CHAPITRE IL
Effets produits par les rayons différemment réfran-
giltles.
§ 1 . Ejfets du spectre solaire sur les matières impressionnables.
Les effets produits par la lumière sont si variés qu’il est nécessaire d’examiner comment chaque matière sensible se comporte sous l’influence des rayons différemment réfrangibles, et l’on va voir que si quelques principes généraux peuvent résulter de cet examen, cependant on peut dire cpie chaque substance est un instrument à l’aide duquel on doit interroger le rayonnement lumineux, et qu’il y a autant d’effets différents que de substances impressionnables.
En général les effets chimiques ont lieu dans les rayons les plus
réfrangibles du spectre solaire et môme dans la partie ultra-violette, et l’on a pu voir tome 1er, page 31, ainsi que page 45 de ce volume quelles avaient été les premières observations de Schéele et de Ri lier sur le chlorure d’argent; on a vu également tome Ier, livre IV, page 138 (1), que j’avais été conduit à observer, à l’aide des actions chimiques, les mêmes raies noires que celles du spectre visible, môme au delà du violet; ainsi les différences observées proviennent seulement des matières inégalement impressionnables. Examinons quels sont les effets que présentent la plupart des matières qui ont été indiquées dans les chapitres précédents.
Afin d’agir avec des rayons lumineux d’une réfrangibilité bien définie, on fait réfléchir un faisceau de rayons solaires sur le miroir métallique d’un liéliostat, et l’on introduit ce faisceau dans une chambre obscure par une fente verticale très-étroite dont on peut faire varier le diamètre depuis 0 mill. 1 jusqu’à 2 mill. : A la distance de 2 mètres environ de l’ouverture, sur le trajet des rayons, on place un prisme de flint glass très-blanc et très-pur, d’un angle de G0° et dans la position du minimum de déviation pour les rayons moyens; immédiatement derrière le prisme on fixe, perpendiculairement aux rayons réfractés, une lentille achromatique de 1 mètre de foyer, et l’on reçoit le spectre, sur un carton blanc à 2 mètres à peu près de la lentille. On a un spectre solaire bien étalé et dans lequel on distingue les raies noires. Quand on fait usage de substances très-impressionnables, il est nécessaire d’agir avec un spectre d’une certaine étendue, de 1 à 2 décim. de longueur entre les raies A et H par exemple ; comme on peut faire varier la distance de la lentille et du prisme, et employer une lentille à plus court foyer, on peut augmenter ou diminuer la grandeur du spectre. Avec les matières très-peu impressionnables il faut se servir d’un spectre de 5 à 6 mill. de hauteur sur 30 à 35 mill. de longueur entre les raies A et H.
Je supposerai qu’on ait employé un prisme de flint glass très-blanc; avec le quartz, comme on l’a vu dans le Ier volume, page 140, on a un spectre un peu plus long pour la partie ultra-violette; mais la dispersion est moindre et la différence entre les effets observés avec les rayons les plus réfrangibles et ceux que présente un prisme de flint blanc sont assez faibles, eu égard aux indications générales qui vont être données, pour qu’il ne soit pas nécessaire d’en faire usage.
(1 ) Bibliolh. univ. de Genève , t. 40, p. 341 (1842).
Lorsqu’on veut avoir un spectre bien épuré et éliminer autant que possible dans la chambre noire la plus grande partie de la lumière diffuse, qui viendrait influencer les matières sur lesquelles on opère, on doit avoir recours à une disposition représentée fig. 38, tome Ier, page 333 : on place en avant du volet de la chambre noire par où le faisceau de rayons pénètre une boîte en bois noircie de 30 à 00 centimètres de longueur, qui porte sur le prolongement de la route du faisceau lumineux une seconde ouverture longitudinale comme celle qui est faite au volet. De cette manière le faisceau pénètre dans la chambre par deux ouvertures longitudinales distantes de 60 centim., et les parois de la boîte arrêtent les rayons diffusés obliquement qui se seraient introduits par la première ouverture. Cette disposition n’élimine pas toute la lumière diffuse, car la lentille et le prisme en donnent encore quelques traces, mais à l’aide d’écrans percés d’ouvertures longitudinales, et que l’on place devant les substances impressionnables, on s’en affranchit en grande partie.
Afin de se guider dans les descriptions qui vont suivre et reconnaître les positions des parties actives de l’image prismatique, on place de nouveau ci-contre la planche fig. 13, où se trouvent les principales lignes non-seulement de la partie lumineuse du sp.ectre solaire, mais encore de la portion ultra-violette, lignes qui ont été décrites tome Iür, page 138.
Phosphore. — La coloration rouge du phosphore a lieu rapidement à la lumière violette, comme on l’a vu page 47; mais les limites d’action dans l’image prismatique n’ont pas été indiquées d’une manière aussi précise qu’avec les substances dont on va parler ci-après. La disposition employée parM. Draper pour cette étude est assez simple (1) : elle consiste à couler le phosphore entre deux plaques de verre et à exposer cette laine mince à l’action de lumière; le sulfure de carbone et les dissolvants du phosphore blanc enlèvent ensuite la partie non impressionnée, et le phosphore rouge insoluble reste sur le verre. Il a pu obtenir ainsi des images photographiques de la partie la plus réfrangible du spectre avec ses raies.
Chlore et hydrogène. — La combinaison du chlore et de l’hydrogène a lieu sous l’intluence des rayons les plus réfrangihlcs, et principalement des rayons violets et ultra-violets; elle ne se produit pas dans le rouge prismatique. Parmi les expérimentateurs qui se sont occupés de cette
(1) Bulletin de la Socièt. phologr., t. 8, p. 17. .
étude, on peut citer MM. Bérard (1), Draper (2), Fabre et Silberniann (3), Bunsen et ltoscoe (4). D’après MM. Fabre et Silbermann, le maximum d’action aurait lieu entre les raies G et H du spectre solaire à un tiers environ de G1I près de G, c’est-à-dire dans la partie que l’on appelait autrefois l’indigo du spectre; suivant MM. Bunsen etRoscoe, ce maximum serait plus près de H que de G, et même après H il y aurait un second maximum d’action, de sorte que la courbe des intensités qui, étant tracée le long du spectre, indiquerait la quantité d’action chimique produite dans un temps donné, après s’être élevée à l’endroit du maximum, s’abaisserait près de H pour se relever vers I et présenter comme un second maximum, moins fort que le premier.
L’action chimique, d’après ces derniers observateurs, nulle depuis le rouge extrême jusqu’en G, dans l’orangé, commence à être sensible dans le jaune en D; elle est encore faible dans le vert, et elle ne se fait sentir avec un peu plus de force que dans le bleu vers F, où elle est au moins six fois plus faible que dans la position du maximum. Elle est très-forte dans le bleu, le violet et jusque bien au delà du violet vers N, où elle recommence à décroître jusqu’aux limites les plus éloignées du spectre. Ces effets exigent que le spectre soit pur et que les divers rayons ne se mélangent pas, sans quoi les limites sont un peu différentes et les rapports des intensités peuvent changer.
Combinaisons d’ argent. — L’action des différents rayons sur les combinaisons d’argent va permettre de reconnaître quels sont les divers effets produits suivant la nature des sels et leur état physique ainsi que selon la longueur d’onde des rayons actifs.
Examinons d’abord l’effet observé sur le chlorure d’argent; si ce composé est formé par double précipitation et est parfaitement lavé, en l’étendant dans un lieu bien obscur sur une surface inactive comme du verre, de la porcelaine et même à l’aide d’une couche de gomme arabique sur du carton, puis en projetant sur sa surface un spectre solaire bien épuré, on voit que la coloration commence en dehors du violet et au bout d’un certain temps s’étend d’un coté presque jusqu’au bleu et de l’autre dans la partie ultra-violette. Pour que l’effet soit facile à observer, il faut un spectre de petite dimension, car la matière est peu
(1) Mcm. de la Sociët. d'Arcueil , t. 3.
(2) Philos. Mac/., juillet 1844. — Biblioth. univ. de Genève, t. 53.
(3) Ann. de chim. et de phys., 3rae série, t. 37, p. 297.
(4) Ann. de Poggend., t. 108, p. 267 (1859).
impressionnable et on n’a pas une image aussi promptement qu’en taisant usage des préparations sur collodion ou des lames d’argent iodurées. La figure 43 représente, en môme temps que la position des principales raies d’un spectre solaire avec un prisme de flint, l’étendue des parties actives sur différentes substances :
Fig. 45.
jN° 1 plaque d’argent iodurée ( couche jaune d’or ), insolée pendant quelques instants.
^î° 2 papier ou collodion enduit d’iodure ou de chlorure d’argent avec excès d’azotate d’argent, non insolé. Surface sèche.
x\° 3 papier ou collodion enduit de bromure d’argent avec excès d’azotate d’argent, non insolé. Id.
N° 4 papier enduit de chlorure d’or neutre. Id.
N" 5 papier enduit de bichromate de potasse. Id.
6 papier enduit d’une dissolution de gaïac dans l’alcool, kl.
N° 7 papier enduit d’une dissolution de gaïac, préalablement coloré en bleu par un lavage dans l’eau chlorée, kl.
Si la surface de chlorure d’argent a été primitivement colorée par la lumière, mais très-légèrement, et que l’on vienne à faire agir le spectre sur cette surface un peu insolée, on voit une image violette se former dans le violet et dans l’ultra violet, comme si l’insolation n’avait
pas eu lieu ; mais en même temps une légère coloration rose apparaît à l’extrême rouge; vers le jaune le chlorure déjà coloré se décolore légèrement, puis il semble qu’une trace de bleu se fait sentir près de l’endroit où le chlorure se colore avec intensité. On verra dans le quatrième chapitre du livre suivant que ces effets dépendent de l’influence exercée par la lumière sur la petite quantité de sous-chlorure violet que l’insolation préalable avait formé sur le chlorure blanc.
Au lieu de préparer le chlorure d’argent comme on vient de le dire , on peut l’obtenir par double précipitation à la surface d’une feuille de papier, en déposant sur celle-ci une légère couche d’une dissolution de chlorure de sodium avec un pinceau ou en plongeant la feuille dans une dissolution aqueuse contenant 8 à 10 pour 100 de chlorure (eau 100, chlorure 8 ou 10); une fois la couche sèche, on plonge la feuille de papier dans une dissolution aqueuse d’azotate d’argent contenant 10 pour 100 d’azotate; alors le chlorure d’argent se trouve en présence d’un excès d’azotate (1), et il peut présenter les effets suivants :
Quand la surface a été préparée dans un endroit parfaitement obscur et qu’on l’expose dans le spectre solaire, au bout d’un temps qui dépend de l’intensité des rayons du spectre et par conséquent de la grandeur de l’image, on distingue une impression qui commence entre les raies G et FI et ne s’étend que jusqu’en F dans le bleu, puis de l’autre va bien au delà du violet visible jusque vers P. Mais si le chlorure , après avoir été préparé dans une chambre parfaitement obscure, est exposé préalablement pendant un temps très-court à la lumière diffuse ou solaire, de manière à ce qu’il nesoitpas noirci, maisqu’un très-faible commencement d’action ait eu lieu, lorsqu’on vient ensuite à l’exposer dans le spectre solaire, on aperçoit non-seulement une coloration vers le violet extrême , mais on reconnaît qu’une action se manifeste en même temps’ dans la partie la moins réfrangible du spectre jusqu’au rouge, de sorte que l’espace noirci se trouve dans toute l’étendue du spectre lumineux et bien au delà du violet. Le n° 1 de la figure 45, et qui est relatif à une plaque d’argent ioduré, indique à peu près les limites des effets produits dans cette circonstance.
