CHAPITRE III

Expériences sur la dématérialisation de la matière dans les diverses régions du spectre.

Action des diverses parties du spectre sur la dématérialisalion de la matière. — En opérant suivant la méthode décrite, c est- :i-dire en interposant divers écrans, dont la transparence a été déterminée par la photographie spectroscopique, entre la Jumière et les corps sur lesquels elle doit agir, il a été possible de déterminer, d'après la rapidité de décharge de l'électroscope, la proportion d'effluves émise par chaque corps pendant sa dissociation ;uivant les régions du spectre auxquelles il est soumis, c'est-â-dire l'intensité de chaque région. On reconnaît ainsi que les corps r^ont très inégalement dissociés par la lumière et que l'action ■\ercée par les diverses régions du spectre est fort .différente. Voici les résultats obtenus :

1° Corps sensibles aux radiations comprises dans le spectre solaire, Cest-à-dire ne dépassant pas Ou.,295. — La plupart des corps sont sensibles, mais dans des proportions extrêmement différentes. L'action peut varier en effet depuis 20° de décharge de l'électroscope en ï. secondes jusqu'à i° seulement en 1 minute. Certains corps sont donc environ 500 fois moins sensibles que d'autres.

Les corps les plus sensibles à la lumière du jour sont, dans l'ordre de leur sensibilité, les suivants : Etain amalgamé. — Cuivre avinlyamé. — Aluminium récemment nettoyé. — Argent amalgamé.

— Magnésium nettoyé. — Zinc nettoyé. — Plomb amalgamé.

Mercure contenant des traces d'élain.

Les corps les moins sensibles, c'est-à-dire ne donnant que 1 à 2° de décharge en 2 minutes, sont les suivants : or, argent, platine, cuivre, cobalt, mercure pur, ctain, carton, bois, sulfures phosphorescents, substances organisées. Pour les corps à faible dissociation, tels que ceux qui viennent d'être mentionnés en derniei'' lieu, on n'observe généralement d'effet que quand les rayons solaires contiennent la région du spectre allant de M à U, résiion qui disparaît souvent, même quand le temps est très clair, comme je l'expliquerai bientôt.

Si on recherche au moyen des écrans dont il a été parlé plus haut et d'après Taction sur l'électroscope, l'énergie des diverses régions du spectre solaire sur les corps très sensibles, comme l'étain amalgamé ou l'aluminium, on trouve, en représentant par 100 la totalité de l'action produite, les chiffres suivants :

Aciion de la région du spectre

solaire allant jusqu'à *=0}i.,400. . 6 «/c.

Action de la région allant de. . ■a = 0h,400 à >. = 0;j.,3G0. . 9 •/••

Aciion de la région allant de. . X = 0^,360 à "/. = 0:ji,205. . 85 '/..

On peut par divers artifices sensibiliser certains corps pour des régions oii ils ne le sont pas. Le mercure et l'étain sont des corps fort peu sensibles. Il suffit cependant d'ajouter au premier 1/6000 de son poids du second pour le rendre très sensible pour la région de l'ultra-violet comprise entre "/, = 0|j..360 et >, = 0îj..296. Le mercure ainsi préparé est un réactif excellent pour étudier les variations de l'ultra-violet suivant l'heure, le jour et la saison. Si la quantité d'étain ajoutée s'élève à 1 o/o le mercure est sensible pour presque tout le reste du spectre.

2° Corps ne devenant très sensibles qu'aux radiations dont la longueur d'onde est inférieure à Oy.,295. — Parmi ces corps je citerai surtout les suivants : le cadmium, l'étain, l'argent et le plomb.

3° Corps qui ne sont très sensibles qu'aux radiations dont la longueur d'onde est inférieure à \-= 0^,252. — Ces corps sont les plus nombreux. On peut citer parmi eux les suivants : or, platine, cui\Te, fer, nickel, substances organisées et composés chimiques divers (sulfates et phosphates de soude, chlorure de sodium, chlorure d'ammonium, etc.). Après les métaux, les corps les plus actifs sont le noir de fumée (20 degrés de décharge par minute) et le papier noir. Les moins actifs sont les corps organisés vivants : feuilles et plantes notamment.

