LA PHOXOQRAPHIE INSTANTANÉE DANS L'OBSCURITÉ

L'expérience que nous allons exposer permet de photographier en 1/30® de seconde l'image d'une source lumineuse (bougie enfermée dans une boîte opaque), l'observateur se trouvant lui-même dans une obscurité complète.

Avec une chambre noire munie d'un objectif à grande ouverture et d'un obturateur dit instantané, on met au point sur la glace dépolie — de façon à avoir une image à peu près de grandeur égale — la flamme d'une bougie ou d'une petite lampe à pétrole enfermée dans une lanterne photographique de laboratoire. La lanterne est fermée ensuite avec le corps opaque choisi, verre noir, ébonite ou vernis japonais emprisonné entre deux lames de verre. L'observateur se trouve par conséquent dans une obscurité complète. On introduit alors dans le châssis de la chambre noire un écran de sulfure de zinc illuminé à la lumière du jour et on démasque Tobjectif pendant un trentième de seconde. En ouvrant ensuite le châssis dans l'obscurité, on voit à sa surface l'image de la source lumineuse, que l'on conserve en l'appliquant contre une plaque photogr^iphiquc. La photographia représentée (fig. 37) a été obtenue de cette façon.

Si l'observateur tenait à voir l'image se former sous ses yeux, il n'aurait qu'à se servir d'un des écrans transparents sur verre

mt m

•3t''-si.''st'.'si^'ît*-sif <^.sç>»âs' sf: se: he: as:

j. «jjt- .|j. «jji. ^. .^. .|j.

ïiallS^ ^ :&: :»-: is*

'VEEOalluilâùlSâe ré»liser . *S9t»sS'^"»-

jitons de

" l|:i|:Bpectre

l'infra-rocge et la photographie 3Ô9

viable est iégalemeati vrai pour le spectre invisible. Lactransparénee est touJQui^si sélective pour chaque substance. Les bandes de tra^spiarence sont toujours toisînes de bandes d'opaôité. Jf ^ (il aurait été sans grand intérêt et extrèhiement long de déterminer les régions transparentes pour chaque corps étudié. Ce que nous donnons ici, c'est la transparence en bloc. La région transparente qui peut être déterminée avec les sulfures va depuis Textrémité du spectre visible, c'est-à-dire 0%8 jusqu'aux environs de 3[a.

D'une façon générale, les radiations infra-rouges sont plus pénétrantes que celles du spectre visible. Bien que ce ne soit pas du tout une loi constante, on constate que la transparence semble diminuer à mesure que se réduit la longueur d'onde. La lumière est d'autant moins pénétrante qu'on avance vers l'ultra-violet. A l'extrémité de cette dernière région, tous les corps, même une lame de yerre de 1/10® de millimètre d'épaisseur, deviennent opaqiies, et pour les longueurs d'onde de 0^,1, 'les plus petites obser:-

vées, une couche d'air de 1 centimètre est opaque comme du plomb. ' f'/ ,! .1 :. .

Mais, je le répète, i cette' loi n'a .rien d'absolu. La transparence dépend aussi de la structure des corps traversé^. Il y en a de lires opaques pour les grandes longueurs d'onde. Ainsi T^tmosphère absorbe toutes radiations, s^périeures à ;5[/<, et c'est pourquoi ces dernières n'existent pas danç le spectre solaire. Les radiation^ de grandeur supérieure, c'est-à-dire de 5[x à 60 (A ne s'observent que dans les flammes, et la plupart des corps jouissent pour elles d'une transparence assçz faible. Les ondes hertziennes, supposées analogues à la lumière, mais dont la longueur n'est pas inférieure à quelques millimètres, traversent, au pontraire, facilement des corps que les grandes ondes lumineuses. ne pénètrent pas.

, Uès corps cha,uffé8 à>U'iie' teiapératdre peu él6tée$' e-est^-àrdire ne dépassant pas iOO xlegrés; émettent d^ ODdes doBirïicimpieur n'est guère inférleun^ à 5 ou 6 {A. Elles sont .fort peu pénétrantes; aussi Mellonir avait observé dans ses expériences ce fait, inexplicable à son époque, que des corps transparents, comme le verre ou le quartz, étaient opaques pour les ondes émises par un corps chauffé à 100 degrés.

