SPECTRES D'ABSORPTION. PHOSPHORESCENCE. FLUORESCENCE

Spectres d'absorption. — A coté du polychroïsme proprement dit, les

cristaux peuvent manifester, sous l'influence de la lumière qui les traverse,

d'autres particularité- intéressantes, dont les lois ont été établies par Henri

lerel (i). Si l'on projette sur certains cristaux la lumière d'une lampe

oxhydrique, connue pour donner un spectre remarquablement continu, et

(\) Bull. Soc. miner., Il (1879), p. 73. — (j) Annales de chimie et de physique, XIV (1888).

SPECTRES D'ABSORPTIo.N 291

qu'à la sortie cette lumière soit analysée au spectroscope, on y observe un certain nombre de bandes d'absorption.

Or on sait que, dans le spectre solaire, les raies noires sont dues à ce que les vapeurs qui entourent la photosphère absorbent précisément les radiations qu'elles émettraient elles-mêmes si elles étaient portées à l'incandescence. 11 parail donc nécessaire d'admettre que, dans les cristaux en question, l'action de la lumière doit faire passer certaines substances incluses à un état de vibration propre à mettre en jeu le pouvoir d'absorption spécifique.

Ce que peuvent être ces substances, on le soupçonnera sans peine, si l'on constate que le phénomène est surtout marqué avec les cristaux où l'analyse révèle la présence des éléments de ce qu'on appelle les terres rares, et surtout le didyuie, par exemple avec le xénotime, la tysonite, la parisite, la monazite, etc. Les bandes ou raies, observées au travers d'un même cristal, ont dans le spectre des positions fixes, qu'il devient ainsi facile d'identifier avec les raies caractéristiques des divers corps simples. De la sorte, les spectres d absorption deviennent un moyen d'analyse et peuvent déceler, dans un cristal, la présence d éléments qui n'avaient pas encore été soupçonnés. De même l'allure des bandes peut conduire à suspecter, dans un élément jusque-là réputé unique, un mélange que les méthodes chimiques de fractionnement parviendront à mettre en évidence. Et c'est ainsi que, dans ces dernières années, on a été amené à multiplier beaucoup le nombre des corps simples du groupe des terres rares.

Mais, laissant de côté cette application, cherchons à préciser davantage les détails du phénomène.

Nous avons dit que les bandes observées au travers d'un même cristal avaient dans le spectre des positions fixes. Leur intensité seule varie. Henri Becquerel a constaté que, pour une bande ou raie, il existe dans un cristal trois directions rectangulaires, suivant l'une desquelles l'absorption est minimum ou nulle, tandis qu'elle est maximum suivant une autre. Dans les cristaux rhombiques, les trois directions sont celles des axes de symétrie. Les choses se passent comme si l'absorption était due à l'existence de mouvements vibratoires, synchrones des radiations éteintes, et qui, prenant naissance dans le cristal, sous I inlluence de ces radiations, auraient pour siège, soit les molécules des corps, soit les intervalles intermoléculaires (i). Ces mouvements seraient orientés suivant les trois directions rectangulaires en question, et 1 absorption ne se produirait que pour les composantes des mouvements lumineux parallèles aux directions des mouvements intermoléculaires, celles pour lesquelles les réactions élastiques du milieu sont parallèles aux déplacements.

M. Carvallo (a) a vérifié la loi de Becquerel pour la tourmaline, en constatant que cette loi s'étend aussi aux radiations calorifiques. Quand un rayon traverse un cristal absorbant, son état de polarisation change à mesure qu'il pénètre dans le cristal.

(i) H. Becquerel, Comptes rendus, Cil, p. io0". — (a) Comptes rendus CXIV, p. 6Gi.

292 PROPRIETES OPTIQUES

Phosphorescence. — Dès le début, il a été aisé de reconnaître qu'il devait v avoir une relation entre les spectres d'absorption et la phosphorescence, les deux propriétés se trouvant développées à la fois dans les mêmes cristaux.

La phosphorescence est la faculté rpie possèdent certains corps, une fois frappes par la lumière, de rester lumineux, d'une nuance qui varie avec les corps, pendanl un temps plus ou moins long. Si l'on prend un corps phosphorescent, longtemps gardé dans l'obscurité, et qu'on y projette un spectre solaire, on constate que ce spectre s'étend, bien au delà des limites ordinaires, du côté du violet. La partie ultra-violette devient ainsi visible par la phosphorescence quelle excite, et dont l'influence se fait sentir depuis la raie 0 de l'ultraviolet jusqu'à la raie F du vert.

Ce sont donc les rayons chimiques qui engendrent la phosphorescence. Mais sans pouvoir l'exciter, les rayons jaunes et rouges, même les rayons calorifiques, sont capables de l'activer là où elle existe. Le fait saillant, c'est qu'une matière phosphorescente absorbe une partie des rayons qu'elle reçoit, pour les émettre ensuite sous [orme de railiations moins réfrangibles.

En outre, Crookes a montré (i) qu'un grand nombre de substances, en particulier celles qui renferment des terres rares, émettent de vives lueurs sous l'influence des rayons cathodiques, et la même propriété se manifeste, selon M. Urbain 2), sur Van-opium extrait des terres de la monazite, du xénotime, de la pechblende, et dilué à divers degrés dans les oxydes. Le même auteur a été amené à conclure de ses expériences (3) que la phosphorescence se produit principalement dans des mélanges où certains corps, à l'état de traces, agissent connue excitateurs, tandis que la plus grande partie de la matière opère comme diluant. Ce serait ainsi une propriété atomique du genre de celles que mettent en évidence les solutions étendues. De plus, les éléments excitateurs offrent d'ordinaire des spectres d'absorption, tandis que les diluants en sont généralemeni dépourvus.

Fluorescence. — On appelle fluorescence la propriété que possèdent certains minéraux, en particulier la belle fluorine violette de Cornouailles, d'activer 1 éclat des rayons lumineux qui les traversent, en les colorant d'une manière déterminée. Si. dans une chambre obscure, on fait tomber normalement un rayon de soleil sur une face de cette fluorine, en mettant l'œil dans le plan de la face illuminée, on constate que celle-ci émet une lueur bleue très vive. Mais, d'une part, le phénomène ne se passe que dans les couches superficielles du cristal et, d'autre part, si l'on remplit une cuve étroite avec une substance fluoate, la lumière qui la traverse, et <pii semble à peine affaiblie, est incapable •d'exciter à nouveau la fluorescence dans un autre morceau de fluorine.

-1 que. dans ceiie traversée, la lumière a perdu ses radiations chimiques,

Comptes rendus, XCII, \>. 1381. — (2) Compte» rendus, CXLII, p. ao5. — (3) Comptes tendus, CXLI, \>. 'j5">.