Les divers composés chimiques se dissocient comme les corps simples sous l'influence de la lumière, mais dans des proportions assez différentes. Le phosphate de soude et le sulfate de soude donnent 14° par minute, le chlorure d'ammonium 8», le chlorure de sodium 4", etc. Pour observer la décharge, on dissout les corps à saturation dans le dissolvant, on verse la dissolution sur une lame de verre et on fait évaporer. La lame de verre est ensuite disposée comme à l'ordinaire au-dessus de l'électroscope.

Les variations de décharge que nous avons données n'ont de valeur que pour les régions du spectre déterminées qui ont été indiquées. A mesure qu'on fait agir des régions plus réfrangibres la sensibilité des divers corps devient moins différente et tend à s'égaliser, mais sans y arriver cependant. Dans l'ultra-violet solaire, l'or, par exemple, est presque inactif, environ 500 fois moins que l'aluminium. Dans l'ultra-violet plus avancé donné par la lumière électrique (à partir de Oti.,252;, il a, au contraire, à peu

EXPÉRIENCES SUR LA DÉMATÉRIALISATIOi\ 329

près la même rapidité de dissociation que ce dernier métal. Dans cette région de l'ultra-violet, la dififérence d'action entre les corps les moins sensibles (acier, platine et argent), et les plus sensibles (étain amalgamé par exemple), ne varie guère que du simple au double.

Les corps médiocrement conducteurs : noir de fumée, composés chimiques, bois, etc., ont dans cette région avancée dii spectre une sensibilité inférieure à celle des métaux. La décharge produite par les effluves du noir de fumée, par exemple, y est beaucoup moindre que celle de l'étain.

Influence du nettoyage. — L'action du nettoyage est tout à fait capitale pour les métaux soumis aux radiations contenues dans le spectre solaire. Ils doivent être nettoyés vigoureusement toutes les dix minutes, avec de la toile d'émeri bien fine, sous peine de voir la décharge devenir environ deux cents fois moins rapide. Dans lultra-violet à partir de 0[j.,252, l'influence du nettoyage est encore manifeste, mais beaucoup moindre que pour la lumière solaire. Il suffit que la surface ne soit pas restée sans être nettoyée plus d"une dizaine de jours. Après ces dix jours, la décharge n^est guère que moitié de ce qu'elle est après un nettoyage récent.

Influence de la matière des électrodes. — Lorsqu'on fait usage, pour obtenir des radiations s'étendant beaucoup plus loin dans l'ultra-violet que celles contenues dans le spectre solaire, des étincelles d'un condensateur (deux bouteilles de Leyde placées en dérivation dans le circuit d'une bobine d'induction), l'intensité de la dissociation varie beaucoup avec la nature du métal flcs électrodes.

Les pointes d'aluminium donnent une lumière produisant une dissociation qui, toutes choses égales d'ailleurs, est près de trois fois supérieure à celle des pointes d'or. Les électrodes de cuivre et d'argent donnent à peu près les chiffres des électrodes d'or.

La première explication venant à Tespi'it est que certains métaux possèdent un spectre plus étendu dans l'ultra-violet que d'autres. Mais cette explication est détruite par les mesures d'Eder, qui a montré 1 que les spectres de la plupart des métaux s'étendent à peu près à la même distance dans l'ultra-violet. C'est ainsi, par exemple, que le spectre des étincelles de l'or, dont les électrodes sont justement les moins actives, s'étend tout aussi loin (X==0;j.,185) que le spectre de l'aluminium, métal dont les électrodes sont les plus actives.

