, douées des propriétés optiques ou chimiques les {dus diverses, et daas

chaque cas on verra le nuage naissant ou commençant reproduire la couleur bleue. La conséquence est manifeste^ et nous autorise à formuler ce principe général^ que les particules extrêmement petites^ incolores en elles-mêmes^ quelles que soient les propriétés optiques de la substance prise en masse^ sont aptes à produire la couleur bleue du firmament.

J^aborde maintenant une autre question, qui se rapporte également à l'optique atmosphérique, mais d'un caractère plus subtil et plus caché encore que sa couleur bleue; je veux dire le beau et mystérieux phénomène de la polarisation de la lumière du ciel. La polarité d'un aimant consiste en ce qu^il possède deux pâles, deux points ordinairement considérés comme ses extrémités, où résident des forces de directions opposées. Les forces polaires, ainsi que vous le savez tous, se manifestent spécialement par des attractions et des répultions. On a donné le nom de polarisation à une sorte de bilor téralité, dont Huyghéns avait remarqué quelques indices qui furent commentés par Newton; et dont la découverte appartient au physicien français Malus. La reflexion de quelques rayons de lumière par les vitres d'une fenêtre du palais du Luxembourg fut, pour le géniede Malus, Toccasion de cette grande découverte. Toutefois, on attache aujourd'hui à la polarisation une idée différente de celle qu'on s*en était formée du temps de Malus, dans un état encore trop peu avancé des théories de Toptique. Le son que produit une détonation d'arme à feu se propage dans l'air par une suite d'ondes uniformes. Toutes les couches d'air sphériques qui ont pour centre commun le point d'explosion sont mises en mouvement l'une après l'autre, chacune d'elles transmettant son mouvement à la suivante, et revenant à sa position d'équilibre. Ainsi, toute molécule d'au: qui se trouve sur le passage d'une onde fait simplement deux petites excursions en sens con<

traire^ et les vibrations qui résultent de la répétition de ces excursions s'exécutent suivant la même direction que la propagation des ondes sonores. On dit en conséquence que ces vibrations sont longitudinales. Dans le cas de la lumière^ au contraire, les vibrations sont transversales ; c'est-à-dire que les molécules de Téther vibrent perpendiculairement à la ligne suivant laquelle se propagent les ondes de lumière. Sous ce rapport, les ondes lumineuses ressemblent mieux que les ondes sonores aux vagues de la mer, ou aux rides d'une nappe d'eau. Dans le cas d'un rayon ordinaire de lumière, les vibrations de l'étber s'exécutent suivant toutes les directions perpendiculaires au rayon; mais si \e rayon cboque obliquement la surface plane d'une vitre ou autre surface plane de verre, comme dans l'expérience observée par Malus, la partie réflécbie de ce rayon ne vibrera plus également dans toutes les directions. Si, en outre, la réflexion s'est faite sous un cer^ tain angle, les vibrations n'auront plus lieu que dans un seul plan et la lumière ainsi comformée ou modifiée s'appelle lumière polarisée dans un plan.

Un rayon Imnineux qui traverse du verre ordinaire exécute ses vibrations dans l'intérieur de ce verre exactement comme dans l'air, ou comme dans l'étber de l'espace. Mais il n'en est plus ainsi lorsque le rayon traverse certains cristaux transparents. Les cristaux ont aussi leur bilatérallté ; leur constitution moléculaire est telle qu'elle ne souffre de vibrations que suivant certaines directions déterminées. 11 y a, par exemple, un cûstalbien connu, la tourma.ine, qui se montre décidément bostile à toutes les vibrations dirigées perpendiculairement à Taxe du cristal; il les éteint immédiatement, tandis qu'il laisse passer avec une entière liberté les vibrations parallèles à Taxe. En conséquence, un rayon de lumière qui a traversé une épaisseur quelconque de ce cristal^ en sort

polarisé. Le même fait s'observe dans le beau cristal nommé spath d'Islande^ ou spath à double réfracticHi. Suivant une certaine direction^ et une seule^ il montre le peutralité du verre; mais tout rayon lumineux qui ne suit pas cette direction particulière se dédouble^ ou se divise en deux rayons dis* tincts^ dont les vibrations s'accomplissent dans deux plans à angles droits.