D’après le mode d’action de la lumière relativement à cette sub-
(l) Voir chapitre précédent, page 63. — Comptes rendus, t. 1 1 , p. 702. — Ann. de physique et de chimie , 3e série, t. ‘J, page 257. — Savants étrangers, t. 8, p. 373. — Rapport de M. Biot à l’Académie des sciences sur ces phénomènes. Comptes rendus, t. 12,
stance, et ainsi qu’on l’a vu dans le chapitre précédent, page 7G, j’avais nommé les premiers rayons, les rayons violets, rayons excitateurs et les autres rayons rayons continuateurs; cela signifiait que, suivant la longueur d’onde des rayons ils se comportaient comme excitateurs par rapport à cette matière ou uniquement comme continuateurs. On pourrait aussi exprimer ce fait en disant que la substance, une fois qu’elle a reçu un commencement d’impression, est pour ainsi dire une autre substance impressionnable et se trouve impressionnée entre d’autres limites de réfrangibilité.
Si l’on exposait au spectre solaire le chlorure préparé, suivant la dernière méthode, dans une chambre parfaitement obscure et sans l’impressionner avant l’expérience , on ne verrait d’abord qu’une action dans les rayons les plus réfrangibles ; mais au bout d'un temps assez long on finirait par observer un effet dans les régions les moins réfrangibles. Cela tient uniquement à ce que le spectre, même le mieux épuré que l’on puisse avoir, est toujours accompagné d’un peu de lumière diffuse, qui finit par impressionner la surface quand la durée de l’exposition est suffisante. Ainsi, lorsque le chlorure a été primitivement impressionné, l’étendue de la partie colorée se trouve depuis le rouge jusque bien au delà du violet; mais il y a deux maxima d’intensité d’action, l’un entre G et H près de G, l’autre entre D et E vers le jaune, ce dernier correspondant à l’action continuatrice.
On voit, d.’après les différentes expériences citées ci-dessus, et ainsi qu’on l’a dit dans le premier chapitre, page 63, que le chlorure d’argent mélangé à l’azotate est non-seulement plus impressionnable, mais devient sensible à l’action des rayons les moins réfrangibles dans des circonstances déterminées; la présence de l’azotate doit donc influer autrement qu’en présentant à chaque instant à la lumière une nouvelle quantité de chlorure non impressionné.
Le bromure d’argent se comporte comme le chlorure, et l’on obtient les mômes effets, si ce n’est que l’action quand la surface n’a pas été préalablement impressionnée s’étend un peu plus loin du côté le moins •réfrangible jusque dans le vert du spectre; le n° 3 de la figure précédente indique celte extension. Mais quand ce composé est obtenu par double précipitation et bien lavé, et qu’il a été primitivement impressionné, il n’offre jamais les traces de couleur rouge vers le rouge et verdâtre dans le vert, comme le chlorure. Nous verrons en effet dans le quatrième chapitre du livre suivant que le sous-chlorure d’argent est
le seul corps jusqu’ici qui jouisse de la propriété de reproduire les couleurs du spectre.
Lorsque le bromure d’argent est préparé par double décomposition sur du papier, en appliquant d’abord sur la surface une couche d’une dissolution de bromure île potassium, puis en imprégnant celte surface quand elle est sèche avec de l’azotate d’argent, le bromure est formé en présence d’un excès d’azotate d’argent, et on observe des effets analogues à ceux que présente le chlorure dans de semblables conditions. Quand celte surface sensible n’a pas été insolée, en la plaçant dans le spectre solaire on a une impression qui commence entre les raies G et H, près de G, et s’étend peu à peu d’un côté au delà de F, de l’autre jusqu’à la limite extrême de l’ultra-violet; si la surface a été primitivement insolée, on reconnaît en outre un effet de continuation depuis le vert jusqu’au rouge, comme avec le chlorure.
L’iodure d’argent précipité et lavé n’est pas impressionnable, comme on l’a vu antérieurement, page 64; mais préparé par double décomposition sur une feuille de papier avec excès d’azotate, il se comporte comme le chlorure et le bromure. L’effet produit sur la surface non insolée ne s’étend pas aussi loin près du vert, et les limites d’action sont les mêmes que celles observées avec le chlorure (voir n° 2, fig. 45); lorsque la surface a été insolée, elle donne lieu à des effets de continuation jusqu’au rouge comme avec les deux autres composés.
Quand on prépare du collodion renfermant isolement soit du chlorure, du bromure, vou de l'iodure de potassium dans les proportions ordinaires et comme il sera dit livre IV, en traitant de la photographie, mais de façon à ce que chaque composé se trouve en présence d’un excès d’azotate d’argent, en exposant ensuite des lames de' verre enduites de ces couches encore humides, et non impressionnées à l’avance, à l’influence du spectre solaire, puis en développant les images au moyen du sulfate de fer ’ou de l’acide pyrogallique, on obtient les résultats suivants :
Avec le collodion contenant du chlorure ou de l’iodure d’argent, les limites d’action sont à peu près les mêmes et les maxima paraissent occuper les mêmes positions; l’action commence à se manifester entre G et H, près de G, à un tiers à peu près de la distance GH, et l’image prismatique s’étend d’un côté entre G et F, à moitié distance de FG, et de l’autre jusqu’à la limite de l’ultra-violet en P, et même au delà. Avec le bromure d’argent, le maximum d’action est à peu près à la même
place, mais l’image se prolonge jusque dans le commencement du vert, c’est-à-dire jusque près de E.
On verra ci-après qu’avec les plaques d’argent iodurées puis exposées à la vapeur de brome, ou à l’action du chlore, on observe des images prismatiques de même étendue qu’en faisant usage des papiers sensitifs et des surfaces collodionnées : le chlorure et l’iodure d’argent sont impressionnables à peu près entre les mêmes limites de réfrangibilité, mais le bromure présente une extension plus grande du côté le moins réfrangible du spectre lumineux.
L’action de l’iodure de potassium sur l’argent métallique sous l’influence de la lumière donne lieu à la formation d’iodure d’argent, par la décomposition de l’iodure de potassium; ainsi un papier sensitif d’un sel d’argent préalablement coloré à la lumière, puis lavé, étant humecté d’une faible dissolution d’iodure de potassium, blanchit sous l’action des rayons lumineux; ce papier donne ce que l’on appelle des images positives. L’action du spectre solaire sur un papier préparé de cette manière, d’après M. J. Herschell (1), conduit aux résultats suivants : >
Si le papier noirci a été recouvert d’une faible solution d’iodure de potassium, il blanchit dans la partie bleue du spectre; ainsi l’argent divisé, qui noircissait le papier, devient ioduré, et en présence d’un iodure alcalin ne se colore plus à la lumière. En même temps que l’on observe cette décoloration de la surface dans la partie la plus réfrangible, on voit le papier continuer à noircir dans le rouge et même au delà, et entre cet espace noirci et la partie qui s’est décolorée, il y a une ligne qui reste neutre. Si l’on couvre le papier noirci d’une nouvelle couche d’iodure de potassium, il commence à blanchir dans la partie la moins réfrangible, et la ligne neutre se rapproche du rouge; avec une solution d’iodure suffisante, le papier blanchit depuis le violet jusqu’au rouge. Enfin avec une très-forte solution d’iodure , le papier blanchirait même à l’obscurité, tant est active l’action de l’iodure de potassium sur l’argent métallique.
A l’aspect des images précédentes il semble qu’il y ait deux actions inverses de produites sur le papier préalablement coloré à la lumière : destruction de la couleur dans le violet, augmentation dans le rouge. Mais il faut remarquer que l’on n’observe que la résultante de plusieurs
(1) Philosoph. iranscici., 1840, § 5, art. 94 ; idem, 1842, art. 214.
actions chimiques simultanées : 1° action de la lumière sur l’iodure d’argent qui a commencé à se colorer, action qui a lieu dans la partie rouge du spectre ; 2° décomposition de l’iodure de potassium dans la partie violette de l’image prismatique ; 3° ioduration de l'argent provenant du sous-iodure formé parla première réaction, c’est-à-dire tendance à la décoloration dans les rayons rouges. Suivant l’énergie de ces réactions, la ligne neutre se rapproche donc plus ou moins du rouge ou du bleu, et les étendues des impressions blanches et noires dans le spectre sont différentes. Ainsi ces apparences diverses tiennent à plus sieurs réactions simultanées dont chacune peut devenir prédominante.
L’iodure d’argent formé à la surface d’une lame d’argent est trèspropre à mettre en évidence les deux actions excitatrices et continuatrices indiquées plus haut, page 84, en même temps qu’il manifeste d’autres effets très-curieux observés également avec des papiers impressionnables.
Pour distinguer ces divers effets, il faut opérer avec une lame d’argent exposée simplement à la vapeur d’iode, et de façon à avoir la teinte jaune d’or. Si la lame a été iodée dans l’obscurité, en projetant sur sa surface et pendant un temps suffisant l’image d’un spectre parfaitement épuré, puis en exposant la lame à la vapeur de mercure, on a une impression, comme on l’a dit plus haut à propos des papiers et des verres collodionnés, dont le maximum est situé entre G et H, près de G, à peu près à un tiers de la distance GH; cette impression s’étend entre G et F en s’arrêtant brusquement avant cette ligne F, et va de l’autre côté jusque vers P. Quand la durée de l’action lumineuse n’a pas été trop grande, l’image est blanche par rapport au fond de la plaque et les raies noires se dessinent en noir sur le fond plus clair de l’impression prismatique (1). Lorsque la durée de l’action du spectre est plus grande, après l’exposition de la lame à la vapeur de mercure l’épreuve est dite solarisée dans les points où l’action lumineuse a été très-forte; dans ce cas, le mercure ne produit pas la teinte blanche primitive, et en s’étendant sur la plaque donne une couleur brune, due à son aspect miroitant. Mais dans l’une ou l’autre circonstance l’action a lieu entre les mêmes limites du spectre.
Lorsque la lame iodurée, avant d’être exposée au spectre, a été légère*mentimpressionnéeà la lumière diffuse pendantune ou deux secondes au
(1) Ed. Becquerel, Biblioik. univ. de Genève, t. 40, p. 141. — Ann.de ehim.et de phijs., 3e série, t. 9, p. 2G5.
plus, ou bien pendant une fraction de seconde à la lumière solaire, alors l’action du spectre donne lieu à une impression depuis A jusqu’en P, mais de façon à ce que les images des parties frappées depuis le rouge jusqu’au bleu , et depuis le bleu jusqu’au delà du violet sont distinctes l’une de l'autre. D’abord l’image qui a son maximum entre G et H et va d’un côté entre G et F et de l’autre en P occupe la même place que sur la lame non insolée; mais ensuite une seconde image commence près de B, a son maximum en D, et s’étend jusqu’après F, là où la première image finit; celte seconde image est due à l’action continuatrice qui s’est exercée sur l’iodure d’argent insolé. Cet effet de continuation est aussi marqué qu’avec les papiers sensitifs décrits plus haut. On verra dans le chapitre suivant comment au moyen des courants électriques on peut déterminer l’intensité comparative des effets produits sur l’iodure d’argent dans les différentes parties du spectre solaire.
On peut, en opérant sur une surface ayant des parties insoléeset d’autres non insolées, montrer très-clairement cette double action : on prépare la plaque iodurée dans une obscurité profonde, et à l’aide d’une planche en bois on couvre la moitié de la plaque, puis on expose la partie découverte à l’influence du rayonnement lumineux pendant un temps très-court. La plaque rentrée dans l’obscurité est mi-partie insolée, mi-partie non insolée, et la ligne de séparation des deux parties se trouve être une ligne droite correspondante au bord de l’écran qui a recouvert la surface. On expose alors la plaque au spectre solaire, en ayant soin que la ligne de séparation précédente soit parallèle à la longueur du spectre et la coupe en deux parties égales , et le spectre peut agir simultanément, moitié en longueur sur une surface insolée, et moitié en longueur sur une surface non insolée.
