VII. — De la coïncidence des raies brillantes de certains

MÉTAUX AVEC LES RAIES DE FraUNHOFER.

Fraûnhofer a reconnu la coïncidence des deux raies obscures du spectre solaire qu'il a désignées par la lettre D, avec les deux raies brillantes qu'on sait aujourd'hui appartenir au sodium. M. Brewster, M. Plûcker, M. Angstrôm et d'autres observateurs ont constaté de semblables coïncidences; enfin M. Kirchhoff a fondé sur un grand nombre d'observations analogues sa théorie des raies de Fraûnhofer. Avant d'indiquer les procédés qui permettent de répéter, à l'aide des appareils décrits jusqu'ici, les expériences de ces physiciens, je résumerai l'état de nos connaissances sur ce point important de l'analyse spectrale.

M. Kirchhoff a reconnu dans l'atmosphère solaire la présence des métaux suivants:

Sodium. Fer. Zinc.

Calcium. Chrome. Strontium.

Baryum. Nickel. Cadmium.

Magnésium. Cuivre. Cobalt,

il y a doute pour le cobalt, le nickel, le cadmium et le strontium.

Les éléments suivants paraissent manquer dans cette atmosphère :

Or. Plomb. Cérium.

Argent. * Antimoine. Lanthane.

Mercure. Arsenic. Didyme.

Aluminium. Strontium. Ruthénium.

Rubidium. Lilhium. Iridium.

Étain. Silicium, Palladium.

Potassium. Gluryum.

M. Plûcker a montré la coïncidence de plusieurs raies de rhydrogène avec certaines raies solaires.

En résumé, on connaît aujourd'hui les coïncidences suivantes des raies principales de Fraûnhofer:

C, correspondant à Thydrogène,

D, correspondant au sodium,

E, correspondant au fer,

ft, correspondant au magnésium,

F, G, correspondant à l'hydrogène,

H, correspondant à l'aluminium [Angstrôm {i)].

On n'a pas encore trouvé la coïncidence de A et de B.

De plus, le fer présente environ 80 raies brillantes coïncidant exactement avec autant de raies obscures.

Pour constater ces coïncidences autrement que par la méthode du renversement, qui n'est applicable qu'à un petit nombre de corps simples, voici comment on procède. On place le spectroscope devant l'ouverture de la chambre noire, on abaisse le petit prisme dans la position représentée par la^g*. 3, PL /, et l'on s'arrange de manière à faire tomber dans la partie libre de la fente la lumière solaire réfléchie par l'héliostat ou par le porte-lumière. Latéralement on dispose la bobine d'induction mise en communication avec le support A, fig. 12, PL II, On met dans les pinces de ce support des électrodes en fer, par exemple, et l'on fait passer le courant; on cherche alors par tâtonnement la position à donner au support pour que l'étincelle vienne éclairer la partie supérieure de la fente, par suite de la réflexion totale qui se produit dans fe petit prisme situé en avant du collimateur. On a alors- deux spectres superposés bout à bout. Le spectre supérieur n'est autre que le spectre solaire*; le spectre inférieur appartient au fer. On amène dans le champ de l'objectif de la lunette B la région verte du spectre, et l'on voit un nombre de raies obscures égal aux raies brillantes du fer situées exactemeni. en prolongement de

(i) Voir les Mondes, année i863. M. Kirehhoff n'a pas donné les raies H dans son dessin de spectre.

Digiti

ces dernières. On observerait tout à fait de la même mapière la coïncidence de raies brillantes d'autres métaux. On peut constater plus simplement, et sans le secours de Tétincelle d'induction, ce remarquable phénomène; il suffit pour cela de placer une lampe à alcool sodé, par exemple, ou un bec de Bunsen dans la flamme duquel on volatilise un. sel de sodium, d'une façon telle, que la source lumineuse envoie sa lumière au travers du petit prisme, et de faire, comme pré'cédemment, tomber directement un rayon solaire dans la partie libre de la fente. On constatera, dans les deux cas, la coïncidence de la raie D avec la raie jaune de la soude; je vais décrire dans le paragraphe suivant un moyen très-simple pour observer ces remarquables coïncidences.

VIIL — Tubes de Geissler. — Spectres des gaz. — Spectre des éclairs.

L'étincelle traversant un espace gazeux raréfié donne des spectre!^ qui varient avec la nature du gaz, avec sa tension et aussi avec l'intensité du courant. Ce serait sortir tout à fait du cadre que je me suis tracé que d'entreprendre de faire connaître, même succinctement, les observations si intéressantes do»t M. Plûcker et M. Geissler ont enrichi ce point de la science. Il me suffira d'indiquer en quelques mots comment on dispose l'expérience pour l'analyse spectrale de ces gaz. Dans le support A {fig. i3, PL II) dont la tige I peut s'élever ou s'abaisser, on engage le tube B qui est maintenu en place à l'aide du ressort F. On met alors le tout devant la fente du spectroscope, en ayant soin de placer la partie étranglée du tube bien en face de la* fente. Il est peu de phénomènes aussi brillants à observer que les spectres de l'azote, de l'hydrogène, du brome, etc....