Nicol à trouvé un moyen très-ingénieux de se débarrasser de Fun des rayons polarisés qui résultent du dédoublement d'un rayon ordinaire dans le spath d'Islande. Ce moyen consiste dans remploi d'un prisme en spath^ auquel on a donné le nom de son inventeur. Le prisme de Nicol peut polariser un rayon de lumière, et si ce rayon était d'avance polarisé, le prisme, dans une position particulière, l'intercepte^ tandis que, dans toute autre position, il le laisse passer.

D^ nous avons un peu éclairé la route qui doit nou9 coaduire à l'examen de la lumière du ciel. Quand on regarde le ciel avec le prisme de Nicol, en tournant l'instrument autour de son axe, on remarque des variations de clarté considérables, qui dépendent à la fois de la position du prisme et des points du firmament vers lesquels on le dirige. Dans certaine position du prisme et pour certains points, on trouve que la lumière semble totalement transmise par le prisme. Si, à partir de cette position, on fait tourner le prisme sur son axe, la clarté diminue jusqu'à ce que l'angle décrit soit de 90 degrés. Si le prisme a la position la plus avantageuse, on obtient Tefifet de clarté maximum en regardant le ciel suivant une direction perpendiculaire aux rayons du soleil, c'est-àdire à la ligne droite qui va du soleil au lieu de l'observation. Permettez-moi maintenant de vous communiquer les résultats de quelques observations que j'ai faites, il y a peu de joursi sur le sommet de la colline de Primerose» Le soleU était

près de se coucher^ et de petits nuages légers^ d'une teinte neutre^ flottaient dans l'air. En faisant varier la position du prisme^ et observant toujours les nuages transversalment aux traînées des faisceaux solaires, on les voyait tantôt comme des nuages blancs sur un ciel obscur, tantôt comme des taches noires sur un fond brillant. Dans une de ses positions l'instrument éteignait presque toute la lumière du ciel, et alors, par contraste, les nuages paraissaient blancs; ensuite, une rotation .de 90° rendait au ciel tout son éclat, et f efiet inverse du précédent se produisait. '

Ces expériences démontrent que la lumière bleue du ciel est polarisée, et que la direction de polarisation maximum est perpendiculaire aux rayons du soleil. Car il est certain que si cette lumière était de môme nature que la lumière ordinaire du soleil, le mouvement angulaire du prisme n'y produirait aucun effet; elle traverserait le prisme indifféremment dans toutes ses positions. Lorsqu*elle est détruite en grande partie, c'est qu'elle est en grande partie polarisée.

Un rayon lumineux qui rencontre la surface d'une plaque de verre est polarisé par réflexion. Si l'incidence a lieu sous un certain angle, la polarisation est complète; pour tout autre angle elle est seulement partielle. Une belle loi découverte par sir David Brewster fournit un moyen facile de déterminer t angle de polarisation de toute substance diaphane dont on connaît l'indice de réfraction. Cette loi, qiïe Brev^ster déduisit dé ses expériences,est confirmée par la théorie des ondulations, et Ton peut s'en rendre compte par des considérations géométriques. Lorsqu'un rayon rencontre une plaque de verre, il est en partie réfléchi et en partie réfracté, comme s'il s'était dédoublé. Sous une certaine incidence, le rayon réfléchi et le rayon réfracté sont perpendiculaires l'un à l'autre, et alors l'angle d'incidence est l'angle de polarisation. La valeur dé

cet angle dépend de la nature du milieu diaphane : il est de 52° i;2 pour Teau, de 57<> 1/2 pour le verre et de OB'» pour le diamant.