On utilise, comme on le sait, cette opacité dans les serres de verre ou les cloches de même substance qui abritent certaines plantes. Les vibrations lumineuses visibles traversant très bien le verre, échauffent les corps placés derrière lui. Ces derniers deviennent aussitôt une source de chaleur rayonnante ; mais, vu leur longueur, les ondes émises ne peuvent traverser le verre et sortir de la serre. Elles y sont donc emprisonnées, et les plantes ne se refroidissent pas.

Les radiations de grande longueur d'onde semblent n'agir sur les écrans phosphorescents que jusqu'aux environs de 3[jl. Ils peuvent, en réalité, être impressionnés beaucoup plus loin, c'est-à-dire jusqu'à 6ii.et au delà, mais par un mode d'action très différent de celui utilisé jusqu'ici. Les rayons n'agissant plus alors que par leurs propriétés thermiques, leur action ne se manifeste qu'au bout d'une trentaine de secondes. On observe l'effet produit en protégeant une partie de l'écran par une lame de verre — opaque à ces radiations — afin d'avoir une plage de comparaison. Un écran de sulfure de zinc peu lumineux, exposé pendant 30 secondes aux radiations émises par un corps chauffé à 50 degrés, est légèrement impressionné. Les ra-r diations agissent alors, je le répète, par leur action thermique et non par leur action spécifique sur la phosphorescence utilisée dans les expériences précé^ dénies.

Notre méthode d'observation de la transparence des corps au moyen de la phosphorescence est très simple. Sur une nioitic de

récran de sulfui^ç^de zinc,9]|ir YÇ^fT<0Jpt pa.]^vCOQjiéq,uent transp^irent) on place le corps sepniu d*a^Ué de comparaison, une lame d'ébohité de 1 nftllim'ô'k'è d*épai8^<*ur, 'j^JÏr^ ixempt^^^ et iur l'autre, le corps opaque àdni on veut èoiiiUUre la transpâ^rence relative.

On éë met eAsuitë àunetiisàiiice fi^ër à'tiûk lampe à pétrole placée daos un cabinet noir. L'écran d^ sulfàr^\cte iinc a^ant été insolé au jour on pratè@6 sa sur/àoe par une lame métallique et quand on se trouve à la distance convenable de la lampe, 1 mètre par exemple, la moitié, non recouverte d'ébonite est démasquée, puis on laisse. agir la lumière peoctantuii, temps déterminé, cinq secondes je suppose. Masquant alors cette partie et dén)as<^uant celle- recou, vrant le corps opaque dont on veut connaître la transparence, on laisse agir les rayons lumineux jusqu'à ce. que l'intensité des deux plages soit la même. S'il fallut. vingt secondes pour obt€|nir cette identité, on en conclura que le corps essayé est quatre fois moins transparent que Tébonite prise pour ty^.

Les sulfurés^ phosphorescents accumulant les impressions, la transparence de\ lent gne' fonction du temps. Il faut donc la rapporter au, temps. C'est ce que fait la méthode qui vient d'être indiquée. , < -, , .

Tableau de la transparence des divers corps opaques poyr les radjiations invisibles ne dépassant pas Z\t..

Vernis noir du Japon. Même sous une épaisseur de 1 centimètre est transparent au point que les rayons le traversant impressionnent récran phosphorescent en deux secondes.

Ébonite pure. Presque aussi transparente même sous une épaisseur de 1 centimètre.

Ébonite de 1/2 millimètre d'épaisseur, contenant 1 o/o de noir de fumée a.u des oxydes métalli|uçs (comme on la trouve parfois dans le commerce). Presque complètement opaque.

Papier noir. Très transparent, mais moitié moins que Tébonite pure.

Phosphore rouije m plaques de 1 centimètre d'épaisseur. Aussi transparent que Tébonite.

Bois, pierre, marbî'e, carton gris, drap noir. Transparents, mais beaucoup moins ((ue 1 ébonite.

Verres de couleurs. Tous très transparents, mais le rouge est celui qui Test le moins et Torangé celui qui Test le plus pour l'infra-rouge.

Brome et iode. Plus transparents encore que l'ébonite.

Chlorure d'argent fondu. Coulé en lame sous une épaisseur de 1 millimètre. Un peu moins transparent que Tebonite.