La figure 40 page suivante représente cet effet. La ligne LL indique la ligne de séparation des deux parties de la plaque: la partie supérieure a été primitivement insolée; la partie inférieure est restée dans une obscurité complète avant l’action du spectre. Au bout de plusieurs minutes de l’influence lumineuse et après l’exposition de la plaque à la vapeur de mercure et le lavage à l’hyposulfite de soude, on reconnaît que l’image du spectre sur la partie inférieure non insolée est limitée, d’une part entre G et F et de l’autre à l’extrémité de l’ultra-violet, comme on l’a dit plus haut, tandis que sur la partie supérieure, priirfitivement un peu insolée, il y a une seconde action, allant depuis une certaine limite corn-
effets de la lumière.
Fig. 4G.
prise entre F et G jusque vers B dans le rouge. Sur les deux parties de la plaque, dans le violet et dans l’ul Ira— violet, les images ne peuvent être distinguées et la ligne de démarcation n’est' pas sensible; mais dans le rouge le jaune et le vert elle est très-manifeste, car il n’y a impression que d’un seul côté, du côté supérieur qui est le eôlé insolé. Depuis B jusqu’en A et au delà, on distingue une place où la vapeur de mercure ne s’est pas déposée et où il semble que la lumière ait détruit l’effet produit par l’insolation ; aussi la double raie noire A est-elle représentée en blanc, tandis que les parties voisines sont plus foncées, ce qui est l’inverse des autres raies depuis B jusqu’en H et au delà, car ces raies sont plus sombres que l’image prismatique. Quand le spectre est intense et l’action lumineuse prolongée, cet espace occupe une étendue un peu plus grande que la figure 46 ne l’indique, et sa limite va jusque vers B; mais on va revenir plus loin sur cet effet.
Si la plaque d’argent iodurée a été exposée à l’action du chlore pendant peu de temps, ce qui la rend plus sensible, comme on le verra livre III, les effets sont les mêmes ainsi que les limites d’action; ainsi on observe les mêmes effets de continuation entre le bleu et le rouge qu’avec l’iodure d’argent isolé; seulement, dans les épreuves que j’ai obtenues il semble que l’action contraire produite vers l’extrême rouge soit moins apparente.
Mais lorsque la plaque d’argent iodurée a été préalablement exposée à l’émanation du brome, préparation qui donne à la surface son maximum de sensibilité, les effets de continuation ne sont plus manifestes et les impressions formées par le spectre solaire sont les mêmes sur ’les plaques insolées et non insolées. La limite vers P, à l’extrême ultraviolet est la même qu’avec l’iodure et le chlorure d’argent; mais du côté le moins réfrangible l'extension est bien plus grande, car si l’exposition
au spectre est un peu longue, on observe une image presque jusqu’en B. On a donc, pour ainsi dire, Une impression dans presque tout le spectre visible, le maximum d’effet se trouvant entre G et H près de G. Cette différence essentielle entre les effets présentés par la plaque iodée et bromée et les plaques iodées ou iodées et chlorées est à noter, car avec les papiers sensibles les effets de continuation sont manifestes avec les trois espèces de combinaisons d’argent, tandis qu’avec les plaques ils ne s’observent pas quand on se sert de brome. D’un autre côté, l’extension de l’image du côté du rouge est la même avec les collodions, les papiers, et les plaques iodées et chlorées, tandis que la plaque bromée donne une extension jusque vers B, le papier et le collodion de bromure d’argent ne donnant une image que jusqu’à une certaine distance de D entre F et D.
On se rend également compte, d’après cela, comment les opérateurs qui ont voulu appliquer les verres rouges et jaunes pour continuer les images de la chambre noire ont obtenu de bons résultats avec les plaques iodées et chlorées, tandis qu’ils n’ont rien eu avec les plaques bromées, puisque les effets de continuation ne peuvent être observés avec cette préparation. On explique aussi pour quel motif, quand on se servait de plaques iodées pour reproduire les images de la chambre noire, les tons verts et jaunes donnaient des impressions quand les surfaces sensibles contenaient du brome, tandis qu’ils n’en donnaient pas avec l’argent iodé et chloré.
Quand le spectre agit sur une plaque d’argent iodée puis bromée , préalablement impressionnée , après le passage de la lame à la vapeur de mercure et son lavage à l’hyposulfite de soude, depuis B jusqu’en A, et même au delà de A jusqu’à une distance à peu près égale à celle de A à C, on voit une place où la vapeur de mercure ne se fixe pas et ou la raie A se distingue en blanc sur le fond noir des parties voisines; il se produit là une action analogue à celle qui vient d’être signalée sur l’iodure, et sur laquelle on va revenir, action indiquant que les rayons rouges extrêmes ont détruit l’action préalable de la lumière diffuse. Si la lame, sans avoir été insolée à l’avance, est exposée pendant très-longtemps à l’action du spectre, la lumière diffuse qui accompagne toujours l’image prismatique impressionne assez la surface pour que l’effet précédent soit encore manifeste.
M. J. Herschell (d) remarqua, en 1839, l’action que les rayons rouges
(1) Associai, britann ., 1839.— Bibliotn. univ. de Genève, nouvelle série, t. 23, n. 185.
extrêmes exercent sur les papiers sensitifs préparés au moyen des sels d’argent, et d’après laquelle ces rayons empêchent la lumière diffuse de les faire noircir. M. Draper (1) en impressionnant une plaque d’argent iodurée avec un spectre solaire intense et non épuré observa que l’image prismatique offrait des apparences diverses, et crut que des rayons protecteurs empêchaient l’action chimique de se produire vers les extrémités du spectre. M. J. Herschell (2) attribua les différentes nuances observées dans cette circonstance à des épaisseurs inégales de couches minces déposées à la surface des lames d’argent servant de surfaces réfléchissantes; quant à l’influence des rayons extrêmes rouges, il ne leur attribua pas un effet manifestement négatif par rapport aux rayons violets, comme M. Draper l’avait fait; il pensa même que dans le cas des papiers sensitifs l’élévation de température dans les rayons rouges pouvait, en desséchant le papier, le rendre moins sensible. Mais l’action de la chaleur ne doit pas être invoquée ici, et s’il y a protection de la lame ou opposition au dépôt de la vapeur de mercure, il faut que cet effet tienne à des réactions chimiques complexes ou à une action spéciale des rayons les moins réfrangibles.
MM. Foucault et Fizeau (3) en impressionnant au spectre une plaque d’argent iodée et bromée observèrent des effets du même genre, et remarquèrent que depuis la raie G jusque de l’autre côté du rouge, et ainsi qu’on l’a dit plus haut, la vapeur mercurielle ne se condensait pas; ils pensèrent que l’effet produit par les rayons rouges devait être considéré comme contraire à celui que l’on observait sous l’influence des rayons bleus et violets.
Mais doit-on admettre des rayons négatifs , agissant en sens contraire des rayons les plus réfrangibles? L’action positive indiquant la formation d’un sous-iodure, c’est-à-dire un départ d’iode, l’action contraire serait une ioduration du sous-iodure. Si l’iode est séparé de la combinaison, comment sera-t-il restitué au sous-sel formé? Se produirait-il une oxydation comme avec le cyanure de fer blanc?
A l’époque de la publication de ce travail je fis quelques observations sur ce sujet (i) , en faisant remarquer que plusieurs réactions chimiques pourraient peut-être avoir lieu, et qu’il se produirait alors
(1) Philosoph. Mag., no\. 1842.
(2) Philosoph. Mag., série 3, vol. 22, l'év. 1843.
(3) Comptes rendus de l'Académie des sciences, t. 23, page G79, 1846.
(4) Id., t. 23, p. 800.
un effet analogue à celui qui se manifeste quand du papier noirci et recouvert d’iodure de potassium blanchit par l’action de l’une des extrémités du spectre et noircit sous l’influence de l’autre, comme on l’a vu plus haut; car la surface d’argent recouverte d’iode, puis de brome, et préalablement insolée, est une couche formée par un mélange d’iodure et de bromure d’argent déjà altéré, avec de l’iodure et du bromure non altéré. Les observations faites depuis par JM Claudet (1) à l’aide de verres colorés sont venues également montrer comment avec l’iodure simple d’argent l’épaisseur de la couche complique le phénomène, puisqu’avec une couche mince d’iodure sans mélange d’autres substances (couche jaune d’or) les verres jaunes et rouges donnent lieu au phénomène de continuation que j’ai trouvé, tandis qu’avec une couche plus épaisse d’iodure et plus sensible la surface impressionnée voit son insolation détruite par la lumière qui traverse ces verres, de sorte que ceux-ci détruisent l’effet de la lumière diffuse, comme ils le font avec la couche iodée et bromée. Bien plus, une couche épaisse d’iodure non mélangé impressionnée par les rayons violets, puis exposée sous les verres rouges et jaunes , revient à l’état normal.
Si l’on rapproche ces résultats des effets électriques que j’ai observés avec des couches minces ou épaisses d’iodure d’argent, et comme on le verra plus loin, effets électriques qui sont inverses dans les deux cas, et qui montrent que la couche mince sous l’influence de la lumière indique une séparation d’iode, et la couche épaisse une réaction chimique ultérieure de l’iode sur la lame d’argent, on voit que les couches d’iodure plus ou moins mélangées de brome et d’épaisseurs diverses constituent des surfaces impressionnables dans lesquelles plusieurs réactions peuvent se produire simultanément ou successivement, et où il est difficile de discerner le résultat final.
La figure 46, représentée plus haut, indique près de A et sur une faible largeur l’effet dont il est question ici. Mais, comme on l’a déjà fait remarquer précédemment, suivant la préparation de la couche ainsi que selon l’intensité de l’insolation primitive et la durée de l’impression lumineuse, l’étendue de l’espace où se produit ce phénomène est plus ou moins grande, et peut aller depuis la raie C jusqu’au delà de A.
(1) Comptes rendus de l'Académie des sciences, ld . , t. 25, p. 938 Ann. de chim.
et de phys., 3e série, t. 22, p. 248.
En résumé, en considérant comme complexes les couches impressionnables formées par les composés d’argent déposés sur des papiers, des verres collodionnés et des plaques de plaqué d’argent, et en s’en tenant aux effets qui résultent des expériences faites dans les conditions indiquées ci-dessus, on reconnaît dans l’action du rayonnement sur ces substances les trois effets suivants :
1° Effet produit dans le spectre solaire depuis le bleu jusqu’au delà du violet sur tous les papiers, verres collodionnés ou lames d’argent recouvertes d’iodure de chlorure ou de bromure de ce métal, et dans le cas de la lame d’argent bromée, effet pouvant aller, du côté le moins réfrangible, jusqu’à l’orangé ; les limites d’action ont été indiquées plus haut.
2° Effet de continuation sur les papiers et les surfaces enduites d’iodure de chlorure ou de bromure avec excès d’azotate d’argent ainsi que sur les plaques iodées et iodées puis chlorées, depuis la raie B dans le rouge jusque près du bleu, lorsque ces surfaces ont été préalablement impressionnées. Sur les plaques d’argent iodées et bromées on n’observe aucun effet de ce genre ainsi que sur le chlorure et le bromure d’argent précipités isolément et lavés.
3° Effet des rayons rouges extrêmes et infra-rouges pour rendre les surfaces d’argent iodées et iodées bromées, préalablement insolées, incapables de condenser la vapeur de mercure et les placer dans des conditions semblables à celles où elles étaient avant l’insolation. Cet effet est analogue à celui que l’on observe lorsque ces mêmes rayons rouges extrêmes retardent ou s’opposent à la coloration des papiers sensitifs d’argent à la lumière diffuse.