Maintenant^ nous sommes en mesure d'attaquer les grandes difâcultés de la question qui nous occupe. Nous avons vu que, pour obtenir le maximum de polarisation de la lumière du ciel, il faut diriger les regards perpendiculairement aux rayons du soleil. C'est ce qu*on exprime quelquefois en disant que la polarisation maximum fait un angle de 90<> avec le soleil. Cet angle, qui est compris entre les rayons directs et les rayons réfléchis, se compose des angles d'incidence et de réflexion, et par conséquent il est double de l'angle d'incidence. Donc, l'angle d'incidence correspondant au maximum de polarisation du ciel est de 45% moitié de 90^. Ainsi, nous connaissons l'angle de polarisation atmosphérique maximum, et nous avons à nous demander quelle est la substance dont l'indice de réfraction correspond à cet angle de polarisation. Si nous la connaissions, nous serions fortement tentés de conclure que c'est elle dont les particules, excessivement ténues et disséminées dans l'atmosphère, produisent la polarisation de la lumière du ciel. Sir John Herschel remarque que, c( si l'angle de polarisation avec le soleil était de 76o au lieu de 90% Peau ou la glace pourrait être le corps réfléchissant, quelque invraisemblable que pût être l'existence de particules d'eau non vaporisée dans une atmosphère sans nuages, par un beau jour d'été. » Mais un angle de polarisation de 45<» correspond à un indice de réfraction égal à 1 ; cela veut dire qu'il n'y a pas de réfraction, et, par suite, qu'il n'y a pas de réflexion. Brewster et d'autres sont ainsi arrivés à la conclusion que le corps réfléchissant était Tair lui-même. Le docteur Rubenson, d'Upsal, a supposé égal à 90°, 2' l'angle compris entre les rayons directs et réfléchis, et la moitié de cet angle

est si près de Tangle de polarisation de l'air que Buchan^ dans son Traité de météorologie, y voit une confirmation de la conclusion de Brewster. Il est difficile cependant d'attacher à cette conclusion une signification bien précise. Quand de la lumière est réfiéchie, elle doit Tétre à la surface de contact de deux milieux inégalement réfringents. Mais, pour satisfaire à la loi de Brewster, la réflexion devrait être faite dans Tair et sur l'air lui-même, ainsi que l'observe John Herschel, qui ajoute : « Plus on creuse la question, plus on y trouve de difficultés. U est probable que la solution, quand on la trouvera, contiendra Texplication de la couleur bleue du ciel. »

Je vous ai entraînés, à ma suite, dans les profondeurs d*un véritable labyrinthe, et peut-être trouverez-vous qu'en cela j*ai montré plus de confiance dans votre capacité que de prudence et de sagesse. Je pense néanmoins que l'intelligence qui a puisé ses forces à une autre source, et les a exercées dans un autre ordre d'idées, peut très-bien s'intéresser à des questions de la nature de celles-ci, quelles que soient leur complication et l'obscurité qui les enyeloppe. Je n'ose pas espérer que vous ayez saisi tous les détails de cette discussion, mais tous ceux qui na'auront prêté une attention suffisante reconnaîtront l'importance du rôle qu'a rempli la loi de Brewster dans l'épreuve des théories relatives à la couleur et la polarisation de la lumière du ciel. Cette loi conduit à la conclusion extraordinaire déjà mentionnée, que la réflexion devrait s'effectuer à la surface de contact de deux milieux également réfringents, où cependant elle est aussi impossible que dans le cœur même d'un milieu optiquement homogène. Je me propose maintenant d'établir en votre pressée ces trois faits : i^ la couleur bleue du ciel peut être produite par les particules suffisamment petites de toute espèce de matière, en confirmation de nos premières expériences ; 2<» de telles par-

ticules peuvent produire une polarisation identique avec la polarisation du ciel; 3» la matière^ dans cet état de division extrême^ où les particules sont probdblemèiit plus petites dans leurs dimensions que les ondes lumineuses^ s'aôranchit comr plétement de la loi de Brewster^ la direction de la polarisâtièn maximum devenant absolument indépendante de Tangle de polorlsation^ tel que nous t'avons défini. Quant à la raison de ces faits^ je la laisse au compte de la théorie dés ondes lumineuses et de ses progrès futurs.

