CHAPITRE IV

Des raies dn spectre, de la dlsperfîon et de rachromatî^me.

99. mmies 4v specire. — Nous appellerons raies du spectre ks changements brusques d'intensité que Fraûenhofer a décou- ?eri$ dans les spectres de diverses lumières. Ces changements se çrésentent tantôt sous l'apparence de lignes noires ou presque complètement noires, tantôt sous l'apparence de lignes brillantes.

La figure 19 représente ce phénomène singulier, pour la lunûère solaire : ru est le spectre ordinaire où sont marqués les espaces occupes par les diverses couleurs, et r'u' ofïre les princ^es raies que Ton y distingue ; elles sont toujours noires, et, «ï cQooerant que cette figure soit projetée sur la première, on aura une idée des positions de ces diverses raies par rapport aux miaoc^ du spectre. On voit d'abord qu'elles ne tombent pasaox Emites des couleurs, mais qu'elles se trouvent réparties depois le rouge au violet avec une grande irrégularité , sans rien offiôr de remarquable au passage du rouge à l'orangé, de Torangé au jaune, etc. On peut remarquer ensuite qu'il n'y a pas moins d irrégularité dans leur apparence que dans leur position : les unes sont très-déliées et ne paraissent que comme des lignes noires isolées et à peine visibles; d'autres sont très-rapprochées, et re^emblent plutôt à une ombre qu'à im assemblage de Ugnes £sxinctes; enfin, il y en a quelques-unes qui sont très-tranchées et paraissent avoir ime étendue sensible. Pour établir quelques points de repère au milieu de cette confusion, Fraûenhofer a. choisi les sept raies qui sont marquées &, e, d^ e, ftg^h^ comme ofl&ant le double avantage d*être faciles à reconnaître et de pai^ tager le spectre en espaces qui ne sont pas trop inégaux. De b à c on compte 9 raies fines et bien déterminées; de c à ^ on en compte 30 ; de J à ^, environ" 8 4 de différentes grosseurs; de e à fy jJus de 76, entre lesquelles on en distingue trois des plus fortes du qpectre et des mieux terminées; de fk g^ 185, et de^

à h 190,: ce qui fait 574 de 6 à A. Si Ton compte encore celles i qui sortent de ces limites, on peut évaluer à 600 ou à 780 le nombre i total des raies noires ou plus ou moins sombres que présente le i spectre solaire dans toute sa longueur.

On peut observer ce phénomène , soit en projetant le spectre entier sur un tableau, soit en recevant successivement les di- J verses couleurs du spectre dans une lunette convenablement . disposée et donnant une amplification suffisante. Dans les deux cas, la lumière ne doit arriver au pmme qu'après avoir traverse une fente parallèle à ses arêtes et très-étroite dans le sens perpendiculaire ; alors , si l'on veut projeter les franges sm* un tableau , on dispose l'expérience comme celle de la figure 5 : o représente la fente, p le prisme, et / une lentille; dans 1 expérience de Newton, à laquelle se rapporte cette figure, la lentille était sphérique et ses distances à l'ouverture o et au tableau w j étaient doubles de la distance focale principale. Pour le cas qui nous occupe, on pourrait prendr-e une lentille cylindrique; mais, qu'elle soit cylindrique ou sphérique , il est bon qu'elle produise un grossissement plus ou moins considérable, et poiir cela il faut qu'elle soit plus près de la fente que du tableau, de telle sorte que ces distances correspondent à des distances focales conjuguées : un grossissement de 8 ou 10. fois permet de voir dune manière très-nette toutes les raies principales du specu«; u semble toutefois qu'il y ait quelque aviantage à placer la lentille à la suite du prisme plutôt qu'en avant.

Pour observer les raies dans une lunette, on dispose 1 expérience conmne dans la figure 1 8 : o est la fente étroite, f 1^ prisme et / la lunette ; ici surtout le prisme doit être très-pur, sans stries ni filandres, il est bon de le placer à 6 ou 7 mètres de la fente; et, soit en faisant tourner son support, soit en faisant tourner la lunette mobile elle-même, on parvient à étudier le spectre dans toute sa longueur; la lunette fixe sert à déterminer les déviations et par suite les indices de réfraction correspondant aux raies principales ; la position du minimum de déviation est celle qui donne aux raies la plus grande netteté.

Par ce mode d'observation, Frauenhofer a constaté V que les raies sont tout à fait indépendantes de l'angle réfringent du prisme, et 2* qu'elles *sont pareillement indépendantes de la nature de la substance réfiinjgente , c'est-à-dire que, dans tous

CHAP. IV. — RAUCS DU SPECTRE. t09

ks csAj elles restent les mêmes pom* lem* nombre, lem* AMtne et leur dispositîoB«

Jusqu'à présent on a trouré une identité si absolue entre la Immàie du soleil et toutes les antres lumières naturelles ou artificielles, qu'il était très-important de chercher si cette identité se soutiendrait encore à la nouvelle épreuve des raies du spectre. Cest dans cette vue que Franenhofer a fait avec le nÂîênie appurï diverses expérienc*es sur rétincelle électrique,sur la flamme d W lampe , sur la lumière de Vénus et sur celle de l^rius.

La lumière électrique donne des raies brillantes , au lieu da nies noires; Tune des plus remarquables par sa vive intensité se trouve dans le vert.