Je m'arrêterai spécialement à l'hydrogène et à l'azote, dont les spectres ont été très-bien étudiés par M. Plûcker. L'hydrogène donne un certain nombre de raies brillantes parmi lesquelles on remarque du premier coup la raie correspondant par sa position dans le spectre à la raie C.

Digiti

Voici une expérience que je recommande comme facile à faire el comme démontrant expérimentalement l'égalité du pouvoir émissif et absorbant.

Je suppose qu'on ait réglé la lunette du spectroscope de manière à avoir sous les yeux la région rouge du spectre et qu'on fixe particulièrement son attention- sur la raie C; on place ensuite latéralement le support [Jîg» i3, PL //) muni d'un tube à hydrogène B, dételle sorte que la lumière émise par le gaz incandescent traverse le prisme à réflexion totale et vienne donner un spectre superposé bout à bout au spectre solaire: on constatera la coïncidence de certaines raies brillantes avec les raies obscures. Après avoir fait cette expérience au début de mes éludes sur l'analyse spectrale, n'ayant pas encore à ce moment eu connaissance du travail de M. Plûcker, je crus un instant avoir constaté le premier la coïncidence de trois raies de l'hydrogène avec les raies C, F et G. Cela m'amena à l'expérience que voici. Je me proposai de comparer la raie rouge brillante de l'hydrogène avec la raie C et je cherchai s'il nemeserait pas possible, en faisant varier, à l'aide du porte-lumière, l'intensité delà lumière reçue sur la fente, de faire disparaître à la fois du champ de la lunette la raie rouge brillante et la raie noire C: je réussis complètement de la manière suivante. Le support A [fig. i3, PL If), muni du tube à hydrogène, fut placé directement en face de la fente dont toute l'étendue était rendue libre; je trouvai aisément trois positions du miroir du porte-lumière, par lesquelles j'obtenais à volonté: i** la raie brillante rouge dans tout son éclat (i); 1° disparition de la raie obscure C et de la raie brillante rouge ; 3® apparition de la raie obscure C, disparition complète de la raie rouge (2).

Il n'y a qu'une position déterminée du miroir qui donne le deuxième phénomène, c'est-à-dire l'absence dans le spectre de la raie C et de la raie rouge à la fois; c'est l'in-

(1) Lorsque je faisais arriver très-obliquement la lumière solaire sur la fente.

(2) Lorsque la lumière solaire tombait directement sur la fente.

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stanl précis où rintensité de la lumière émise par l'hydrogène est égale à Tintensité de l'absorption qui produit dans le spectre solaire l'obscurité relative qui donne naissance à la raie C. ^

La région très-limitée du spectre dans laquelle se produit le phénomène est alors continue, absolument comme la région correspondante du spectre produit par la chaux ou tout autre corps solide incandescent.

Cette expérience, qui me paraît intéressante en ce qu'elle donne une vérification pratique de la loi énoncée par M. Kirchhoff, n'est autre au fond que celle que ce physicien a faite avec les flammes chargées de soude (va/r p. 49)» mais elle^est peut-être plus facile à réaliser.

l.e spectre de l'azote est l'un des plus beaux qu'on puisse voir, et je signalerai à son sujet une expérience que }e n'ai pu faire qu'une fois jusquMci, mais que je me propose de répéter quand l'occasion s'en présentera.

Dans la nuit du i3 août 1862, j'ai cherché à étudier avec un spectroscope à un prisme, le seul que j'eusse à ma disposition, les éclairs éclatant par intervalles trèfc-rapprochés dans de gros nuages placés en face de mon laboratoire.

J'avais disposé l'expérience de telle sorte, que l'éclair venait illuminer la moitié de la fente libre du collimateur,tandis que latéralement le tube à azote envoyait sa lumière dans la partie de la fente recouverte par le prisme à réflexions totales. Une petite quantité de vapeur d'eau restée dans le tube à azote au moment où il avait été préparé suffisait pour produire très-nettement les raies caractéristiques de l'hydrogène se superposant aux raies de l'azote. J'ai pu pendant une heure environ, de cinq en cinq minutes à peu près, observer le spectre des éclairs dont l'aspect général rappelle au premier coup d'oeil celui du spectre de l'étincelle électrique ; mais en y regardant de près, je n'ai pas tardé à reconnaître dans le spectre de presque chaque éclair la coïncidence d'un certain nombre de raies de ce spectre avec celles de l'azote et de l'hydrogène. Cela n'a d'ailleurs rien de surprenant, si l'on se rappelle que tout porte à faire admettre la production de l'ammoniaque et de

Tacide nitrique sous Tinfluence de la foudre. J'ai pu constater la présence des raies de la soude dans ce spectre.

Bien qu'elle soit incomplète, je cite cette observation parce qu'elle est, à ma connaissance du moins, la première application qu'on ait faite de l'analyse spectrale à l'étude des décharges électriques des nuages.