Dans ce tube à expériences^ dont la disposition vous est connue^ j'introduis une vapeur décomposable par lès ondeft de lumière. La pression du mélange d'air et de vapetir fait descendre la colonne mercurielle d'environ 21/2 centimètre». J'ajoute à ce mélange de l'air qui a traversé un baiti d'acide chlorhydrique, en quantité suffisante pour obtenir un surcroit de dépression de 74 centimètre^ j Suffisantes en d'autres termes^ pour que le tube soit plein sous la pression atmosphérique. Enfin^ je donne l'essor au jet de lumière électrique dans l'intérieur de ce tube. Pendant quelque temt)s on ù'âperçoit rien ; l'action chimique s'exerce indubitablement, et un commencement de condensation doit en être le produit ; mais les molécules qui se précipitent ne sont pas encore réunies en particules d'une étendue suffiéante pour réfléchir d'une manière sensible les ondes lumineuses. Ainsi que je l'ai dit précédemment, en me fondant sur dés résultats positif d'expériences, les particules engendrées par l'action chimique sont d'abord si petites que leur diamètre probablement s'exprimerait par des millionièmes de millimètre. C'est en se laissant guider pKr de telles considérations que notre vision intellectuelle plonge plus profondément dans le mdnde atomique, et nous montre, ehtre autres réâuliats théoriquesi combien nous sommes encore loin de la réalisation de Y^^ir

coDçu par Newton qu'un jour on parviendrait à rendre les molécules visibles au microscope. Mais pendant que je vous parle, vous voyez naître dans le tube à expériences une légère et tendre couleur bleue ; elle s'accentue et prend du corps; déjà elle rivalise avec les Peintes les plus riches du ciel le plus pur; mais les particules seraient encore invisibles au microscope. La couleur est uniforme, sans solutions de continuitéi et nous ne pouvons y distinguer les particules, pas plus qu6 nous ne distinguons les molécules dans un corps dont la couleur est due à une absorption moléculaire. Ce bleu est aussi profond et aussi foncé que celui du ciel pour Tobservateur placé sur un des soinmets les plus élevés des Alpes. Nous le voyons cependant prendre plus d'éclat, tout en conservant l'intensité de sa teinte ; puis enfin le blanc vient se mêler au pur azur, et annoncer ainsi que les particules ne sont plus assez petites pour ne réfléchir que les plus petites ondes (1). Le corps dont j*ai employé la vapeur était de llodure d'allyle, mais J'aurais pu aussi bien en prendre un autre, et le choisir arbitrairement dans une douzaine de substances placées deva&t moi. Vous avez vu ce que donne le nitrite de buthyl; le nitrite d'amyl,le bisulfure de carbone, le benjoin, rélher benzoïque, etc., reproduiraient la même couleur bleue. Dans tous les cas où de la matière passe lentement de l'état de molécules à l'état de masse, la transition est marquée par la production du bleu. Mais poursuivons nos expériences. — Vous m'avez vu examinant, à travers ce prisme de spath, la Couleur bleue du « nuage. » (A peine puis-je employer cette expression de nuage, tant sa contexiure et ses propriétés apparentes sont différentes de celles des nuages ordinaires.) Le

(1) Peut-être obtiendrait-on une image photographique aVant Tap^arition da bien, car les rajro&g ultra-bleus sont lés premiers réfléohis.

prisme est celui de Nicole et je voudrais que chacun de vous en eût un entre les mains. Eh bien^ ce bleu que je regarde maintenant devient^ si je puis le dire^ un fragment de ciel plus parfait que le ciel lui-même. Lorsque je regarde normalement aux rayons éclairants, de, même que je supposais précédemment qu'on regardait Fatmosphère normalement aux rayons directs du soleil^ j'obtiens, non-seulement une pqlarigation partielle, mais la polarisation parfaite ou totale. Dans une position du Nicol, la lumière bleue semble arriver à rœil sans rencontrer aucun obstacle ; dans une autre position, elle est absolument interceptée, et le tube à expériences est réduit complètement au vide optique. Derrière le tube on a tendu un morceau d'étoffe noire pour empêcher toute lumière étrangère de venir modifier les impressions de l'œil. Dans cette dernière position, le tube étant invisible, l'étoffe noire est vue telle qu'elle est. Si la lumière du ciel était polarisée avec la même perfection, et qu'elle fût observée avec un Nicol disposé convenablement^ le résultat pour l'œil ne serait pas un simple affaiblissement du rayonnement atmosphérique; la voûte plus ou moins lumineuse serait remplacée par les ténèbres de l'espace.