312 l'évolution des forcbs '<

Antimoine, noir de fumée/ ûr^sefiic. Très opâiqùes." '' ' ■'

Snlf(4e de cuivre ammoniaoài, Ùchrcimate de jpotasse en solution saturée, humeur vitrée, alun, placés dans des cuves de 1 çenti^ mètre d'épaisseur. Trausparents, ràai)^ moins que l'ébohite.

Solution saivrée de sulfate de fér sous une épaisseur de 1 centimètre. Quatre fois moins transparente que Tébonite^

Ce qui précède montre des ' corpà jadis coiisi^é^és comme opaques pour les radiations' infrà-rou^eÀ, tels que l'alun, le papier noir, rhumeur vitrée, etc., jouissant alu contraire dMne grande transparence.

Lorsqu'on désire comparer très rapidement la transparence relative de certains corps, le procédé suivant peut être employé : on découpe les substances à examiner en bandes, on les fixe sur une lame de verre placée ensuite sur un écran phosphorescent de sulfure de zinc illuminé. On expose pendant trois ou quatre secondes aux radiations d'une lampe à pétrole et on examine là plaque dans l'obscurité. Plus la teinte du sulfure est foncée sous lefe bandes, plus le corps essayé est transparent.

La méthode précédente de comparaison de la transparence de diverses substances est très exacte et très «impie, puisque'^ étant comparative, elle est indépendante de la distance à la lampe et de l'intensité de la flamme.

Elle trouvera plus d'une application. Son emploi m*a pefmis de constater les variations considérables, suivant l'état de Tatmosphère, qu'éprouve la lumière invisible versée par le soleil et qui constitue une grande partie de son énergie. ^ ,

De tous les corps énumérés plus haut, celui qui s'est môntf^ le plus opaque est le noii* de fumée, oU'les substances en contenant. Lorsque le papier noir et Tébonite eii renferriient -^ ce qui arriva quelquefois — ils deviennent aussitôt t opaques. Avant' de s^eii servir pour des expériences, il est donc essentiel d'examiner leur transparence, ce qui ne demande que quelques secondes.

L'opacité du noir de fumée pe|*met de idéaliser facilement l'expé* rience suivante, paradoxale au premier abord : reproduire soit par contact, soit avec l'objectif photographique un dessin imprimé mis dans une enveloppe de papier- noir, introduite elle-même dans une boite d'ébonite. L'encre d'impression contenant du noir de fumée n'est pas traversée et forme réserve. Je donne (fig. 34) une photographie ainsi obtenue.ti • \.:i.-. ..

Cette opacité du noir de fumée, mise en évidence dans; l'expc^rienco précédente, est contraire à ce qui. s'enseignç dans les ouvrages de physique récents. Dans leur Traité de Physique (t. III, 2* fascicule, p. 90), Bouty et* Jamin disent'que « si Top noircit avec du noir de fumée, le veiVe, la fluorine et le sel, il^

l'i^fha-rouge et la photographie 313

éteignent toute lumière mais laissent passer la totalité des radiations obscures que ces mêmes substances transmettaient ». Le noir de fumée en laisse passer, mais non leur totalité puisqu'il arrête toutes celles comprises entre 0^,8 et 3f>'. Nous avons plusieurs fois répété que, dans le spectre visible, comme dans le spectre invisible, la transparence est toujours sélective, c'est-à-dire qu'un corps opaque est, comme un verre coloré, transparent seulement pour certaines radiations.

I 5. <^ UTIU8ATI0N DES RAYONS INVISIBLES POUR RENDRE VISIBLES A GRANDE DISTANCE DES CORPS OBSCURS.

Lorsque je publiai pour la première fois quelques* unes des expériences relatées dans ce chapitre, M. le Ministre de la Marine de cette époque me fit demander s'il ne serait pas possible de masquer avec un corps opaque les feux d'un vaisseau de guerre ou d'un phare, de façon à les rendre invisibles pour l'ennemi, et visibles cependant pour les vaisseaux amis munis d'appareils convenables.

La solution du problème était assez simple. Elle perd de son intérêt maintenant que les progrès de la télégraphie sans fil permettent les communications entre vaisseaux éloignés, c'est pourquoi je crois pouvoir publier lé détail de mes expériences. Géné-^ ralisant le problème, j'ai recherché si un bâtiment ne pourrait pas projeter sur une rade, une forteresse ou une ville assiégée, des rayons de lumière, invisibles pour les assiégés, visibles pour les assiégeants, et per* mettant de diriger un tir précis sur l'ennemi tout en restant invisible soi-même.

