Sélection. — Abandonnons maintenant ccsrayon

in COURS DE PHYSIQUE.

réfléciiis qui emportent dans le monde extérieur la marque du corps qu'ils quittent, et occupons-nous de ceux qui pénètrent dans son intérieur. Au premier abord, il semble que, envisagés au point de vue de leur pouvoir absorbant, les corps se partagent en deux grandes classes, les corps opaques et les corps transparents. Mais cette distinction est grossière. Aucun corps n'est assez opaque pour ne pas devenir transparent sous une faible épaisseur, au moins pour une partie du spectre. Nous avons vu qu'une couche mince d'argent laissait passer les rayons ultra-violets, et avec eux, une faible lumière verte. Les feuilles d'or battu sont aussi transparentes. De même aucun corps n'est assez transparent pour le rester sous toutes les épaisseurs. L'eau la plus limpide se teint, en tranches épaisses, de bleu, de vert ou de rouge, suivant les matériaux qu'elle tient en suspension ou en solution, et sous une épaisseur de 100 ou 200 mètres, elle devient tout à fait opaque. La seule différence entre les corps opaques et transparents est donc celle de l'épaisseur minimum que peut traverser une partie du spectre; elle est tout à fait secondaire, et dans tous les les cas, le faisceau qui a pénétré obéit à des lois identiques, que le moment est venu d'étudier.

Le corps, qui a exercé à l'entrée cotte faculté de sélection dont nous avons dit les résultats, va poursuivre ce tamisage sur le faisceau déjà modifié qui pénètre dans son intérieur, et si nous le supposons décomposé en tranches successives parallèles à la face d'entrée, lorsque le rayon aura traversé la première de ces tranches, il arrivera à la seconde un peu appauvri de ceux de ses éléments que la première aura retenus. Dans la seconde, il subira une purification nouvelle, et ainsi de suite, de sorte qu'au fur et à mesure qu'il s'enfonce, il subit une transformation dont on ne connaît pas la loi exacte, mais qui, en gros, se résume en ceci : l'absorption, supposée faite par des tranches de même épaisseur, va en diminuant, puisque le faisceau s'appauvrit en éléments capables d'être arrêtés. Par suite le faisceau, tout on diminuant d'intensité, s'enrichit proportionnellement

RÉFLEXION, ABSORPTION ET RADIATION. i^d

en éléments non absorbables. Il est évidemment dangereux d'appeler du même nom Tabsorption qui se produit à la surface, et ce phénomène de tamisage subi à l'intérieur du corps. Aussi désignerons-nous ce dernier sous le nom de sélection. Rien ne nous dit, il est vrai, qu'absorption et sélection soient au fond choses différentes. On peut être tenté de les distinguer en remarquant que la sélection, c'est-^à-dire la faculté d'arrêt, s'exerce sur des rayons que la faculté d'absorption a laissés librement pénétrer. Mais il se peut qu'il y ait là une question d'épaisseur, et que les rayons réfléchis soient ceux qui ont été sélectionnés sous une épaisseur très faible et renvoyés; que les rayons qui ont pu passer par le tamis intérieur aient besoin pour être arrêtés de traverser des épaisseurs plus grandes. Nous verrons bientôt des raisons qui parlent en faveur de ce sentiment. Quoi qu'il en soit, les deux phénomènes se produisent dans des régions différentes, n'obéissent pas aux mêmes lois, et il faut d'autant plus se garder de donner au second le nom d'absorption que si on l'emploie, il faut renoncer à la définition du pouvoir absorbant que nous avons donnée plus haut, et à ses relations avec le pouvoir réflecteur.