Le Nicol, d'après sa construction, a le pouvoir d'intercepter les vibrations qui s'effectuent dans une certaine direction, et seulement celles-là. Toutes les vibrations qui s'exécutent perpendiculairement à cette direction sont complètement éteintes, et quant aux vibrations obliques, leurs composantes parallèles à la même direction subsistent seules. On conçoit sans peine que, de la position que doit avoir le Nicol, soit pour transmettre, soit pour éteindre la lumière de notre nuage initial, on puisse conclure la direction des vibrations de cette lumière. Pour vous représenter plus facilement ces vibrations, supposez une ligne droite menée d'un point quelconque du

nage pârpendiçulairement au faisceau de rayons électriques loi éclaire le nuage. Les particules de l'éther le long de cette droite^ qui transmettent la lumière à l'œil^ vibrent dans ioe direction qui est à la fois perpendiculaire à la droite et m faisceau lunûneux. Et si d'autres droites en nombre quelnnque sont menées ainsi du même point du nuage^ comme les rayons d'une roue, les particules de Fétber sur chacune Telles oscilleront de la même manière. 11 s'ensuit évidemmeot que toutes les vibrations totalement polarisées doivent i^eiécuter parallèlement à un plan perpendiculaire à l'axe du nuage ou au faisceau lumineux. (Test là^ en effet, le plan ie vibration de la lumière polarisée. On peut également supposer un cercle décrit à la surface du tube à expériences et les cordes fixées aux divers points de sa circonférence. Si toutes les cordes sont tendues perpendiculairement au tube à Bxpériences et mises en vibration dans une direction perpen- Aieulaire à elles-mêmes et au tube, le mouvement des éléments ie ces cordes représentera le mouvement des molécules de Pétber. Je pense donc que chacun de mes auditeurs se fait loaintenant une idée parfaitement nette de ces vibrations. Notre nuage initial est virtuellement un prisme de Nicol^ et entre cette espèce de prisme et le Nicol réel nous pouvons produire tous les effets qu'on obtient entre le polariseur et Tanalyseur d'un polariscope. Par exemple, si l'on place entre |e Nicol et le nuage initial une plaque mince de sélénite, qui fist du sulfate de chaux cristallisé, on obtient les beaux phénomènes chromatiques de la lumière polarisée. La couleur l'une plaque de cette matière, comme peut-être vous le savez, dépend de 8on épaisseur. Si l'épaisseur est uniforme, la couleur est uniforme. Si, au contraire, la plaque est taiiiée en coin, l'épaisseur augmentant régulièrement à partir de Tarête qui figure le tranchant, la surface présente une magnifique

série de zones colorées parallèles à cette arête. La forûie qu^il convient le mieux de donner à la plaque pour obtenir cette succession de couleurs est peut-être celle qui fut imaginée par M. Darker^ de Lambeth^ cet homme de génie que notis avons eu le regret de perdre récemment. Une plaque de cette forme, comme celle que je tiens en main, est mince au centre, et son épaisseur va en augmentant vers la circonférence. En la plaçant entre le Nicol et le nuage, on obtient, au lieu d'une série de bandes rectilignes, un système d'anneaux splendidement colorés. Les couleurs sont les plus vives quand on regarde le nuage suivant une direction perpendiculaire à son axe. On observe précisément les mêmes phénomènei^ quand on regarde le bleu du firmament dans une direction perpendiculaire aux rayons du soleil.

Jusqu'ici nous avons éclairé notre nuage initial avec dé la lumière ordinaire, et nous avons trouvé qu'une partie de cette lumière, réfléchie latéralement par le nuage dans toutes les directions, était totalement polarisée. Mais silalunâèfeqoi pénètre dans le tube est polarisée, d'autres efiets doivent se produire, et nous allons les examiner. Entre la laorpe électrique et l'entrée du tube je placé ce beau prisme de Niôol, assez grand po^r recevoir et polariser tout le faisceau lumineux. La position actuelle du prisme est telle, que le plan de vibration des rayons qui émergent et qui tombent sur le nuage est vertical. Ctomment le nuage va-t-il se comportera l'égard de ces rayons ? Cet amas de petites particules, sans forme et sans structure, nous rend manifeste, de la manière la plus frappante, )a bilatéralité de la lumière. Il se montre incapable de réfléchir les rayons dans une direction verticale, soit ascendante, soit descendante, tandis qu'il laisse tout lenr essor aux rayons qui se réfléchissent horizontalement, éoit vers la droite, soit vers la gauche. Je changé maintenant U