Il ne semble pas non plus que les différences d'effet observées sous l'influence de la lumière, que produisent les étincelles des divers métaux, soient dues à des diff'érences d'intensité lumineuse

1. Eder et Valenta, Normal Spectrum einiger Elemente {Kaiserlichen Académie der Wissenschaften, Wien, 1899).

OOO L EV0I.tT10.\ DE LA MATIERE

J en trouve la preuve dans ce fait que du papier photographia, u.^ au clilorure d'argent, placé pendant GO secondes devant la fenêtre de quartz qui ferme la boîte où éclatent les étincelles produites avec divers métaux, présente la même intensité d"impressiim. sauf devant les électrories d'acier où elle est plus intense que devant les étincelles produites par l'aluminium, ce qui est précisément le contraire de ce que l'on observe pour la puissance de l'acrion dissociante de leur lumière. Pendant ces courtes poses, ce sont seulement les radiations inférieures à 0îji,310 qui agissent sur le papier, comme le prouve cette observation, que l'interposition d'nn verre mince choisi de façon à arrêter les radiations de longueur d'onde plus courtes que >. = 0;jl,310. arrête aussi l'impression.

Les faits qui précèdent, relatifs à la différence très grande d'action des électrodes suivant les métaux qui les composent, sembleraient prouver que le spectre des divers métaux contient, en plus de la lumière, quelque chose que nous ne connaissons pas.

Influence de la variation de composition de la lumière solaire sur son aptitude à produire la dématérialisàtion des corps. Disparition de l'ultra-violet solaire à certains moments. — Lorsqu'on opère à la lumière solaire, on constate vite que des facteurs nombreux peuvent faire varier la production des effluves résultant de la dissociation de la matière et par conséquent l'intensité de la décharge dans d'énormes proportions. Nous reviendrons sur ce sujet à propos de la déperdition dite négative.

Il est cependant une cause de variation tellement capitale que nous devons la mentionner immédiatement, car si on n'en tenait pas compte, on pourrait observer des résultats fort différents de ceux que nous avons signalés. Je veux parler de la variation de composition de la lumière solaire.

Dès que j'eus organisé une série d'observations régulières coiisistant a expérimenter avec des corps doués d'action constante, je m'aperçus qu'en opérant plusieurs jours de suite à la même heure par des temps en apparence identiques, j'observais brusquement des différences d'action considérables sur l'électroscope. Après av^ir éliminé successivement tous les facteurs pouvant intervenir, je me trouvai en présence d'un seul, les variations de la composition de la lumière du jour. Ce n'était là qu'une hypothèse et il fallait la Térifier. Comme les variations portaient probablement sur les parties invisibles du spectre, un unique moyen de vérilication était à ma disposition, la photographie au spectroscope de cette région invisible. La seule injication figurant dans les livres était que l'ultraviolet disparait quand le soleil se rapproche de l'horizon, ce que l'action sur l'électroscope aurait suffi d'ailleurs à indiquer. Mais comme j'observais des variations d'effet à des heures identiques de la journée, et alors que le soleil était très élevé, l'indication piécèdente ne pouvait rien expliquer.

Des photographies du spectre repétées pendant plusieurs moi»-

EXPÉBIENCES SUB LA DÉMAJÉEIALISATION 331

me montrèrent, conformément à mes prévisions, que d'un jour à l'autre, et souvent le même jour, sans que le phénomène pût se rattacher à aucune cause apparente, la plus grande partie de l'ultraviolet solaire, depuis les raies L ou M, disparaissait parfois brusquement (fig. 43). Ce phénomène coïncidait toujours avec la lenteur de la décharge de l'électroscope. L'état apparent du ciel n'était pour rien dans cette disparition de l'ultra-violet, car elle se manifestait parfois par des temps très .clairs, alors que j'observais au contraire le maintien de l'ultra-violet avec un ciel très nuageux. Voici d'ailleurs quelques-uns des résultats obtenus.

23 août 1901, 3 h. 50. Très beau tempB, disparition de l'ultraviolet à partir de la raie M ;

Fig. 43.

