CHAPITRE

Appareils et dispositifs expérimentaux Méthodes d'analyse des solutions exposées à l’action des rayons ultra-violets

Les rayons ultra-violets. — La lampe à mercure en quartz. — Le rayonnement ultra-violet de l'arc au mercure dans le vide. — Etude de l'absorption des rayons ultra-violets. —

Détermination de l'acidité réelle des solutions, — Méthode de la conductivité électrique, — Méthode des forces électromotrices. —

LES RAYONS ULTRA-VIOLETS. — Le spectre de la lumière solaire est formé par une série continue de radiations en nombre infini, dans laquelle aucun changement de propriétés ne se manifeste brusquement entre deux portions consécutives. Dans cet ensemble unique de radiations, dont chacune peut être caractérisée par sa longueur d'onde, (1) celles ayant des longueurs d'onde

comprises entre 7700 À. et 3960 A. en tombant sur

(1) Dans sa séance du 24 mai 1907, le Congrès des Etudes solaires à adopté en spectroscopie, pour mesurer les longueurs d'’onde, l'unité Angstrom : À. qui est le dix-millième de micron ou le dix-millionième de millimètre. #

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l'œil provoquent des sensations visuelles depuis le rouge jusqu'au violet. Des vibrations plus fréquentes d’ondes inférieures à 3960 À. provoquent également des sensations lumineuses, mais celles-ci sont grises et probablement produites par un mécanisme secondaire (1). En somme, la sensibilité de notre œil nous a permis de diviser le spectre de la lumière solaire en une partie visible et une partie invisible. Mais cette distinction, d'ordre physiologique, n'est pas basée sur des différences essentielles entre les radiations que nous percevons directement et celles que seules les méthodes physiques nous permettent de découvrir. Les radiations de longueur d'onde supérieure à 7700 A. constituent la région infra-rouge du spectre solaire, alors que l’ultraviolet est formé parles radiations pour lesquelles À est inférieure à 3960 A. Les radiations visibles n'occupent qu'une petite place dans la série totale des radiations émises par le soleil où grâce à l'emploi du bolomètre, des piles thermo-électriques et du radiomètre on a pu délimiter la région infra-rouge et toute la partie ultraviolette.

Si le rayonnement solaire n'avait pas à traverser l’atmosphère, avant de nous parvenir, il contiendrait des

radiations. de longueur d'onde extrêmement faibles (2). mnt

(1) On sait que les Tayons ultra-violets rendent les milieux oculaires fluorescents et c’est peut-être cette lumière de fluorescence que l'on voit.

(2) Les physiciens assimilent le soleil à un radiateur intégral dont la température absolue serait de 5.000°. Son spectre infrà-rouge invisible est énviron dix fois pius étendu que le spectre visible.

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Mais l'air absorbe les radiations dont la longueur d'onde est inférieure à 3000 A. Cette absorption est peut-être produite par l'ozone qui présente une bande d'absorption qui commence à 3000 A. et qui atteint un maximum vers 2240 A. En réalité, la lumière solaire que nous recevons (1) ne possède qu'un spectre ultra-violet de longueurs d'onde sensiblement comprises entre 4.000 A. et 3.000 A.

Il est relativement facile d'obtenir artificiellement des spectres dans lesquels la région ultra-violette serait plus importante. Lorsqu'on chauffe un corps solide, it émet un spectre continu dont la partie ultra-violette est fonction de la température à laquelle ce corps solide est porté (2).

Pratiquement, les hautes températures dont nous disposons ne permettent pas d'obtenir des spectres ultraviolets de faible longueur d'onde. Mais si on s'adresse à des gaz ou à des vapeurs métalliques rendus lumineux par un phénomène électrique, on obtient des sources selectives bien plus riches en radiations ultra-violettes. C'est ainsi que l'arc au charbon fournit un spectre qui

(1) Le chiffre inférieur de 3000 A, varie avec l'altitude, la hauteur du soleil, la limpidité et la composition des couches d'air ‘traversées. On

peut résumer dans le tableau suivant les longueurs d'onde des différentes parties du spectre solaire.

Limite de l’infra-rouge solaire.............. 300.000 A, Enter rourer visibles 22 Re ie 7.610 A.

Limite -dusviolet. visible:.::55.43:. 00.2. 3.970 A. Limite de l’ultra-violet solaire..........:... 2.950 A.

(2) Pour un corps noir la loi de Wien indique que la longueur d'onde d'intensité maximum jm est liée à la température absolue T de la source par la relation : ÀmT = constante. Donc, lorsque T augmente Àm se déplace vers :i'ultra-violet,

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est la résultante de la superposition du spectre donné

par les électrodes portées à haute température qui est li-

mité à À —= 3.000 et du spectre de la partie gazeuse rendu lumineux dont le rayonnement ultra-violet a des longueurs d'onde bien plus courtes. Dans cet ensemble la présque totalité des rayons ultra-violets est formée par le deuxième spectre. |

A côté de ce procédé d'obtention de rayons ultra-violets, il en existe un autre qui consiste à illuminer des gaz raréfiés par la décharge électrique (1). Mais au point de vue de l'intensité du rayonnement et de la simplicité des appareils, les résultats les meilleurs ont été obtenus en faisant passer des courants électriques à travers des vapeurs métalliques et tout particulièrement

en utilisant l'arc au mercure dans le vide (2).

LA LAMPE À MERCURE EN QUARTZ. — En 1892, Arons imagina de faire passer un courant électrique entre deux électrodes de mercure contenues dans une ampoule de verre préalablement vidée d'air. Il obtint ainsi un arc avec émission d'électrons par le pôle positif qui avait une intensité lumineuse considérable mais de cour-

te durée. Cet appareil fut rendu pratique par Cooper-

(1) C’est par cette méthode, en employant l'hydrogène raréfié dans un tube fermé par une lame de fluorine que Schumann à découvert la portion du spectre ultra-violet de longueur d'onde inférieure à 1800 A.

(2) On peut encore utiliser l’étincelle électrique condensée, éclatant entre des électrodes métalliques. I1 est possible d'obtenir ainsi une source particulièrement puissante de lumière monochromatique, en employant un transformateur de résonance analogue à celui que Victor Henri à installé au laboratoire de physiologie de la Sorbonne.

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