^itioD 'du Nicol pol^ii^ur^ en le tournant autour de son ce de manière à rendre horizontal le plan de vlDration; et KM18 voyez que le nuage réfléchit librement les rayons lumineux dans les deux sens opposés de la direction verticale^ mais qu'il ne laisse plus partir aucun rayon de direction horizontale, à droite ou à gauche.

Examinons ce qui se passe à la surface d'une particule du nuage rencontrée par un rayon de la lumière électrique^ je réclame ici toute votre attention. Figurez-vous la particule comme une petite sphère. Nous nommerons axe de cette i^ère celui de ses diamètres qui coïncide en direction avec k rayon; en conséquence^ un des pôles est tourné vers la Mère, et l'autre pôle vers le côté opposé, Téquateur étant ^'aiUeuiB le cercle également distant des deux pôles. Concevez maintenant, sur Thémisphère éclairé, un petit cercle palallèle à Téquateur, à égale distance du pôle et de l'équateur, ^est-à-dire à la latitude de 45 degrés. Voici d'abord ce qui arrlTe avec la lumière ordinaire : toutes les vibrations tangentes au petit cercle sont réfléchies, totalement polarisées, mais toutes ceUes qui s*effectuent perpendiculairement au (lan du cercle poursuivent leur route à travers la sphère, et ne subissent aucune réflexion. Si ensuite, au lieu de lumière ordinaire, on suppose de la lumière déjà polarisée, il est dair qu'en deux points opposés les vibrations auront lieu loivant les tangentes, tandis qu'en deux autres points oppolés, elles s'accompliront perpendiculairement aux tangentes. Dans le premier cas, la particule réfléchit la lumière, et dans le second, elle la transmet à travers sa substance, sans la réfléchir, Ce qui est vrai pour une particule. Test également pour toutes celles qui sont dans les mêmes conditions; et de U résulte l'inaptitude du nuage à réfléchir les rayons lumineux suivant deux directions particulières, tandis qu'il le»

réfléchit complètement suivant deux autres directions. Lf c faits sont maintenant compréhensibles^ ils ss dégagent avec la rigueur et la netteté des conceptions géométriques. La ondes lumineuses et les petites surfaces qui en reçoivent l'im pression échappent à la portée de nos sens; mais notre imagination les agrandit^ et nous les voyons intellectuellement tout aussi bien que si leur étendue était celle des objets les plus sensibles et les plus ordinaires.

Supposons l'atmosphère de notre planète enveloppée par une membrane imperméable à la lumière, avec une ouverture à l'extrémité du diamètre dirigé vers le soleil, cette ouverture laissant entrer un faisceau de rayons qui traverse l'atmosphère. Ces rayons, se trouvant entourés de tous côtés par de Tair qui n'est pas éclairé directement, seront dans le môme cas, et ils auront les mêmes apparences que les rayons électriques qui arrivaient dans l'espace obscur où apparaissait le nuage initial. Le trajet des ondes lumineuses dans l'atmosphère sera encore signalé par la couleur bleue, et il émettra dans toutes les directions latérales de la lumière polarisée semblable à celle qui émanait du nuage. De fait^ la belle nuance azur sera la même dans les deux cas. Et si, au lieu de laisser les rayons solaires entrer librement par l'ouverture, nous placions là un prisme de Nicol qui polariserait la lumière solaire à son entrée dans Fatmosphère, les particules qui produisent la couleur bleue du ciel se comporteraient absolument comme celles du nua^e initial dans les mêmes conditions. S. avant deux directions opposées la lumière bleue serait totalement réfléchie, et suivant deux autres la réflexion serait nulle. En un mot, le ûlet de rayons solaires qui se serait introduit dans l'air obscur donnerait heu aux mômes apparitions que les rayons électriques dans le nuage. On peol dire que le nuage lui-n^ême représente un lambeau de del

dans nos laboratoires^ avec tous les phénomènes que nous observons dans le firmament»