Photo-graphies montrant la disparition de l'ultra-violet solaire à certains jours sous des influences inconnues. — La bande supérieure représente un spectre solaire ordinaire allant jusqu'aux environs de la raie N. La bande placée au-dessous montre la disparition de l'ultra-violet solaire à partir de la raie L malgré la prolongation de la pose. La bande inférieure représente la suppression totale de l'ultra-violet quand on photogra^ phie le spectre à travers une solution transparente de sulfate de quinine.

30 août 1901, 11 heures du matin, très beau temps, disparition de l'ultra-violet à partir de L ;

31 août 1901, 3 heures du soir, temps très brumeux, ciel entièrement couvert de nuages. Pas de disparition de l'ultra-violet ;

26 octobre et 12 novembre 1901, 2 heures, beau temps. Disparition de l'ultra-violet à partir de M.

On voit par ce qui précède que si l'œil, au lieu d'être sensible aux radiations qui vont des raies A à H, était sensible seulement aux radiations allant de H à U, nous nous trouverions de temjis à autrt, en plein soleil, brusquement plongés dans l'obscurité.

L'ultra-violet possède, d'après mes expériences, une action si •spéciale et si énergique qu'il n'est pas supposable qu'il ne joue

pas un rôle actif dans les phénomènes de la nature. Il serait à souhaiter que l'on organisât dans les observatoires des recherches régulières sur sa présence et sur sa disparition dans la lumière. Par la même occasion, on pourrait étudier les variations de l'infrarouge, pour lequel j'ai montré qu'on possédait un réactif, — le sulfure de zinc à phosphorescence verte, — aussi sensible que l'est le gélatino-brOmure pour la lumière visible. Le spectre invisible a, comme on le sait, une étendue beaucoup plus grande que celle du spectre visible. Il est probable que son étude, en vérité bien facile, sortirait la météorologie de l'état bien rudimentaire oîi elle se trouve encore aujourd'hui.

Actions comparées de la lumière solaire et des lumières artificielles. — Au point de vue des actions dissociantes de la lumière, les effets varient beaucoup avec sa richesse en radiations ultra-violettes. De la lumière d'étincelles électriques, très inférieure comme éclat à celle d'une simple bougie, agit plus rapidement que la lumière du soleil à cause de sa richesse en rayons appartenant à la région extrême du spectre.

Les lumières ordinaires, huile, pétrole, bougie, etc., ont une action presque nulle, non parce qu'elles ne contiennent pas d'ultraviolet, mais parce que son intensité est très faible. En réalité, le spectre des flammes va très loin dans l'ultra-violet. Pour le prouver et pour prouver également la faible intensité de ces radiations, il faut opérer avec un spectroscope de quartz. Ne possédant pas cet instrument qui est fort coûteux, j'ai prié un physicien très habile, M. de Watteville, de photographier les spectres de diverses flammes. Les photographies reproduites ici montrent : 1° que l'extension du spectre de la flamme d'une bougie dans l'ultra-violet est très grande; 2" que son intensité est si faible qu'il faut des poses très prolongées pour le faire apparaître.

On attribue avec raison à l'influence de l'ultra-violet le rôle désastreux sur les yeux de la lumière électrique et surtout des lampes à vapeur de mercure qui commencent à se répandre, et c'est bien à tort qu'on s'imagine que le verre arrête l'ultra-violet. Nos photographies montrent qu'il n'arrête, même dépoli, que l'ultraviolet extrême. Tout l'ultra-violet entre Oij.,400 et 300 passe à travers le- verre. Il existe d'ailleurs, je crois, d'autres causes que la présence de l'ultia-violet qui contribuent à rendre les lumières artificielles très fatigantes pour la vue. Une des principales est que la proportion relative de leurs radiations est très différente de celle de la lumière du jour à laquelle l'œil est adapte.