Composés d’or. — Une feuille de papier enduite de chlorure d’or s’impressionne dans le spectre solaire au bout d’un temps assez long depuis E jusqu’au delà de FI vers I, c’est-à-dire depuis le vert jusqu’au delà du violet. Celle impression est lente, attendu que ce sel est trèspeu sensible, mais on peut en mettant à profit la propriété dont jouissent les papiers recouverts de sels d’or de continuer à se colorer à l’obscurité quand ils ont été préalablement impressionnés à la lumière, et dont il a été question page 7o , obtenir une image suffisamment colorée pour distinguer les parties actives du spectre; il suffit, après avoir reçu sur la surface du papier un spectre très-intense, d’enfermeï ce papier dans une boîte pendant quelques heures pour trouver toute l’étendue correspondant à l’espace El du spectre colorée en
jaune foncé, le maximum d’action étant entre G et H. Le n° 4 delà figure 45, page 83, représente l’image dont il est question.
Acide chromique. — On a vu antérieurement, page 73, qu’en présence des matières organiques, l’acide chromique cédait une partie de son oxygène et passait à l’état d’oxyde hydraté de chrome. Pour avoir aisément une surface impressionnable où cette réaction se produise, il suffit de tremper une feuille de papier dans une dissolution concentrée de bichromate de potasse, et de la laisser sécher dans l’obscurité; exposée à la lumière, elle change rapidement de couleur et passe du jaune à la couleur bois foncé. Dans le spectre, comme on le voit n° o (fig. 45), la coloration est à son maximum au commencement du bleu près de la raie F, et un peu plus du côté du violet que celte ligne. L’action paraît s’arrêter brusquement à l’extrémité du vert, au delà des lignes b et E; du côté le plus réfrangible du spectre, elle va en s’affaiblissantgraduellement, et en M la coloration estpresque insensible.
Si le spectre présente les raies noires principales, en prolongeant l’influence lumineuse on voit toujours les raies marquées faiblement en jaune et ayant la teinte du papier non impressionné. Un lavage à l’eau fait disparaître le bichromate non attaque, et l’impression demeure fixée. Si l’on plonge alors le papier dans une solution alcoolique d'iode étendue, comme je l’ai montré (1), les espaces clairs deviennent bleus par suite de la réaction de l’iode sur l’amidon qui est à la surface du papier, et les raies deviennent plus visibles.
Composés de plomb. — On a vu précédemment, page 54, que le protoxyde jaune de plomb était impressionnable dans les rayons les plus réfrangibles, mais cpie cette première coloration une fois donnée à la substance, sous les verres jaunes et rouges elle devenait plus claire. Je n’ai pas répété ces expériences avec le spectre solaire, et je n’ai pu savoir si cette décoloration était le résultat d’un effet inverse du premier, c’est-à-dire s’il se produisait dans ce cas une désoxydation de la matière.
Combinaisons de mercure. — Les composés de mercure, ainsi que la plupart des sels métalliques d’argent, sont sensibles dans la partie violette de l’image prismatique; ayant placé dans plusieurs petits tubes le mélange d’acide oxalique et de bichlorure de mercure qui donne un précipité blanc de protochlorure de mercure à la lumière, comme on l’a
( 1 ) Comptes rendus de VAcad. des sciences, t. 10, p. 4G9.
vu antérieurement, page GO, étayant exposé ces tubes dans les différentes parties d’un spectre solaire très-intense pendant deux heures, j’ai observé une précipitation dans le. violet et l’ultra-violet et nullement dans les autres parties colorées du spectre. Ainsi cette matière m’a paru impressionnée à peu près entre les mêmes limites de réfrangibilité que le chlorure d’argent précipité.
Combinaisons (le cuivre. — On a vu page 68 quelle était l’action exercée par la lumière diffuse sur plusieurs composés de cuivre; j’ai montré également que le protochlorure formé à la surface d’une lame de cuivre en exposant celle-ci à la vapeur de l’acide chlorhydrique, était rapidement impressionnée par la lumière. Le bromure de cuivre, en couche très-mince, obtenu par l’exposition de lames de cuivre à la vapeur de brome, ou mieux de l’eau bromée, est également fort impressionnable ; quant à l’iodure de cuivre, préparé dans des conditions analogues il est moins sensible que les deux substances précédentes. Il était intéressant d’examiner comment ces divers composés se comportent sous l’influence des différents rayons du spectre solaire pour obtenir rapidement une impression lumineuse. Il faut faire usage d’un spectre très-court et très-intense ; la longueur de celui que j’ai employé était de 5 à 6 centimètres sur 1 centimètre de largeur.
AEC D ET fi II T 1T TJ O P
Fig. 47.
N° 1 iodure de cuivre.
j\T0 2 bromure de cuivre.
A0 3 chlorure de cuivre.
La figure 47 représente l’effet obtenu sur les trois corps dont il vient d’être question. L’iodure de cuivre, n° manifeste une action depuis un intervalle compris entre G et H jusque vers P; je n’ai pas dislin-
gué d’effet dans les rayons les moins réfrangibles pendant la durée de l’expérience.
Le bromure de cuivre, fig. 47, n° 2, a offert deux’espaces impressionnés, séparés par une partie voisine de G où la plaque de cuivre est restée presque intacte : le premier, compris dans la partie la plus lumineuse du spectre, a son maximum en D, et occupe l’étendue GA en se prolongeant bien au delà de A; le deuxième correspond à la région active du spectre sur l’iodure de cuivre, a son maximum entre G et H, décroît brusquement vers G, et s’étend jusque près de P, dans l’ultra-violet. On doit remarquer que la réaction chimique exercée par la lumière sur le bromure de cuivre est une de celles qui présentent la plus grande extension dans les rayons infra-rouges.
Le chlorure de cuivre, fig. 47, n°3, comme le bromure, donne deux espaces impressionnés Réparés par une région inactive. Le premier s’étend du rouge au violet; le maximum d’action a lieu près de D, et la teinte de l’image va en se dégradant vers les deux extrémités, en se prolongeant dans la partie infra-rouge; ainsi ses limites d’action suivent à peu près celles des rayons qui excitent la rétine, et le maximum d’effet a lieu près des points où se trouve le maximum de lumière. Le deuxième prend brusquement vers I, etva en se dégradant jusqu’en O; il est moins long que le premier, mais entre I et M l’action est presque aussi vive que vers D. La région du spectre située entre FI et I est donc presque inactive sur le prolochlorure de cuivre; les deux images, séparées par une partie où se trouve un minimum d’action prismatique , rappellent les images phosphorescentes décrites dans le premier volume et obtenues par l’action du spectre solaire sur .les sulfures de calcium et de strontium.
La comparaison des images 2 et 3 de la figure 47 montre que dans la partie la moins réfrangi ble du spectre le bromure ainsi que le chlorure de cuivre sont sensibles entre les mêmes limites de réfrangibilité, tandis que dans les rayons les plus réfrangibles le chlorure a son maximum situé plus loin que le bromure.
En exposant au spectre une lame de cuivre recouverte de chlorure de ce métal, dont une moitié avait été préalablement impressionnée comme dans l’expérience faite avec l’iodure d’argent et citée page 89 j’ai reconnu que le deuxième espace impressionné, c’est-à-dire le plus réfrangible, était de mêmenuance sur les deuxmoitiés de la surface, tandis qu’il m’a semblé que la région rouge, jaune et verte avait donné une coloration un peu plus intense sur la portion impressionnée que sur celle
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qui ne l’était pas; mais la différence n’a pas été assez grande pour que l’on puisse tirer aucune conclusion de cette observation.
Matières organiques. — Si les surfaces sensibles préparées avec les sels métalliques présentent des effets très-variés quand elles sont soumises à l’action des différents rayons du spectre solaire, les matières organiques offrent des différences plus grandes encore; il suffira de citer plusieurs exemples pour le prouver.
On a vu antérieurement, page 50, quelles étaient les observations de Wollaston sur la résine de gaïac, qui se colorait en bleu verdâtre par l’action des rayons violets et se décolorait ensuite dans la partie la moins réfrangible du spectre. La figure 45, reproduite ici, nos G et 7,
indique les deux effets que j’ai obtenus dans les conditions suivantes. Ayant préparé une solution alcoolique de gaïac après avoir traité préalablement cette résine dans de l’eau chaude, à plusieurs reprises, j’en ai recouvert une feuille de papier qui a été exposée à l’action d’un petit spectre concentré pendant trois heures; la coloration bleue s’est manifestée au delà des rayons violets, entre 11 et P, fig. n° G: le maximum s’est trouvé près de M.
EFFETS CHIMIQUES. 9D
Une partie de la même feuille de .papier a été alors colorée en bleu en la traitant par une solation aqueuse de chlore, qui produit l’oxydation de la résine, et cette surface a été exposée à l’action du même spectre. J’ai trouvé au bout de plusieurs heures un espace décoloré s’étendant du rouge au violet et représenté n° 7, le maximum d’action paraissant être près de F. On a déjà parlé dans le chapitre précédent, page 56, de cette double action de la lumière sur le gaïac, mais il n’est pas encore démontré que cet effet soit le résultat d’une désoxydation de la matière bleue.
M. J. Herschell (1), dans un travail déjà cité antérieurement, a étudié l’action du spectre sur des feuilles de papier recouvertes de cette résine. Il a reconnu qu’en faisant usage d’une dissolution alcoolique de gaïac, si l’action prismatique a lieu dans une chambre noire où aucune lumière diffuse ne pénètre, il se produit une belle couleur bleue dans les rayons violets et au delà, comme on l’a dit plus haut. Mais si on laisse en même temps arriver de la lumière diffuse sur la feuille de papier, alors le fond général du papier tourne au vert brun, excepté dans la partie oii tombent les rayons les moins réfrangiblcs; de A en F, dans cette région, la teinte blanche est conservée, et il semble que la lumière protège le papier contre l’action de la lumière diffuse. Il peut se faire que les deux actions indiquées plus haut, coloration et destruction de la coloration, aient lieu en même temps et conduisent à l’effet observé.
Quant à l’impression depuis le bleu jusqu’au delà du violet, elle consiste en une première partie bleue commençant au bleu du spectre , c’est-à-dire vers la raie F, ayant son maximum à l’extrême violet et diminuant d’intensité au delà, de façon à atteindre un minimum; nuis on observe unsecond maximum, beaucoup plus foncé que le premier, et qui correspond sans doute à l’effet observé quand la lumière diffuse ne pénètre pas dans la chambre. Ainsi la décoloration delà matière, ou l’effet en apparence inverse de celui qui produit la coloration, a lieu seulement depuis le rouge jusqu’au vert. Mais il faut remarquer que la lumière diffuse venant à agir depuis le vert jusqu’au violet, il est possible que dans ces régions l’effet de cette lumière l’emporte sur l’action décolorante des rayons- dispersés par le prisme, et que l’on n’observe une déco-
(1) Pkilosoph. iranmet 2e p. (1842). - Bibliolh. unir. de Génère, nomclle séria t. 44, i>. 104.
loration que là où l’action de la lujnière diffuse est plus faible. 11 est donc probable que, suivant l’intensité de la lumière diffuse par rapport à celle du spectre, la ligne de séparation entre la partie blanche de l’impression prismatique et la partie bleue, au lieu d’être en F, est plus près du rouge ou plus près du violet; ce dernier cas correspondrait à l’intensité la plus faible de la lumière diffuse.
Si le papier imprégné de résine de gaïac a été bleui par. le chlore, on observe l’effet indiqué plus haut, c’est-à-dire une décoloration depuis le rouge jusqu’au violet. 11 se produit un effet analogue quand on prépare une solution de gaïac dans de l’eau rendue alcaline par la soude, et que l’on colore également avec le chlore la surface du papier qui en est recouverte.
En étudiant l’action du spectre solaire sur du papier enduit de différentes teintures de sucs de fleurs dissous dans l’alcool, M. J. Ilerschcll a reconnu que les diverses couleurs végétales qui sont influencées par les rayons solaires sont détruites dans des portions différentes du spectre solaire. En général, les rayons actifs ne sont compris qu’entre le rouge et le violet; l’action est positive, c’est-à-dire que la lumière détruit la couleur, soit en totalité, soit en laissant une teinte affaiblie sur laquelle les rayons solaires n’exercent plus d’action,* et opère, pour ainsi dire, une analyse chromatique dans laquelle deux couleurs sont séparées, l’une étant enlevée, détruite, l’autre laissée pour résidu. Cette destruction de couleur, comme on l’a vu précédemment, page 57, est ordinairement due à une oxydation de la matière par les rayons lumineux.