Soit donc à résoudre le problème suivant :

Rendre visible sans le rendre lumineux un corps obscur quelconque, par exemple un bâtiment ayant éteint ses feux ou l'entrée d'une rade obscure. ' '

Considérons tout d'abord que^ quand nous projetons sur un corps obscur un faisceau de lumière visible;ce corps n'est rendu perceptible (}ue par les rayans

314 l'sVOLUTIOS DV» FOBCBS- «

qu'il réfléehit. Noos saTons, d'uir autre cùlé^ que le» M eentièmes enTÎron des radiations projetées par.les meiileores soarees lamineoses sont tout à fait iuYisibles et, par suite, inutilisées. Donc, en trouvant le moyen de séparer les radiations visibles des radiations invi-^ sibles, nous n'aurons privé notre source de lumière que de 1 pour 100 de son émission totale. Il en restera par conséquent la plus grande partie.

Les écrans cités plus haut -jouissent préctsépient de la. propriété d'éliminer les rayons visibles .et de laisser passer les rayons invisibles. Si Ton projette sur un corps obscur un faisceau de cette lumière invisible, ce dernier les réflécl^ira tout pomme il eût réfléchi d^ la lumière ordinaire. Il serait doac lumineux pour un œil cupable dQ percevoir les radiations invisibles réfléchies par lui. Cet œil n'exista p^s, mais un écran de sulfure de zinc phosphorescent. va le remplacer.

A la place de la glace dépolie d'une chambre npire. munie d'un objectif à court foyer capable d'embrasser par. conséquent une grande étendue de l'horizon, exposons UQ. écran de sulfure de zinc préalablement rendu.pbosphorescent.au moyen d'un ruban de magnésium ou par les rayons X d'une ampoule de Crookes, on verra alors apparaître sur sa surface l'image; (jles corps obscurs sur ies.quel$ aura été proj.eté; un faisceau de radiations .invisibles.

.Cette lumière invisible proviendra simplement de la réflexion de celle envoyée par le projecteur élec-^ trique possédé par tous les vaisseaux de guerre et dont nous aurons masqué les. rayons visibles au moyep d'une lame opaque.

Cette laqfie ne peut être fabriquée ni avec de Tébonite, ni avec du papier noir, précédemment employés, parce qu'ils seraient promptement détruits, par la chaleur. Le seul corps utilisable est du verre, noir dont il existe des variétés assez opaques pour ne pas laisser voir le disque du soleil quand on les interpose

l'infka-rouge et la photographie 315

entre cet astre et l'œil. Il s'en faut de beaucoup que tous les verres noirs soient transparents pour les radiations invisibles, mais on en trouve assez facilement dans le commerce. Il suffirait, avant d'en faire -usage, d'essayer leur transparence par le lùoyen que j'ai indiqué et qui demande quelques minutes seulement. Avec des verres bien choisis la transparence est la même que celle de Tébonite.

Toutes les expériences consignées dans ce chapitre reposent sur l'emploi de corps sensibles aux radiations de grande longueur~d'onde, mais, cette sensibilité n'existe que pour des radiations ne dépassant guère 3{x. Or, celles émises par les corps à température relativement basse, le corps humain par exemple, sont beaucoup plus longues et n'impressionnent pas les matières phosphorescentes. Si l'on découvrait un corps sensible à ces radiations, rien ne serait plus facile que de photographier un être vivaot dans l'obscurité sans autre source lumineuse que la lumière invisible émise par lui constamment.

Jusqu'au zéro absolu, tous les corps rayonnent sans cesse, en effet, comme nous Tavons vu, des ondes de lumière invisibles pour notre œil, mais perceptibles probablement par les animaux dits nocturnes capables de se guider dans l'obscurité.

• Pour eux, le corps d'un, être vivant dont la température est d'environ 37 degrés, doit être entouré d'une auréole lumineuse que seul le défaut de sensibilité de notre œil empêche d'apercevoir. Il n'existe pas, en réalité^ de corps obscurs dans la nature, il existe seulement des yeux imparfaits. Un corps quelconque est une source constante de radiations visibles ou invisibles, mais qui sont toujours de la lumière.