Identité des produits de la dématérialisation des corps par la lumière avec ceux provenant des substances radio-actives. —

Nous avons toujours soutenu l'analogie des eflluves de matière dissociée dans les expériences précédentes avec celles émises par les corps spontanément radio-actifs. Lénard et Thomson ont, depuis

mes recherches, rendu cette identité indiscutable en constatant leur déviation par un champ magnétique et en mesurant le rapport — de la charge des particules à leur masse. Le rapport a été

trouvé identique à celui observé pour les rayons cathodiques et les particules des corps radio-actifs. La condensation de la vapeur d'eau par les particules de matière dissociée sous l'influence de la lumière, que produisent, comme on le sait, les rayons cathodiques, a été également obtenue par Lénard.

FiG. 44.

Spectres comparés d'une bougie et d'une lampe électrique à incandescence montrant la prolongation du spectre des flammes ordinaires dans l'ultra-violet et la laible absorption exercée par un verre dépoli. — Les numéros en haut de la figure indiquent des longueurs d'onde. Les spectres supérieurs (I) sont ceux de la flamme d'une bougie ordinaire. Ils vont jusqu'à 0[ji,380. Les spectres inférieurs (il) sont ceux d'une lampe électrique à incandescence de 16 bougies protégée par un ver'e dépoli. Ils vont jusqu'à On, 328. — Le spectre supérieur de chaque figure est celui des lignes du fer employé pour la graduation. Les sept spectres de chaque figure ne diffèrent que par la prolongation de la pose.

Actions photographiques des particules des corps dissociés par la lumière. — L'étude de ces actions photographiques me fit jadis perdre beaucoup de temps ; j'y ai renoncé, parce que, en raison de leur irrégularité, elles ne constituent pas un procédé de mesure, alors que l'électroscope en forme un précis. Je dirai seulement que quand une glace sensible, enfermée dans une enveloppe de papier noir et recouverte d'un objet quelconque, est

3'ji LÉVOLLliON bE LA MAI 1ÈRE

exposée — en la protégeant de toute lumière — aui effluve- I :i métal frappé par le soleil, on obtient généralement, au bout c; i quart d'iieure d'exposition, la silhouette do l'objet placé sur le p'.; r Doir. Avec les métaux exposés directement au soleil, l'impressic:. la plaque photographique est parfois intense, souvent nulle, et i ■ incertaine, en résumé, pour pouvoir fournir un élément d'in\' gation scientifique. On trouvera plus de détails sur ce sujet c . ^ mon livre: L'Êcolu lion des forces.

J'ai constaté d'ailleurs qu'après quelque temps d'exposition au soleil, un métal perd généralement la propriété de donner Cf-s images photographiques, alors même que, dans l'obscurité, en expose uno plaque sensible directement sur la face du métal ins' 0 Le phénomène tient probablement, comme je le montrerai plus \ ■ ., à ce que le métal épuise rapidement, sous l'influence d'une Uç.- c; chaleur, la provision demanalion radio-active qu'il contient et qui ne se reforme que très lentement.

Diffusion des effluves provenant de la dématérialisation des corps par la lumière. — Une des propriétés les plus curie' -.s que j'ai constatées chez ces effluves est la rapidité de leur d::: > sion. Elle leur permet de contourner immédiatement tous .5 obstacles.

Cette diffusion est si considérable, que, dans les expérieiic s précédemment exposées, le plateau de l'électroscope peut être :..is derrière le miroir métallique, entièrement caché par lui et. ir conséquent, à l'abri de toute lumière, sans que la décharge - .t supprimée. Elle est seulement réduite au septième de ce v^iiK'.\<i était avec un miroir d'aluminium. Si l'électroscope est place ; -•. ralement à côté du miroir, de façon que son bord extrême so;t a 1 centimètre en dedans de la verticale qui tombe de ses bord^, la décharge est à peine réduite de 1/10. Si l'électroscope est éic-i. • à 10 centimètres de la même extrémité de ses bords, la décii:: •,• n'est réduite que des trois quarts. Les effluves ont donc conto. ;[;.■; entièrement l'obstacle formé par le miroir.