Dans quelques circonstances l’action de la lumière ne se montre pas immédiatement, mais alors des réactifs chimiques peuvent faire apparaître une image, ces réactifs agissant différemment sur les substances avant l’action de la lumière ou après qu’elles ont été impressionnées. M. .1. Hcrschell a même observé qu’avec un papier recouvert d’une matière colorante jaune, le corchorus japonica , les impressions peuvent augmenter d’intensité dans l’obscurité comme les impressions sur les sels d’or. Sous l’action du spectre cette couleiir jaune est détruite en quinze ou vingt minutes par les rayons verts, bleus et violets. Si l’aption se prolonge, le papier blanchit, quoique plus faiblement, dans le rouge cl au delà du violet, et l’image présente trois maxima d’intensité et deux minima'; ces deux derniers correspondent au jaune et au violet extrême. Mais vingt-cinq jours après, temps pendant lequel l’image
avait été conservée à nue lumière faible , deux taches blanches distinctes apparaissaient aux deux extrémités du spectre, et les trois maxima étaient plus marqués. Cette extension des effets au-delà du rouge prismatique, comme avec les iodures d’argent et de cuivre, est a signaler.
M. J. Herschell a remarqué que les rayons les plus efficaces pour la destruction d’une couleur végétale quelconque sont, dans un grand nombre de cas, ceux qui par leur couleur sont complémentaires de la couleur de la matière végétale détruite. C’est ainsi que les matières végétales d’une couleur jaune ou orangée sont détruites avec plus d’énergie par la partie bleue du spectre ; les couleurs bleues par les rayons ronges, orangés et jaunes, et les matières pourpres et roses par les rayons jaunes et verts; il n’y a qu’un petit nombre d’exceptions.
Il est possible que le phénomène d’absorption de lumière puisse rendre compte de ces résultats : en effet, quand une substance est colorée en jaune, par exemple, elle absorbe les rayons autres que ceux-ci, c’està-dire les rayons bleus et violets, et ces rayons étant absorbés avec plus de facilité, on doit concevoir que ce sont ceux qui doivent altérer la matière, et non pas ceux qui n’éprouvent pas les mêmes effets. Si ce principe s’étendait aux autres corps impressionnables, on voit que les composés blancs devraient être impressionnés surtout par les rayons ultra-violets; c’est peut-être pour ce motif que le chlorure d’argent ainsi que le mélange de bi-chlorure de mercure et d’acide oxalique, matières incolores, sont sensibles surtout à l’influence des rayons compris dans cette partie du spectre.
On a vu dans le chapitre précédent, page 59, que les huiles grasses exposées à l’air absorbent de l’oxygène ; elles s’épaississentalors et se durcissent de plus en plus selon leur nature, et, indépendamment des différentes circonstances qui influent sur le phénomène, la lumière ainsi que la chaleur sont les causes qui exercent l’action la plus grande. M. Cloëz (I), en étudiant l’influence des rayons qui ont traversé difércnts écrans en verre coloré sur un certain nombre d’huiles, a constaté que cette influence était plus grande avec les rayons les plus réfrangibles, violets et bleus, qu’avec les rayons jaunes et rouges.
On voit, d’après les nombreux exemples qui ont été cités dans ce paragraphe ; que pour chaque matière chimiquement impressionnable à la
(1) Comices rendus de l'Acad. des sciences, t. Cl, p. 321 et 981 (1805).
lumière l’action des rayons solaires est différente , c’est-à-dire que ces substances ne sont pas impressionnées entre les mêmes limites de rayonnement et que les positions des maxima et des minima d’action ne sont pas les mêmes. Ainsi, chaque substance est un appareil particulier, qui est sensible d’une manière particulière et à l’aide duquel on doit interroger le mode d’action de l’agent lumineux.
On a pu voir que l’étendue active du spectre sur les composés trèsimpressionnables est en général plus grande que celle du spectre lumineux, à moins que l’on ne considère comme agissant sur la rétine les rayons ultra-violets (voir tome Ier, livre iv, page l it). On avait avancé que l’extrémité violette du spectre produisait des décompositions et l’extrémité rouge des combinaisons; mais on a des exemples d’effets contraires produits dans chaque partie du spectre : ainsi la combinaison du chlore et de l’hydrogène, l’oxydation du gaïae ont lieu à l’extrémfté violette comme la décomposition des sels d’argent; d’un autre côté, la décomposition des sels de chrome, des sels de cuivre a lieu dans le jaune et le vert comme la décoloration des matières organiques. On peut conclure seulement de l’ensemble des faits observés que les rayons violets et ultra-violets sont en général plus efficaces pour agir sur les composés métalliques, et les rayons les moins réfrangibles pour produire l’oxydation des couleurs végétales.
On a supposé que l’on avait opéré avec des prismes en flint très-blanc; avec d’autres prismes bien purs, en quartz ou en spath fluor, on aurait les mêmes résultats. Cette question, au reste, sera étudiée dans le paragraphe suivant.
§ 2. Action des écrans incolores et colorés. Prismes divers.
Écrans incolores. — L’action des substances liquides ou solides sur les rayons actifs de diverse réfrangibilité permet d’expliquer différents effets, et entre autres l’inégale transmission, par les écrans incolores, des rayons lumineux et de la partie active du rayonnement sur diverses substances impressionnables. On va voir, d’après les résultats qui vont ■être cités ci-après, que cet effet lient à l’action exercée par ces écrans sur une partie du rayonnement, la partie ultra-violette, qui n’influence pas sensiblement la rétine.
M. Malaguti (1) a cherché à comparer les effets produits par les •écrans transparents sur les rayons qui impressionnent les sels d’argent,
(1) Ann. de chim. et de physique, 2e série, t. 72, p. 5 1839.
en mesurant le temps que des bandes de papier impressionnable mettent à se colorer de la même nuance quand elles sont placées sous ces écrans. Mais j’ai montré (1) que ce procédé était sujet à plusieurs causes d’erreur : d’un côté, la réflexion inégale des rayons sur les faces terminales des écrans, principalement quand ces écrans renferment des liquides, peut diminuer l’intensité lumineuse du faisceau de rayons incidents ; d’un autre côté, certaines parties du rayonnement peuvent agir] en sens inverse sur la matière sensible, comme avec le •gaïac , ou bien les rayons, suivant leur réfrangibilité, peuvent exercer une action dont l’énergie dépend de l’impressionnabilité de la matière, et alors l’action ne se produit pas proportionnellement au temps (comme avec le chlorure d’argent, voir page 81). L’accélération ou le retard de la coloration d’une même surface ne donne donc que l’effet total, et ne peut servir à indiquer l’action des écrans sur les diverses parties actives du rayonnement lumineux.
11 n’en est pas de môme si l’on examine l’action des substances transparentes sur les rayons du spectre solaire, en comparant à chaque instant les effets produits dans chaque région du spectre avec ceux que donne la même partie de l’image prismatique, mais cette dernière étant obtenue sans l’intervention de l’écran transparent. J’ai fait pour celte étude usage delà disposition suivante : un écran métallique percé de deux petites ouvertures circulaires de S millitn. de diamètre, très-voisines, et dont les centres sont sur une même verticale, est fixé en avant d’un prisme en flint blanc; devant une des ouvertures est placé l’écran solide ou l’écran creux rempli de liquide sur lequel on opère, tandis que l’autre ouverture reçoit une petite lame de verre ou reste libre.
Si l’on place ce système dans une chambre obscure dans laquelle on introduit un faisceau de rayons solaires à l’aide d’une ouverture verticale d’un petit diamètre, à une distance de 1 ou 2 mètres de cette ouverture, mais de manière que les rayons tombent normalement sur l’écran, on aura derrière le prisme deux faisceaux de rayons qui ne différeront que parce que l’un n’aura traversé que l’air, et que l’autre aura traversé en plus le liquide employé.
On peut alors recevoir les deux spectres à quelque distance sur une surface impressionnable, et on aura deux spectres horizontaux, dont les parties de même réfrangibilité seront situées sur une même verticale. On
(1) Ann. de chiin. et de physique, 3° série, I. 9, p. 380 (1S42).
peut donc, en faisant agir ces deux spectres simultanément sur un même papier sensible ou sur une même matière chimiquement impressionnable, reconnaître si dans celui qui est formé par les rayons qui ont traversé le liquide ou le solide se trouvent ou ne se trouvent pas tous les rayons contenus dans l’autre.
Afin de bien préciser la position des spectres, on place en outre dernière le prisme une lentille achromatique de 1 mètre de foyer environ, et l’on met le prisme dans la position du minimum de déviation pour les rayons moyens. Alors les rayons se croisent, et au-delà du foyer de la lentille on a les deux spectres avec toutes leurs raies comme il a été dit précédemment, de sorte qu’il est facile de préciser la position des diverses parties actives de ces deux spectres.
On a d’abord fait usage d’un prisme de flint; nous verrons plus loin qu’avec différents prismes ces effets sont à peu près les mêmes. On s’est servi comme substance impressionnable d’iodure d’argent préparé sur papier avec excès d’azotate d’argent, ou de lames de plaqué d’argent recouvertes d’iodure.
D’après ce procédé d’expérimentation, le spectre formé par les rayons qui ont traversé l’écran aurait un peu moins d’intensité d’action que l’autre, en supposant même que l’écran n’ait aucun pouvoir absorbant sur les rayons solaires, car une partie des rayons du faisceau incident se réfléchit sur les parois de. l’écran. Pour mettre les deux spectres dans le même état relatif d’intensité, on place sur la roule du second faisceau un écran en flint qui par la réflexion sur ses deux faces fait perdre à ce faisceau une partie de son intensité, et donne à peu près la même énergie d’action aux deux spectres.
Lorsqu’on emploie comme écran un des liquides suivants placés dans une petite cuve formée par des lames de verre très-mince, savoir :
L’eau,
Le chlorure d’étain liquide, L’essence d’anis,
L’essence de copahu,
L’alcool,
L’acide sulfurique,
L’acide valérianique, L’acétate d’oxyde d’amyle,
on ne voit aucune différence bien distincte dans les deux spectres.
Si l’action dure de dix à quinze minutes, on observe une impression entre les lignes noires F et P. Lorsque cette action a plus de durée, deux heures par exemple, il se produit alors une impression entre F et A, les rayons les moins réfrangibles agissant par continuation.
Avec les liquides incolores dont les noms suivent :
Eupione ,
Àldehyde, lodure d’amyle,
on distingue une légère différence dans les deux spectres. Celui formé par les rayons qui ont traversé seulement l’air et le flint donne sur la surface sensible une impression qui s’étend de F en P, tandis que l’action exercée par l’autre ne s’étend que jusqu’en O ; de sorte que ces liquides absorbent en petite quantité les rayons extrêmes les plus réfrangibles. Quant aux rayons les moins réfrangibles, ils ne sont pas absorbés, et après un long espace de temps on peut avoir avec chaque spectre une impression de F en A.
En introduisant dans l’écran les substances suivantes :
Essence de térébenthine, Huile de naphte,
on reconnaît que les rayons extrêmes du côté de P sont également absorbés et que l’action absorbante s’étend vers N. Quant aux rayons les moins réfrangibles, on trouve toujours que leur action est la même dans les deux spectres et qu’elle s’exerce de F en A.
En employant un écran contenant -les liquides désignés ci-après :
Essence de citron, Acide azotique,
Hydrocarbure de brome, Acide chlorhydrique ,
on voit toujours dans le spectre des rayons qui ont traversé l’air et le verre une impression qui s’étend jusqu’en P, tandis que dans l’autre spectre l’action chimique s’arrête vers M ou entre M et N. Le pouvoir absorbant de ces liquides s’exerce donc sur les rayons extrêmes depuis M jusqu’en P.