La lumière d'une lan^ donne pareillement des raies bril-

hiitÊs; on peat surtout en distinguer deux très-intenses vers le

rouge et Forangé. La flanune de Thydrogène et celle de Talcool

présentent sous ce rapport la même apparence que les flammes

dennoW.

La lunàtre de Vénus donne les mêmes raies que la lumière du soleil, seulement elles sont moins faciles à distinguer vers les extrémités du spectre.

Ei£n^ la lumièpe de Sirius donne aussi des raies noires, mais dies sont tout à fait différentes de celles du soleil ou des planètes, n j en a trois surtout qui sont très-remarquables : Tune dans le vert, et deux dans le bleu.

D'autres étoiles de première grandeur paraissent donner des raies différentes de celles de Sirius et de celles du soleil.

Aimi, par cette nouvelle donnée et par ces observations piédses, se trouvent établis des caractères distinctifs entre les Perses lumières naturelles ou artificielles ; c'est une vaste carrière ouverte par l'habile artiste de Munich dont nous avons à déplorer la perte. Nous pouvons espérer que les physiciens sui- TTODt avec un vif intérêt ces premières découvertes qui tiennent de si près à l'brigine de la lumière et aux conditions sous lesqadks elle prend naissance , soit artificiellement dans les corps terrestres, soit naturellement dans le soleil et les étoiles.

Déjà plusieurs physiciens ont étudié sous ce rapport les flammes diversement colorées : on sait que certains sels ont la propriété de donner des couleurs plus ou moins vives aux flammes de l'hydrogène, de l'huile ou de l'alcool.

210 UYRE VI. — OPTIQUE.

Les sels de chaux donnent un touge de brique; ceux de strontiane, un cramoisi; ceux de soude, un jaune TÎf assez pur; ceux de baryte , un vert pomme; ceux de cuivre , un vert ma* gnifique ou un bleu verdàtre; ceux de potasse^ un bleu violet pâle.

On observe d'abord la flamme dans son étst naturel; elle donne en général un spectre discontinu où les couleurs dominantes sont le jaune , le vert de diverses nuances et beaucoi^ de violet; les raies y sont fort nombreuses. Lorsque ensuite on la colore par un sel , le spectre prend un tout autre aspect pour ; les couleurs et aussi pour les raies qui changent de caractère; la chaux , par exemple , donne une raie jaune et une raie verte bien marquée , tandis que la strontiane donne une raie Ueœ excessivement brillante.

D'autres observations très-dignes d'intérêt sont celles cpii ont été faites par AL Brewster d'abord, et ensuite par BIAL Milkr et Daniell sur la propriété que possèdent certaines vapeurs ( gaz nitreux, iode, brome, chlore), de faire naître mie foule de raies distinctes dans le spectre d'une flamme, lorsque la lumière ti*averse ces vapeurs avant de tomber sur le prisme qui doit la décomposer.

100. Ittiliees de vétrmetl^m poay divers rayoss d« «peeCvé* — La recherche des indices de réfinaction des divers rayons de lumière est un problème d'une grande importance pour la théorie de l'optique et pour la construction des instruments. L'invariabilité des raies du spectre offie, pour le résoudre , un nA>yen beaucoup plus exact que ceux qu'on pouvait Gxnfiojer quand on n'avait, pom* point de repère, que des nuances de couleurs toujours incertaines. Ainsi, au lieu de déterminer pour chaque substance l'indice de réfraction dû rouge , de l'orangé , du jaune , etc. , on chefche les indices de réfraction des ra^ que nous avons précédemment appelées by c^ dy e, f, g-^ A (Fie. 19). Les expériences se réduisent toujours à observer l'angle d'incidence sur le prisme, l'ange d'émergence et la dé^ viation au moyen du théodolite (Fig. 18) ; maïs on peut aussi simplifier cette recherche en plaçant le piîame comme nous l'avons indiqué, de manière qu'il donne successivement pour chaque rayon la déviation minimum; alors cette déviation est la seule donnée dont on ait besoin. La lunette qui reçoit le q>ectro

CHAP. lY. ~ INDICES K KÉFEAGTION.

fit

au sortir du prisme est munie d'im fil micrométriqoe parallèle aux raies, qui permet de remplir la condition du minimum avec le dernier degré d^exactitude.

Voidi le t^Ieau de quelcjues expmences très-exactes faites par Fiauenhofer. Nous- ayons dési|ppé par n^^ n^^ n^^... n^^les indices de réfraction correspondant aux raies ft, c, rf, e, /*, g^ k.

TabUm des indices de réfraction des divers rayons du specire d* après

Us expériences de Prauenhofer,

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Pliisieqrs physiciens ont suivi les méthodes que .Frauenhofer aTait indiquées pour ce genre de recherches, mais nous donnerons seulement ici, dans le tableau suivant, les résultats qui ont été obtenus par M. Fabbé Dutirou , parce qu'ils se rapportent en grande partie aux divers produits de nos fabriques. Noos sa* Tons d'aOleurs que ces expériences ont été faites avec beaucoup de lèle, bien que le Mémoire où elles sont discutées laisse sur plusieurs points quelque chose à désirer. (Ann. de Chim. et de Phrs., t. XXVm, p, 176 et 510.)

Tableau des indices de réfraction d'après les expériences

de M. Vabbé Dutirou.