Si je n*avais déjà imposé d'assez pénibles efforts à vos intelligences, j'entreprendrais de vous décrire toute une série de fdits extraordinaires qu'on obtient en laissant les particules du nuage initial grandir et approcher, par leur volume, de. celles des nuages véritables de l'atmosphère. Les anneaux colorés de la sélénite, mentionnés précédemment, constituent, à l'égard de la lumière polarisée, un réactif des plus subtils ç[ui en décèle les plus faibles traces. Lorsque nous regardons un nuage initial nonnalemenx^ c'est-à-dire perpendiculairement à sa surface, les couleurs des anneaux ont leur maximum d'intensité, et on les voit s'affaiblir d'une manière sensible dès que la direction des rayons visuels est oblique. Mais supposons le nuage toujours observé normalement à travers le prisme de Nicol et la sélénite, et laissons agir la lumière : les particules grossissant graduellement, le nuage prendra une constitution moins délicate, le bleu deviendra moins intense et passera au blanc, en môme temps que les couleurs de la sélénite s'affaibliront. Il arrivera enfin un moment où le nuage cessera d'émettre des rayons polarisés perpendiculairement à son axe, et alors les couleurs de la sélénite achèveront de disparaître. Cependant, à cette époque de l'expérience. Si Ton regarde le nuage obliquement, les couleurs reparaissent, moins vives, à la vérité, que précédemment, mais néanmoins avec une force et un éclat remarquables. Ainsi, le rayon qui a cessé d'émettre des rayons polarisés dans la direction normale au faisceau éclairant émet abondamment de cette même lumière dans des directions obliques. Nous en concluons que la direction de la polarisation maximum dépend de la grandeur des particules du nuage et de sa constitution apparente.

Mais ce n'est pas tout; et pour vous faire comprendre ce qui suit, je dois faire quelques remarques sur les couleurs de la sélénite. Comme nous le savons déjà, si l'épaisseur de la sélénite est constante, la lumière polarisée lui donne une couleur uniforme. Dans cette hypothèse, supposons que le prisme de Nicol soit d'abord placé de telle manière que la couleur uniforme de la plaque ait son intensité maximum, et supposons que cette couleur soit le verL Si ensuite on fait tourner le prisme autour de son axe, la lumière s'affaiblit, et elle disparaît complètement lorsque le prisme a décrit im angle de 45 degrés. Ici, le prisme est arrivé à un point neutre, où la sélénite se conduit, non plus comme un cristal, mais comme une plaque de verre amorphe. Si la rotation continue, une nouvelle couleur apparaît dans la sélénite, et cette couleur n'est plus le vert, mais sa couleur complémentaire, le rouge. Celle-ci atteint son maximuin d'intensité à une distance angulaire de 45» du point neutre, ou de 90° de la position initiale. Par une nouvelle rotation de 45«, le prisme arrive à un nouveau point neutre, où le rouge a disparu après s'être affaibli graduellement, et au delà de cette position, le vert repardt pour atteindre son maximum d'intensité à 180" de la position initiale. En définitive, dans la rotation totale de i80<*, un intervalle de QO^" donne constamment la couleur complémentaire de celle que donnait la position initiale.

Si maintenant nous revenons à la plaque de sélénite dont l'épaisseur est variable, les résultats précédents nous permettent de prévoir les changements que produira la rotation du prisme de Nicol dans le système des anneaux colorés. On peut d'abord trouver une position de Tinstrument qui rende le centre obscur et les anneaux qui l'entourent éclairés de certaines couleurs très-vives. A partir de cette position, une rotation de OO^' rendra le centre brillant^ et la couleur de