Avec le chlorure de carbone liquide, l’essence d’élémij, le sulfure de carbone, les rayons qui sont au-delà de M sont arrêtés et ne donnent plus d’effets sur les surfaces sensibles.
En faisant usage des liquides suivants :
Créosote, Essence d’amandes amères ,
l’impression dans le spectre s’arrête brusquement après H, de sorte que ces deux liquides absorbent tous les rayons plus réfrangibles que
la raie I. La partie du rayonnement comprise entre H et A traverse ces liquides comme elle traverse l’air, sans altération.
Quand on fait usage de la dissolution de sulfate acide de quinine, qui jouit de propriétés phosphorescentes, comme on l’a vu dans la première partie de cet ouvrage, on reconnaît que l’action chimique dans le spectre des rayons qui ont traversé ce liquide s’arrête brusquement en H, de sorte que le pouvoir absorbant de cette substance s’exerce sur tous les rayons qui influencent l’iodure d’argent de H en P. Pour les rayons situés de H en A, dans toute la partie visible du spectre, ils n’éprouvent aucune action de la part de cette solution. Du reste, toutes les matières très-fortement phosphorescentes, comme l’azotate d’urane, le verre d’urane, le bisulfate de quinine, absorbent la partie ultra-violette de l’image prismatique et donnent lieu au môme effet.
Ainsi avec les différents liquides incolores cités plus haut, on arrive à ce résultat remarquable que la partie du rayonnement comprise de A en H dans la partie visible du spectre n’est pas absorbée , tandis que celle qui est en dehors du violet visible de H en P est plus ou moins absorbée suivant les substances , les rayons les plus réfrangibles étant les éléments les plus absorbables.
Fig. 48.
La figure 48, nos 1, 2, 3, 4, réunit les étendues des spectres qui représentent l’action produite lors de l’interposition de plusieurs écrans incolores. On voit que la partie ultra-violette] est seule plus ou moins absorbée. Le n° 1 représente l’étendue du spectre agissant sur l’iodure d’argent impressionné, quand aucun écran liquide n’exerce son action sur les rayons qui traversent le prisme; le n° 2 représente l’effet produit par la créosote, l’essence d’amandes amères et le sulfate acide de
quinine; le n° 3 celui qui résulte de l’emploi du sulfure et du chlorure de carbone; le np 4 l’étendue de l’impression quand on fait usage de l’essence de citron, de l’acide azotique ou de l’acide chlorhydrique.
Avec les écrans solides on observe les mêmes phénomènes : les uns arrêtent certains rayons situés au delà de H, entre II et P, d’autres laissent passer ces rayons en totalité. Ainsi l’interposition d’une lame de spath fluor ou de mica très-mince ne donne lieu à aucune action bien manifeste. Avec des lames de nitre ou baryte sulfatée, taillées en écran de 1 ou 2 millimètres d’épaisseur et à faces parallèles , on voit que les rayons extrêmes situés vers O sont en partie absorbés. Avec des écrans île verre à vitre, de plomb carhonaté, de diopside, on reconnaît que les rayons situés au delà de M sont absorbés de telle sorte que ce spectre n’a qu’une étendue limitée d’un côté en A et de l’autre entre M et N, comme dans le n°4de la figure 48. Enfin, en faisant usage d’un écran en dichroïte bien transparente, de 1 millimètre d’épaisseur, on voit que tous les rayons situés depuis I jusqu’en P sont absorbés complètement, de telle sorte que le spectre chimique n’a qu’une étendue AI, la limite extrême la plus réfrangible étant située vers I, entre H et I à peu près, comme le représente le n° 3 de la figure ci-dessus.
Dans toutes les expériences faites avec ces écrans solides, on n’observe, comme avec les liquides cités plus haut, aucune action inégale de la part de ces substances sur les rayons les moins réfrangibles situés de A en H entre les limites extrêmes des rayons visibles; es écrans peuvent bien agir par absorption sur ces rayons, mais ils agissent avec la même intensité sur toute l’étendue du spectre visible AH, de sorte que les rayons lumineux passant toujours en même proportion, les écrans ne cessent pas d’être incolores.
Une remarque que l’on doit mentionner ici, c’est que bien que l’étendue des espaces dans lesquels l’iodure d’argent est impressionné ^ soit différente, puisque toute la partie IP peut manquer, cependant le maximum d’action reste sensiblement à la même place, entre II et G.
On a supposé que l’on avait agi avec l’iodure d’argent comme corps sensible, mais il est facile d’étendre ces résultats aux autres substances chimiquement impressionnables. Si l’on considère d’abord le chlorure ou le bromure d’argent sur lesquels le spectre solaire agit sur une étendue presque aussi grande que sur l’iodure, excepté vers l’extrémité P, en substituant à l’iodure un de ces composés , on trouve les mêmes résultats avec les écrans transparents; seulement, le temps
nécessaire pour colorer ces substances est plus long que pour l’iodure.
Si l’on fait usage du papier enduit de bichromate de potasse, sur lequel l’action du spectre s’étend de E en I, comme on l’a vu page 83, tîg. 45, le maximum étant vers F, l’action chimique a lieu presque en entier dans la partie visible du spectre AH, à l’exception des rayons extrêmes , vers 1. En faisant tomber, comme précédemment, les deux spectres sur celte surface, et en ayant soin que l’un des deux spectres soit formé par un faisceau de rayons qui a traversé la créosote ou le sulfate acide de quinine , on ne voit pas une grande différence entre les deux impressions produites , si ce n’est vers l’extrémité I, parce que pour cette substance impressionnable la partie du spectre solaire IMP inactive est, celle qui se trouve principalement arrêtée par ces deux écrans.
Le gaïac, au contraire, qui bleuit dans la partie HP du spectre, doit rester incolore sous un écran de créosote ou de sulfate acide de quinine; et même, lorsqu’il a été coloré en bleu sous l’inlluence de la lumière, placé sous cet écran il est décoloré, car il n’est alors sensible qu’à l’action des rayons compris depuis A jusqu’en H, lesquels opèrent cette décoloration.
L’expérience peut être aisément faite de la manière suivante : On recouvre une feuille de papier de résine de gaïac en la trempant dans une solution alcoolique de cette résine, puis on la sépare en deux; on en met une moitié dans une capsule de porcelaine pleine d’eau et l’autre dans une capsule semblable contenant une solution de sulfate acide de quinine. Si on les expose toutes les deux à la lumière diffuse, la feuille de papier qui est dans l’eau pure ne tarde pas à verdir, puis à bleuir, tandis que l’autre reste incolore. Une fois que la première feuille est bleue on la met dans la seconde capsule, et on laisse cette dernière exposée à la lumière ; alors cette feuille de papier ne tarde pas à redevenir blanche jaunâtre, comme précédemment.
La grande réfrangibilité des parties actives du spectre qui colorent en bleu cette substance est cause des différences considérables auxquelles on est conduit quand elle est influencée par la lumière au travers des écrans transparents; tandis qu’avec la substance précédente, l’acide chromique, les écrans transparents agissent peu différemment, puisque la partie active est principalement située entre H* et A.
En résumé, on voit que toutes les substances sensibles n’étant pas impressionnées entre les mêmes limites de réfrangibilité, l’action des
écrans doit être très-différente sur les rayons qui les influencent. Ainsi, toutes celles qui ne sont pas impressionnées par des rayons d’une réfrangibilité plus grande que II s’impressionnent à peu près également sous tous les écrans transparents, quels qu’ils soient ; je dis à peu près, car on ne connaît pas pour chacune d’elles la perte due à la réflexion de la lumière; tandis que les substances qui sont sensibles à l’action de rayons d’une réfrangibilité plus grande que H s’impressionnent inégalement sous les écrans transparents, puisque ces derniers rayons peuvent être absorbés par les écrans transparents et incolores.
Pour dire a priori quelle sera l’action d’un écran transparent sur une substance chimique donnée, il faut simplement chercher entre quelles limites de réfrangibilité cette substance est impressionnable, et ensuite quelle est la portion de la partie ultra-violette qui est absorbée par cet écran.
On peut se rendre compte par une comparaison bien simple de quelle manière un seul rayonnement peut donner lieu à des impressions d’étendue différentes dans le spectre : quand on reçoit le spectre lumineux sur une feuille de papier blanc, on voit toutes les couleurs prismatiques; mais si cette feuille de papier est colorée successivement de différentes teintes, en bleu, en vert, en jaune, en rouge, on ne distingue généralement delumineuse sur cette feuille de papier que la partie bleue quand elle est teinte en bleu, la partie rouge si elle est teinte en rouge, etc....,, de sorte que le spectre lumineux n’a pas la même étendue dans ces différents cas.
Lorsqu’on reçoit maintenant le spectre solaire sur les différentes matières chimiquement impressionnables, on peut concevoir qu’elles ont une espèce de coloration par rapport aux rayons solaires, et que les seuls rayons qui nous sont rendus sensibles sont ceux qu’elles absorbent dans les régions où elles se colorent. Seulement, dans ce cas-ci les rayons dont nous examinons l’action sont des rayons absorbés, tandis que dans le cas précédent les seuls rayons rendus visibles étaient ceux qui étaient réfléchis irrégulièrement par les molécules de matière colorée répandue sur l’écran blanc. Mais pour la lumière nous avons la couleur pour juger de la différence des rayons qui impressionnent la rétine , tandis que nous n’avons pas de qualité analogue pour distinguer les différents rayons réfrangibles qui influencent une substance chimique sensible, si ce n’est le nouvel état moléculaire de cette substance.
On doit remarquer qu’il se produit ici à l’extrémité la plus réfrangible du spectre le même effet que celui qui a lieu à l’extrémité la moins réfrangible quand des écrans incolores agissent sur les rayons calorifiques, et l’on a vu dans le livre Ier, page 28 et suivantes, comment ces écrans absorbaient inégalement la partie infra-rouge prismatique.
Prismes différents. — Dans les expériences précédentes on aurait pu craindre que les rayons lumineux, après avoir traversé les écrans transparents, aient pu être absorbés par la matière du prisme de flint, du moins dans les parties les plus réfrangibles. Pour examiner jusqu’à quel point cet effet pouvait avoir lieu, j’ai fait usage de prismes de différentes substances, et successivement de prismes de sel gemme, de cristal de roche et d’alun.
On doit également avoir soin de se servir d'une glace métallique pour réfléchir le faisceau de rayons lumineux qui pénètre dans la chambre noire, car sans cela, avec une glace de verre étamé, les rayons avant de se réfléchir sur la seconde surface traversent l’épaisseur de la glace, de sorte qu’en entrant dans la chambre obscure ils sont dans le même état que s’ils avaient traversé un écran de flint d’une épaisseur double de celle de la glace. On a disposé l’appareil comme précédemment, si ce n’est qu’il n’y avait pas de lentille derrière le prisme de sel gemme ou de quartz dont on se servait. En plaçant, par exemple , un prisme de sel gemme derrière l’écran muni de deux ouvertures, on a deux spectres comme ci-dessus ; mais devant une des ouvertures on a fixé une plaque de flint glass d’un centimètre d’épaisseur, de sorte qu’un des spectres était formé par des rayons qui n’avaient traversé que du sel gemme, l’autre par des rayons qui avaient traversé le sel gemme et Pécran de flint glass.
En recevant ces deux spectres sur une plaque iodurée ou sur une feuille de papier enduite d’iodure d’argent, si l’on ne laisse durer l’action que quelques secondes, on a seulement une impression vers la partie la plus réfrangible du spectre, et on reconnaît que l’étendue des deux spectres est sensiblement la même; s’il va une légère différence, c’est en faveur du spectre formé par les rayons qui n’ont traversé que le sel gemme, c’est-à-dire que le spectre ainsi produit s’étend un peu au delà de P. Ainsi, le flint glass blanc très-limpide agit à très-peu de chose près comme le sel gemme sur les rayons ultra-violets qui colorent l’iodure d’argent; cependant, il manifeste une légère action absorbante sur les rayons extrêmes P.