Sans doute, la propagation se fait en partie par l'air, mais ei;'j io fait aussi par les parois mêmes du miroir sur lequel les partie, c^ dissociées semblent glisser. Elles ne sont arrêtées que par ...c surface non métallique. C'est ce qu'on prouve par l'expcri-ence ;- :ivante qui réussit très bien au soleil :

L'ne lame d'aluminium, dont une face est intentionnellement :;• s oxydée, pour la rendre inactive, et l'autre face nettoyée à l'énv ii. est placée au-dessus de l'électroscope (fig. 46), de façon que la : ic:nettoyée seule soit frappée par la limiière et envoie des effi^vp.sur Je plateau de l'électroscope. La décharge de l'instrument < f irespond, dans ces conditions, à 20° en 15 secondes. On rot' ii;:ie ilûrs la lame de métal, de façon que ce soit la face oxydé'.' i.ci regarde l'électroscope, sur lequel elle porte ombre, et la jace ; ■ •îoyée qui regarde le scleil. Les effluves produits ne peuvent •'.<:i

EXl^£iaE.NC£i SLR LA L)£ilAl EiUALlSATIO:* ^^-^

lors agir sur l'electroscope qu'en contournant la lame. Or, la déchaige est encore de 5° en 15 secondes. Sans rien touche:- au dispositif qui précède, on colle une bande de papier noir de 2 centimètres de largeur sur les bords de la l'ace non oxydée regardant le soieil. Cette bande empêche le contournemeni des peirticales, et la décharge de leiectroscupe s'arrête.

vLes métaux frappés par la lumière conservent pour la plupart une très légère charge résiduelle qui leur permet de décharger ua peu l'electroscope dans lobscurité pendant quelques instants. 11 suffit donc d'insoler un métal nettoyé et de le poser dans robscurité, au-dessus de l'electroscope, pour qu'il se produise pendant quelques instants une légère décharge.

Mécanisme de la décharge des corps électrisés par les particules de matière dissociét. — Le mécanisme de la décharge des corps électrisés par les elllu\es de matière dissociée, par la lumière, par les gaz des flammes, par les émanations des corps radio-actifs ou encore par les rayons cathodiques, est toujours ie même. Elles agissent en rendant l'air conducteur. La figure 45 et l'explication placée au-dessous fait bien comprendre le mécanisme de leur action.

Transparence de la matière pour les effluves d'atomes dissociés. — Les particules de matière dissociée traversent-elles les obstacles matériels? Nous savons qu'il en est ainsi pour les rayons B du radium mais non pour les rayons a, qui forment 99 "/o de l'émission et sont arrêtés par une mince feuille de papier. Comment les choses se passent-elles pour les particules des corps dissociés par la lumière?

Il semble facile au premier abord de constater le phénomène de la transparence. Possédant un réactif sensible à certaines radiations, nous interposons entre ces radiations ei lui le corps dont nous voulons essayer la transparence. Si l'efTet se produit à travers l'obstacle nous dirons que le corps a été traversé. Rien n'est plus simple en apparence. l\ien n'est plus trompeur en réalité.

Il arrive parfois en effet que le corps semble traverse alors qu'il, ne l'est pas du tout. Il peut être simplement contourné, ce qui arrive précisément dans le cas d'éléments très diîTusibles, comme il a été démontré dans un paragraphe précédent, ou dans le cas des radiations ayant une grande longueur d'onde, les ondes hertziennes par exemple. C'est cette transparence apparente qui avait autrefois illusionne les physiciens sur la transparence supposée des corps conducteurs et isolants pour les ondes électriques. Elle fut admise jusqu'aux recherches que nous avons effectuées avec Branly *, et dans lesquelles nous prouvâmes que les montagnes et les maisons étaient contournées et non traversées, et que si les métaux paraissent traversés, c'est que les ondes hertziennes passent à tra-