chacun des anneaux sera remplacée par sa cômplëmentaire. Mais quel est le but de c^ considérations préliminaires^ celui que j'ai le plus spécialement en vue î C'est de pouvoir vous dire, avec la pleine assurance d*étre compris de vous tous, qu'un nuage initial peut être modiûé dans sa constitution de manière à produire sur les rayons lumineux un effet équivalent à une rotation de OO» du prisme de Nicol. Par des actions intérieures très-curieuses, que je ne puis décrire ici, le nuage de notre tube à expériences se divise quelquefois en sections de textures différentes. Certaines sections sont plus grossières que d'autres dans leur aspect, souvent quelques-unes sont irisées pour Toeil nu, tandis que les autres ne le sont pas. Quand un nuage ainsi divisé est regardé normalement avec le Nicol et la sélénite, il arrive souvent que le système des anneaux change de caractère dans le passage d'une section à la suivante. Une première section, par exemple, donne lé centre obscur et le système de couleurs correspondantes dans les anneaux; le passage à la seconde section, à travers un point neutre, fera apparaître le centre hriîldni avec des anneaux de couleurs respectivement complémentaires des précédentes. Quelquefois, dans un tube à expériences de la longueur d'un mètre, on n'observe pas moins de quatre inversions successives de cette nature. Or, cesinversions démontrent incontestablement que dans le passage d'une section de notre nuage initial à la section suivante, le plan de vibration du rayon polarisé tourne subitement d'un angle de 90 degrés; le brusque et singulier changement qui s'opère ainsi étant dû entièrement à la différence de consistance des deux parties du nuage. Si vous me demandez quelle est la cause de cette difiêrence, je vous répondrai que je ne la connais pas. Personne encore ne la connaît. Sa détermination reste à la charge des thtories de réplique.

Arrivés à ce point/ vous expliquerez \ous-même8 sans difficultés un bel effet qui se produit dans l'atmosphère dans d îs circonstances favorables, vous Texpliquerez du moins dans Il mesure où il est explicable. Ce tube à expériences contient de la vapeur d'iodure d'allyl dont la force élastique est de 2 1/2 centimètres, et j'achève de le remplir, sous la pression de 76 1 /2 centimètres, avec de Tair qui a traversé une solution aqueuse d'acide chlorhydrique. Nous avons actuellement dans le tube de l'air mélangé avec des vapeurs d'iodure, d'eau et d'acide. Je soumets ce mélange pendant quelque temps à l'action de la lumière, et il se forme un nuage bleu. Conformément à une remarque précédente, ce nuage initial est totalement différent, dans sa constitution et ses propriétés optiques, de ceux qui flottent dans Pair ; mais en précipitant la vapeur d'eau du mélange, nous pouvons en obtenir un parfaitement semblable aux nuages atmosphériques. Ce nouveau nuage, véritablement digne de son nom, se montrera au milieu même de notre nuage initial. On a fait le vide dans un vase clos, d'une capacité égale environ au tiers de la capacité du tube, avec lequel il peut communiquer par un tuyau muni d'un robinet. Quand j'ouvrirai le robinet, le mélange gazeux fera irruption dans le vase vide, le refroidissement dû à la dilatation des fluides produira une précipi* tation de vapeur d'eau, et de là résultera le nuage dont il s'agit, nous voici prêts pour l'expérience. Je regarde d'abord le nuage bleu, dans les conditions convenables pour obtenir un centre obscur avec le système d'anneaux vivement colorés qui lui correspond. Maintenant, je tourne le robinet, et vous voyez se réaliser dans le tube l'effet qui était prévu. Mais quel est le résultat optique ? Le centre des anneaux devient tout à coup lumineux et brillant, d'obscur qu'il était, et toutes les couleurs des anneaux ont été remplacées par leurs com*.

plémentaires. Pendant que je continue à observer le phénomène, je vois le nuage grossier, l'amas de molécules d*eau se dissiper peu à peu, comme ferait un nuage atmosphérique sur le fond bleu du ciel, car notre nuage bleu est resté à sa place. Le premier s'écarte comme un voile, laissant pleinement le second à découvert, et en même temps le centre obscur des anneaux se reproduit avec le premier assemblage de couleurs.

11 me semble raisonnable de m'arréter ici. Vous avez courageusement suivi mes pas sur une route difficile, et nous pouvons à bon droit faire une halte sur les sommets que nous avons atteints. Un jour viendra, je l'espère, où nous pourrons reprendre notre marche ascendante, et gravir ensemble de nouveaux escarpements, pour arriver à Tun de ces points culminants d'où l'on embrasse les plus vastes horizons.