Lorsqu’on emploie un écran de verre à vitre au lieu de flint , le spectre formé par les rayons qui traversent cet écran est moins étendu que l’autre dans le sens de la plus grande réfrangibilité, et il se termine entre M et N, de sorte que toute la partie NP est absorbée.
En employant un prisme d’alun au lieu d’un prisme de sel gemme, on trouve la même étendue aux deux spectres, dont l’un est formé par les rayons qui ne traversent que l’alun, tandis que l’autre est dû aux rayons qui ont traversé l’écran de flint. Avec un prisme de quartz blanc, l’étendue de la partie ultra-violette est plus grande. On a vu dans le premier volume, page 140, que, d’après les recherches de MM. Helmholtz, Muller, etc., le spath d’Islande avait même encore une plus grande transparence que le quartz pour les rayons ultra-violets.
On voit donc qu’en employant différents prismes solides, les résultats sent les mêmes qu’avec le flint bien pur, en ce qui concerne l'étendue des parties actives comprises entre A et H bien entendu, car pour la partie extrême de l’ultra-violet elle est plus étendue avec le quartz et le spath d’Islande qu’avec les verres les plus blancs.
On peut remarquer aussi qu’avec ces prismes différents les maxima d’action sont situés aux mêmes places si l’on n’a égard qu’à leur position relative par rapport aux raies du spectre solaire ; car l’on sait très-bien que quoique les raies soient les mômes avec différents prismes, cependant leur position relative change un peu, le pouvoir dispersif des diverses substances n’étant pas le même et les couleurs n’occupant pas toujours le même étendue relative.
Quand, au lieu de prismes solides, on fait usage de prismes liquides terminés par des lames minces de flint, on observe que la position des maxima d’action correspond aux mômes raies que précédemment; le liquide agit en outre comme écran en absorbant certaines parties du rayonnement lumineux; alors l’étendue du spectre du côté du rouge A reste semblable ; mais du côté de l’ultra-violet P elle peut varier beaucoup. Si l’on prend, par exemple, un prisme de sulfure de carbone, dont le pouvoir dispersif est si considérable, on a un spectre lumineux excessivement étalé; mais comme cette substance, arrête les rayons situés depuis I jusqu’en P, l’action chimique ne se manifeste que de A en F pour les rayons les moins infrangibles, et de F en I pour les autres. Ainsi les raies N, O, P ne peuvent plus être dessinées chimiquement avec ce prisme. Avec d’autres prismes liquides les résultats seraient analogues, c’est-à-dire que la substance
agirait non-seulement comme prisme, mais encore comme écran.
Écrans colorés. — Si les écrans transparents et incolores n’exercent une action absorbante énergique que sur la partie ultra-violette du spectre (ce qui est une conséquence de l’unité du rayonnement, car ils ne sont incolores que parce qu’ils absorbent de la même manière les rayons compris entre les réfrangibili lés extrêmes A et II), et si les effets chimiques dans chaque partie du spectre sont en rapport avec les effets lumineux, les écrans colorés peuvent agir par absorption sur quelquesunes des parties visibles du spectre, et on doit trouver que les images photographiques des mêmes parties font défaut; c’est ce que les résultats suivants vont démontrer :
On a fait usage du même procédé expérimental que celui qui a été employé plus haut page 103, et au lieu de placer un écran incolore en face d’une des ouvertures de l’écran métallique qui se trouve devant le prisme, on a mis les écrans colorés dont on voulait examiner l’action.
En employant un verre rouge assez foncé coloré par le protoxyde de cuivre, verre qui est monochromatique puisqu’il ne laisse passer que le rouge et le commencement de l’orangé prismatique, on ne voit sur l’écran qui reçoit les spectres que la partie lumineuse comprise entre A et le milieu de l’orangé, et qui donne une teinte rouge bien prononcée; les lignes noires dans cette bande lumineuse se distinguent assez bien. Cette image se termine après A, et ensuite brusquement de l’autre côté, entre C et D; on reconnaît, en outre, une légère lueur vers F, indiquant que des rayons de cette réfrangibilité traversent cet écran. Pour suivre aisément cette description on peut se reportera la planche fig. 13, page 80.
En recevant le spectre sur de l’iodure d’argent primitivement impressionné, voir page 89, au bout de deux heures d’action d’un soleil énergique on distingue une impression sur la plaque après l’avoir passée au mercure, impression qui correspond exactement à la partie éclairée en rouge et qui se termine aux mêmes lignes ; les raies a sont assez bien définies. De plus, on reconnaît une légère action vers F, indiquant que des rayons de cette réfrangibilité ont impressionné la plaque.
On voit ainsi que là où la lumière est absorbée totalement il n’y a pas d’action chimique, et que par rapporta l’iodure d’argent ce Verre rouge ne laisse passer presque en totalité que les rayons qui continuent l’action chimique commencée. '
D’autres verres rouges moins foncés donnent les mêmes résultats.
si ce n’est que l’on a un plus grand nombre de rayons situés vers F et impressionnant la plaque. On reconnaît ainsi qu’il est possible que des verres rouges très-foncés laissent passer des rayons d’autre réfrangibilité que le rouge, et que l’iodure soit impressionné par des rayons correspondant au bleu ou au vert prismatique; on pourrait donc être induit en erreur en se servant d’un écran rouge, si l’on supposait que cet écran ne laisse passer que des rayons dont la réfrangibilité correspond à cette nuance. 11 en serait de même avec d’autres verres colorés pour des parties différentes du spectre, et les expériences faites par leur concours ne peuvent indiquer immédiatement la réfrangibilité des rayons actifs d’après la couleur de ces écrans à lumière diffuse.
Quand on place sur la route d’un des faisceaux de rayons lumineux avant sa réfraction un verre jaune clair, on voit que la partie la moins réfrangible du spectre, c’est-à-dire celle qui est située entre A et F, passe en totalité, tandis que les rayons bleus, indigo et violets sont en partie absorbés; cela fait qu’au delà de-G on ne distingue plus aucune trace de lumière. Lorsqu’on reçoit le spectre sur l’iodure d’argent déjà impressionné, on reconnaît qu’entre A et F la plaque reçoit une impression due à l’action des rayons les moins réfrangibles ; mais on aperçoit aussi une action dans les rayons les plus réfrangibles, jusqu’en I d’un côté, et de l’autre jusqu’entre G et F.
Une solution de persulfocyanure de fer est obtenue en versant du sulfocyanure de potassium dans une solution d’un sel de peroxyde de fer. Lorsqu’elle est assez concentrée, elle a une couleur rouge qui est à peu près la même que celle du verre rouge coloré par le protoxyde de cuivre. Placée dans un écran de verre à faces parallèles, elle peut être mise sur la route du faisceau lumineux avant sa réfraction. Si on l’étend d’eau, elle jaunit, et en solution étendue, elle a une couleur jaune.
Avec la solution étendue on observe les mêmes effets qu’avec le verre jaune , lorsqu’on la met sur le trajet du faisceau de rayons lumineux ; c’est-à-dire que la portion AF du spectre passe sans altération , tandis que la région IIF est à peu près absorbée. Quant aux parties impressionnées de l’iodure, elles suivent les parties lumineuses : la partie FA passe sans absorption ; on distingue une impression légère dans 'Ia partie FI, correspondant aux rayons les plus réfrangibles, et IP est totalement, absorbé.
Avec la solution concentrée on a les mêmes résultats qu’avec le verre rouge, c’est-à-dire que la partie AC du spectre lumineux et peut-
être un espace s’étendant au delà de G, entre C et D, sont seuls apparents. En exposant dans le spectre de l’iodure déjà un peu impressionné, après deux heures d’action on a une impression entre les mômes limites. Si cette substance sensible n’est pas impressionnée primitivement, les phénomènes sont à peu près les mômes, si ce n’est qu’il faut plus de temps; caria lumière diffuse qui accompagne toujours le faisceau lumineux introduit dans la chambre obscure impressionne assez la plaque pour que la partie AC agisse énergiquement.
Une solution concentrée de tournesol paraît rouge par transmission, et agit comme un verre rouge ; très-étendue, elle est bleue, et dans des proportions intermédiaires, elle semble violette. En opérant avec une solution violette placée dans l’écran de verre, on reconnaît que celte substance laisse passer la partie rouge AC du spectre lumineux; il y a une interruption de C entre D et E, au commencement du vert, puis on distingue la partie lumineuse depuis celte limite jusqu’en H, qui ne parait que peu affaiblie.
L’impression sur la plaque d’argent iodurée donne les résultats suivants : si l’exposition ne dure que plusieurs minutes, on a une impression depuis F jusqu’au delà de II, correspondant aux rayons les plus réfrangibles ; si l’action dure plus longtemps, une heure ou deux, l’impression a lieu depuis F jusque entre D etE, là où les rayons lumineux diminuent d’intensité, et ensuite on a une image de C en A correspondant à la partie lumineuse AC.
Les verres bleus colorés par le cobalt donnent, comme on le sait, une image du spectre traversée par des bandes d’absorption (voir page 7) : si la teinte du verre est assez foncée, on distingue la partie AC rouge, puis un intervalle obscur AE, et ensuite la partie bleue, indigo et violette, qui paraît passer presque sans absorption. Si le verre est moins foncé et même assez clair, on voit d’abord la partie AC lumineuse rouge assez intense indiquant que ces rayons passent presque sans absorption; puis un espace qui s’étend de D au milieu de DE, et qui est jaune, mais moins lumineux que le jaune prismatique; l’intervalle entre ces deux portions prismatiques éclairées est plus obscur, mais au milieu, entre C et D, on a une faible teinte orangée. En E on a une partie lumineuse EH, qui commence à la fin du vert et qui finit à la limite extrême ordinaire du violet. Ainsi il y a quatre parties lumineuses, séparées par trois bandes obscures.
Quand on fait agir sur l’iodure d’argent le spectre formé par le fais-
ceau des rayons qui ont traversé cet écran, on observe d’abord une action de IN en F; si l’iodure a été impressionné, au bout d’une heure et demie d’action, en outre de l’effet produit dans les rayons les plus rëfrangibles, on distingue une impression de F en E, et une autre de C en A correspondant à la partie lumineuse. L’intervalle CE sur la plaque reste net, car l’intensité des rayons jaunes ne paraît pas dépasser celle de AC; et pour que cela soit il faut que vers U les rayons éprouvent une absorption assez forte. Mais au bout de trois heures et demie d’action sur la plaque on a une impression correspondant à la partie jaune vers D. Ainsi les trois parties les plus lumineuses des rayons qui ont traversé l’écran bleu ont exactement leurs correspondantes dans les impressions sur la plaque d’argent iodurée. Il est probable qu’une action d’une journée aurait donné un indice de la faible bande orangée; mais l’expérience serait difficile à faire, en ce qu’on ne distingue qu’avec peine cette partie du spectre de la lumière diffuse qui l’environne, et qui agit aussi à la longue sur la plaque.
On voit donc qu’avec les différents écrans colorés les parties du
spectre lumineux qui sont absorbées correspondent exactement aux ré-
gions où les impressions chimiques n’ont pas lieu; mais il faut avoir égard à l’étendue des parties actives du spectre sur les matières impressionnables, et à la position relative du maximum de lumière et des maxima d’action chimique sur ces substances.
Dans l’examen de ces divers effets, il faut aussi remarquer que les impressions lumineuses sur la rétine ne se font pas dans les mêmes conditions que les réactions chimiques que l’on observe : en effet , si un faisceau lumineux de très-faible intensité frappe la rétine, il ne donne aucune impression sensible; centuplez ce rayon, et vous aurez une action marquée. Mais faites que ces cent rayons égaux au premier ne viennent que successivement frapper la rétine, au lieu d’arriver ensemble, alors ces actions ne s’ajouteront pas, et il n’y aura aucune action produite; de sorte que l’on pourra recevoir pendant des heures entières l’action d’un rayon lumineux excessivement faible sans rien apercevoir.