72. Rôle de l'eau. — L'eau et en général tous les corps transparents, lorsqu'ils sont sous faible épaisseur, n'ont qu'un pouvoir absorbant de surface, et ne manifestent pas sensiblement de pouvoir sélecteur. Quand l'épaisseur augmente, la sélection intervient et l'eau se colore, comme nous l'avons vu; le faisceau se dépouille d'une partie de ses éléments constituants. Quand ces éléments sont empruntés de préférence à la région calorifique, le corps est dit athermane. Il est dit diathermane au contraire, quand il laisse bien passer le rayonnement calorifique. La diathermanéité est donc la transparence calorifique, et n'est pas nécessairement liée à la transparence lumineuse. La solution d'iode dans le sulfure de carbone est très diathermane et tout à fait opaque sous une certaine épaisseur. L'eau pure est au contraire à la fois transparente et.athermaûe, mais il n'y a

rien d'absolu dans ces expressions, car quand l'épaisseur augmente encore, la sélection s'étend à la totalité du faisceau. C'est ainsi que nous avons vu l'eau, transparente et athermane sous une épaisseur assez faible, devenir tout à fait opaque lorsque l'épaisseur augmente suffisamment.

Cette sélection appartient à l'eau sous ses trois états, et son influence est grande dans la nature. Un rayon de soleil qui arrive aux limites de notre atmosphère y apporte tous ceux de ses éléments que n'a pas absorbés le milieu éthéré qu'il a traversé. Tant que nous ne connaissons pas ces éléments, nous disons qu'il arrive intact. Mais aussitôt qu'il rencontre de la vapeur d'eau, il y laisse ceux de ces éléments que l'eau ne laisse pas passer, c'est-à-dire les rayons infra-rouges et les rayons ultra-violets. Il s'en dépouille d'autant plus que l'épaisseur traversée est plus grande, et plus grande aussi la quantité absolue de vapeur d'eau qu'il rencontre. Si bien que, d'ordinaire, il arrive à la surface du sol dépouillé d'une partie de ses rayons calorifiques. Ceux qu'il a conservés échauffent le sol, réchauffent faiblement, et celui-ci devient à son tour une source de chaleur obscure. n'émettant que des rayons calorifiques obscurs que la vapeur atmosphérique, très abondante dans les couches voisines du sol, retient au passage et conserve dans les régions inférieures. La vapeur d'eau est donc pour la terre un manteau protecteur qui la protège le jour contre une insolation trop vive, et la nuit contre un refroidissement trop accentué. Les vitrages des serres et des couches de nos jardins jouent, par le même mécanisme, le même rôle vis-à-vis des végétaux qu'elles abritent. Seulement ici, comme il y a une et même deux surfaces réfléchissantes, le pouvoir réflecteur et le pouvoir absorbant interviennent aussi.

C'est parce qu'il a substitué l'étude du spectre de l'arc électrique à celle du spectre solaire, nécessairement appauvri de ses rayons calorifiques par son passage à travers l'atmosphère, que M. Tyndall a pu faire sur la constitution du spectre calorifique les curieuses découvertes que nous avons signalées plus haut. Enfin c'est en se fiant au pouvoir

sélecteur de Teau pour les rayons calorifiques que le même physicien a pu avoir la belle imprudence, dans son expérience sur le tamisage des rayons par la dissolution d'iode dans le sulfure de carbone, d'exposer un instant la rétine de son œil au point précis oix il venait de porter une lame de platine au rouge par l'action des rayons calorifiques obscurs. Il n'a perçu aucune impression, ni lumineuse ni calorifique, les rayons lumineux étant arrêtés par la solution d'iode, les rayons calorifiques par les milieux aqueux de Fœil, et nous pouvons tout de suite tirer de cette expérience une autre conclusion : c'est que, alors même que la rétine serait capable de traduire par une impression cérébrale l'arrivée sur sa surface des rayons calorifiques, nous serions insensibles à cette impression-là, les milieux de l'œil empêchant les rayons qui pourraient la produire de pénétrer jusqu'à la couche rétinienne. On démontre, en effet, au moyen du bolomètre, qu'il iï*y a plus de rayons calorifiques ni chimiques dans un faisceau solaire qui a traversé les milieux transparents d'un œil-de-bœuf. Voilà une raison pour que nous ne les voyions pas. Mais il y a peut-être une autre raison, c'est que la couche des bâtonnets de la rétine, comme la couche d'épanouissement du nerf acoustique, n'est capable de transmettre qu'un certain nombre de vibrations, et reste aveugle, comme l'autre reste sourde, pour toutes les autres.