Quant aux actions chimiques, il n’en est pas de même : un faisceau de rayons d’une intensité très-petite ne produira aucune action ; mais que cent faisceaux de rayons égaux au premier viennent frapper la matière sensible ensemble ou successivement, elle recevra la même impression ,
car il se produira la même somme d’action chimique; de sorte qu’au bout de plusieurs heures un faisceau de rayons excessivement faible pourra être rendu appréciable par son action chimique sur une surface donnée. Ces différences d’effets proviennent de ce que la rétine ne consérve que pendant un temps très-court l’impression de la lumière, tandis que la substance chimique sensible conserve et accumule l’impression qu’elle reçoit des rayons lumineux.
§ 3. Sources lumineuses diverses : lumière électrique , Jlammes.
On a vu quels sont les éléments de la lumière solaire qui exercent une action chimique sur un grand nombre de substances. Si l’on vient à faire agir d’autres sources lumineuses sur les matières impressionnables, les effets produits dépendront de la composition delà lumière de ces sources ainsi que de leur intensité. On observe donc des effets analogues à ceux dont on est témoin dans les phénomènes de phosphorescence, et dont il a été question dans le tome Ier, page 325.
A composition lumineuse égale, l’intensité des rayons influe seule; à intensité égale, plus les sources renferment d’éléments actifs, plus elles agissent vivement. Mais comme les différentes matières impressionnables sont affectées entre des imites différentes de réfrangibilité, une lumière active pour une substance peut être inactive pour une autre, et vice versa. Cependant, puisqu’en général , sauf pour le cas des matières organiques, les sels métalliques impressionnables sont influencés par la partie violette et ultra-violette de l’image prismatique, quand ces sources renferment en abondance des éléments très-réfrangibles, elles agissent avec efficacité principalement sur les composés d’argent.
Les flammes provenant des matières carbonacées, comme les huiles grasses, l’acide stéarique et le gaz d’éclairage, ont beaucoup de rayons rouges et jaunes et peu de rayons bleus; de là leur peu d’efficacité sur les changements de couleur des sels d’argent, et a plus forte raison quand étant mélangées d’air elles ont perdu leur pouvoir éclairant. Si la température de combustion est plus élevée, comme avec le chalumeau à gaz oxygène et hydrogène, dans lequel un fragment de chaux ou de magnésie est porté à l’incandescence, la lumière est plus vive ‘quoique présentant toujours les éléments jaunes et rouges. Mais quand la température est plus élevée encore , et peut-être aussi en raison des éléments que la flamme contient,- comme lors de la combustion du
magnésium dans l’air, alors les rayons bleus et violets sont en plus grande proportion, et l’activité chimique de la flamme est assez grande.
On a vu dans le premier volume combien rl était facile dans la lampe au magnésium que l’on représente ici de nouveau, fig. 11, de régler la combustion de fils ou de lames de ce métal à l’extrcmité du conduit métallique Pq; quand on songe à l’activité de la lumière émise, on voit qu’on peut trèsutilement se servir de cet appareil pour les besoins de la photographie.
Ainsi , quand les sources lumineuses doivent leur lumière â l’irradiation d’un corps solide opaque et incandescent, la proportion des rayons très-réfrangibles et, par suite, l’activité chimique sur les corps impressionnables dans la partie la plus réfractée du spectre dépendent de latempérature de combustion.il résulte de là que l’arc voltaïque formé entre des pointes de charbon dont la température est encore plus haute (voir tome Ier, page 128) dépasse encore en activité la source précédente ; aussi peut-on répéter avec un faisceau émané d’un appareil photo-électrique un certain nombre des expériences faites avec un faisceau de rayons solaires. La figure 27 bis , représentée de nouveau page 118, indique la disposition Remployée quand on se sert d’un régulateur de lumière électrique pour produire, par réfraction dans un prisme P, un spectre lumineux que l’on fait agir sur des substances impressionnables.
La coloration d’une flamme, même par une très-faible quantité de matières étrangères, peut exercer la plus grande influence sur l’action chimique qu’elle exerce. D’après MM. Bunsen et Roscoe, la flamme non éclairante du gaz d’éclairage mélangé d’air, ou la flamme inactive de l’alcool , colorée en rouge par le chlorure de lithium ou de strontium, ou colorée en jaune par le chlorure de sodium ou de potassium , ou
Fig. 27 bis.
bien encore rendue verte par le chlorure de baryum, ne donne aucune action chimique sur le mélange de chlore et d’hydrogène; mais la flamme verte bleuâtre assez vive obtenue avec le chlorure de cuivre volatilisé ainsi que la flamme terne du chlorure d’antimoine contiennent des éléments très-réfrangibles, et ont une action plus grande que celle du gaz d’éclairage ordinaire.
La combustion du sulfure de carbone donne egalement des rayons violets et ultra-violets; on peut se procurer aisément une flamme de ce genre en remplaçant, dans une lampe à alcool, le liquide par du sulfure de carbone. Il faut seulement, à l’aide d’une petite cheminée, rejeter en dehors de la pièce où l’on opère les produits de la combustion, qui sont dangereux pour la respiration. Avec une flamme de ce genre on colore en quelques minutes une feuille de papier recouverte de chlorure d’argent et placée à quelques centimètres de distance.
On peut encore citer comme source lumineuse active l’arc voltaïque formé entre des électrodes en mercure, et par exemple la lampe imaginée par M. Way, et dont la lumière est due à l’incandescence de la vapeur mercurielle (1).
(1) Voir Ier volume, page I8f>. — Bulletin delà Société d'encouragement pour l'industrie nationale, t. 8, p. 18G-18G1.
. J’ai montré dernièrement (1) comment on pouvait colorer les étincelles électriques de façon à donner des lumières de différentes nuances, et cela au moyen d’une disposition assez simple; je pense donc utile de l’indiquer ici. Il suffit, pour obtenir ce résultat, d’exciter des décharges d’un appareil d’induction entre l’extrémité d’un lil de platine et la surface supérieure d’une dissolution contenant un sel aisément vaporisable. Voici la disposition expérimentale employée :
Soit Ali, fig. 19, un tube fermé par en bas et traversé par un fd de platine B, qui fait communiquer le liquide remplissant environ la moitié du tube avec une des extrémités du fil extérieur d’une forte bobine d’induction; le fil de platine ab, qui pénètre par en haut dans le tube, passe dans l’intérieur d’un tube capillaire, et ne dépasse ce dernier que d’une longueur d’un millimètre environ; son extrémité b est placéeà quelques millimètres seulement de la surface M du liquide.
L’extrémité a du fil de platine supérieur touche à l’autre extrémité du fil induit, de sorte que l’interrupteur de l’appareil d’induction venant à fonctionner, des décharges se succèdent à des intervalles plus ou moins rapprochés entre la pointe b du fd de platine et la surface M du liquide, Pour que les étincelles ne partent pas entre l’extrémité b du fd et le
(i) Comptes rendus de V Acad, des sciences , t. G5, p. 1097 (1807), et t. GG, p. l?.ir janvier 1 8 c> 8 . J’ai su, depuis la publication de ces recherches, que M. Séguin avait déjà observé que lorsque les décharges d’un appareil d'induction éclatent entre un lil de platine et la surface d’une dissolution saline , la base du sel dissous imprime à l’auréole une coloration assez intense dépendant de sa nature [Annales de chimie et de physique, 3mc série, t. G9, p. 108-1863).
M. Séguin pensait que l’effet n’était bien marqué que si la dissolution formait le pôle positif, et qu’elle dépendait de l’action mécanique produite dans le sens de la décharge ; mais c’est précisément le contraire qui a lieu, comme on va le voir, et cette différence tient à ce que M. Seguin n’avait pasdéterminé exactement le sens de la décharge- d’après mes observations, l’effet décoloration n’est donc pas dû à un simple transport mécanique du sel dissous.
tube de verre, ou donne à celui-ci un diamètre assez grand, 25 à 30 millimètres au moins; sa hauteur AB est de 12 à 15 centimètres.
Lorsque le liquide est de l’eau pure, les décharges ont une couleur très-pâle; mais si l’eau renferme en dissolution quelques faibles quantités d’un sel aisément vaporisable, comme le chlorure de sodium , de calcium, etc., alors les décharges sont vives et colorées de nuances différentes. Si l’appareil d’induction est de faible puissance, on peut n’observer aucun effet de coloration quand l’extrémité b du fil ah est négatif; il faut qu’il soit positif. Mais si la bobine est puissante comme celle décrite tome Ier, page 204, alors on observe une action, quel que soit le sens de la décharge, et l’auréole dont s’entoure celle-ci présente dans les deux cas des effets cîe coloration; toutefois, le maximum est donné quand le fil ah est positif. Ce résultat est contraire à ce que l’on aurait pu supposer, car on sait que le transport de la matière dans l’arc voltaïque comme dans les liquides traversés par l’électricité a lieu dans le sens de la direction du pôle positif au pôle négatif; il est probable, dans ce cas, qu’il se produit à la surface du liquide une décomposition polaire donnant, lieu à une réduction du métal, cause de la coloration de la décharge. Avec nn appareil d’induction d’une certaine énergie, l’intensité lumineuse de la décharge ainsi que les nuances qu’elle présente prennent un grand éclat.
La composition lumineuse étudiée par réfraction est plus complexe que celle qui résulte de l’introduction dans la flamme non éclairante d’un bec de gaz de quelques traces de sels renfermés dans la dissolution, et le nombre des raies ou bandes lumineuses que l’on voit est plus grand que dans ce dernier cas. D’abord l’eau est elle-même vaporisée, et l’ona en même temps que les raies, qui dépendent des composés dissous, la composition lumineuse, qui appartient à ses éléments constituants; d’un autre côté, comme on le sait d’après les expériences faites avec les étincelles électriques qui éclatent entre des conducteurs solides, la température est plus élevée que celle de la flamme d’un bec de gaz. Quant aux lignes qui proviendraient de la volatilisation du platine, elles doivent être faibles, car avec l’eau je ne les ai pas distinguées; avec les autres métaux il pourrait n’en être pas de même.
Quand on se sert de dissolutions concentrées, les effets lumineux sont très-marqués, et avec les chlorures notamment ils sont très-brillants. Les décharges prennent un grand éclat avec le chlorure de strontium (teinte rouge), avec le chlorure de calcium (teinte orangée),
le chlorure de sodium (teinte jaune), le chlorure de magnésium (teinte verte), le chlorure de cuivre (teinte verte-bleuâtre), et le chlorure de zinc (teinte bleue). Mais d’autres sels en dissolution dans l’eau, comme divers composés de baryum, de potassium, d’antimoine, de fer, de manganèse, d’argent, d’uranium, etc., donnent également des effets plus ou moins marqués.
On peut s’arranger pour faire succéder les décharges à des intervalles très-courts, de façon à coque le phénomène paraisse presque continu; on a alors comme une flamme colorée, et le tube au milieu duquel cet effet est produit fonctionne à la manière d’une petite lampe dont la source lumineuse a une composition et une couleur déterminées. Quand on agit ainsi, le passage de l’électricité élevant la température du liquide, il faut prendre le tube un peu grand ou opérer dans une capsule.
La figure 49, page 119, représente deux tubes placés à la suite l’un de l’autre, de façon que chaque décharge les traverse simultanément; on pourrait en disposer ainsi plusieurs, et avoir à la fois des flammes de diverses couleurs.
On s’est borné dans ce chapitre à indiquer les différentes sources lumineuses dont on peut se servir; dans le chapitre iv il sera question de la comparaison des intensités de différentes flammes, en se servant de plusieurs des réactions chimiques qu’elles peuvent manifester.
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