OU

Moy. 0,000992

Alumine ( rubis). ^

tour

1 ou 0m,5

Moy. 0,068047

Alumine (rubis).

1 tour

Moy. 0,066410

Verre d’urane.

1 tour

Moy. 0,034397

SOURCES DE LUMIÈRE

On reconnaît, à l’inspection de ce tableau, que les nombres inscrits dans la cinquième colonne, et qui sont les rapports entre l’intensité de la lumière émise et celle de la lumière incidente , sont sensiblement égaux. Avec le carbonate de chaux, les différences sont assez petites, avec les deux autres corps elles sont plus grandes; mais les rapports sont tantôt supérieurs, tantôt inférieurs à la moyenne. Ces différences tiennent probablement aux erreurs provenant de la méthode photométrique elle-même. Il résulte donc de là que l’intensité de la lumière émise par les substances impressionnables est proportionnelle à la largeur de l’ouverture par laquelle la lumière solaire pénètre dans la chambre obscure, c’est-à-dire à l’intensité, de la lumière incidente dans les limites de 1 à 30 fois l’intensité primitive. Or, on a trouvé que les rayons solaires simplement réfléchis par l’héliostat et impressionnant directement les corps donnent une intensité 16 | fois moins forte qu’avec une ouverture correspondante à 8 tours de la vis micrométrique ou à 4 millimètres de largeur, c’est-à-dire qu’ils produisent le même effet que les rayons solaires concentrés par la lentille et qui traversent une ouverture de \ de millimètre environ. Ainsi, dans les limites comprises entre 1 et 96 fois la lumière solaire concentrée au foyer d’une lentille (1), l’intensité de la lumière émise par les corps en vertu de leur action propre est proportionnelle à l’intensité de la lumière excitatrice.

J’ai essayé de démontrer également cette proportionnalité en plaçant successivement le phosphoroscope à différentes distances du foyer d’une lentille sur laquelle on a projeté un faisceau de rayons solaires parallèles ; l’image circulaire reçue au delà de la lentille a une dimension d’autant moindre que l’on s’approche davantage du foyer, et il semble que l’intensité lumineuse puisse se déduire de la position du corps et de la grandeur de l’image circulaire dans laquelle se trouvent compris tous les rayons solaires incidents; mais les aberrations de sphéricité et de réfrangibilité de la lentille font que si la quantité totale de lumière est toujours la même, celle-ci se trouve distribuée inégalement et l’éclat lumineux de la partie centrale qui frappe le corps ne varie pas exactement en raison inverse du diamètre de l’image éclairée reçue au delà de la lentille. On ne peut donc pas

(1) La lentille employée était en crown , et avait 0m,085 d’ouverture et 25 centimètres de distance focale.

PHOSPHORESCENCE PAR LA LUMIERE

prendre ces distances comme servant à comparer les intensités de la lumière incidente. Le moyen employé précédemment, et d’après lequel , la lentille restant fixe, on fait varier la quantité de lumière que l’on projette sur une même étendue de sa surface, est à l’abri de toute objection et conduit directement à la démonstration du principe énoncé plus haut.

Je rapporterai encore ici les résultats obtenus en éclairant à l’aide des rayons solaires simplement réfléchis un fragment d’alumine et un morceau verre d’urane, puis en les plaçant au foyer de la lentille, mais en prenant une ouverture déterminée pour donner accès aux rayons solaires réfléchis, qui tombaient sur la lentille :

Avec l’alumine (rubis) excitée par les rayons solaires simplement réfléchis on a eu, au photomètre, un angle de 10° 43', ce qui donne pour le carré du sinus, ou intensité de la lumière émise, 0,034579; les rayons solaires concentrés par la lentille, l’ouverture du volet ayant 4 millimètres de largeur et 40 de hauteur, ont conduit à une valeur photométrique mesurée par un angle de 48° 17', c’est-à-dire par le carré du sinus de cet angle, ou 0,557180. Le rapport des intensités lumineuses dans les

deux cas est donc de = 16,1.

Avec le verre d’urane, l’action des rayons solaires simplement réfléchis a donné au photomètre un angle de 9° 45', dont le carré du sinus mesurant l’intensité lumineuse est 0,028679; les rayons solaires concentrés avec la lentille, l’ouverture du volet ayant 4 millimètres de largeur et 40 de hauteur, ont conduit à un angle qui mesuré au photomètre a été de 41° 5', dont le carré du sinus est 0,484010 ; le rapport des intensités

lumineuses dans les deux cas est donc de — — : — = 16,9.

Le même verre soumis à l’influence des rayons concentrés par la lentille, mais l’ouverture du volet ayant 8 millimètres de -largeur sur 40 de longueur c’est-à-dire le double de section que précédemment, a donné au photomètre un angle de 89° 10", dont le carré du sinus est 0,999790 ; le rapport de l’intensité lumineuse avec celle que donnent les rayons so-

laires simplement réfléchis est donc

On voit que ces rapports ont été sensiblement les mêmes avec les deux substances et également proportionnels aux dimensions de l’ouverture qui a donné accès à la lumière.

SOURCES DE LUMIÈRE

Entre les limites de 1 à 100 fois l’intensité de la lumière solaire, et à plus forte raison au-dessous, l’intensité de la lumière émise par les substances en vertu de leur action propre est donc sensiblement proportionnelle à l’intensité de la lumière incidente. Cette loi se continuet-elle au delà? C’est ce que je n’ai pu vérifier, vu l’élévation de température des matières placées au foyer de la lentille , laquelle modifie les effets lumineux, comme on le verra plus loin.

il serait intéressant de savoir quelle peut être l’intensité maximum de la lumière éfriise par un corps par rapport à celle des rayons actifs? Il est bien difficile de répondre à cette question; car en général la teinte des rayons émis n’est pas la même que celle des rayons actifs, c’està-dire qu’il n’y a aucun rapport entre la réfrangibilité des rayons émergents du corps et celle des rayons incidents. Ainsi, par exemple, les rayons invisibles ultra-violets peuvent exciter très-vivement certaines substances impressionnables ; dans ce cas, l’intensité des rayons excitateurs ne peut être évaluée, puisqu’ils n’agissent pas sur la rétine, ou du moins leur action lumineuse peut être considérée comme zéro, tandis celle que des rayons émis est assez forte. D’un autre côté, quand on veut comparer entre elles des lumières de teintes différentes, on ne peut obtenir des résultats précis. Cependant, pour donner une limite approximative, je rapporterai les résultats de la comparaison entre la lumière émise par l’azotate d’urane ou le double phosphate d’urane et de chaux et celle de la lumière solaire incidente. (Ce sont les matières qui m’ont paru les plus lumineuses dans le phosphoroscope.)

On a commencé par déterminer les rapports des coefficients d’absorption de la lumière dans son passage au travers des deux lunettes du photomètre fig. 3, c’est-à-dire d’une part au travers des deux prismes de Nicol, de l’objectif et de l’oculaire, et d’autre part par la réflexion totale et par le passage au travers de l’objectif et de l’oculaire. On s’est servi de la lampe Carcel, d’une bougie stéarique et de plusieurs verres jaunes agissant comme écrans absorbants des deux lumières comparées.

On a dirigé le tube droit AB sur la partie moyenne de la flamme de la bougie et de côté la lunette CD sur la partie moyenne de la flamme de la lampe. La lumière de la lampe étant plus vive, on a interposé successivement au-devant d’elle plusieurs écrans de verre jaune; deux d’entre eux ont amené l’égalité des lumières, les deux prismes de Nicol ayant leurs sections principales parallèles. Si on appelle L l’éclat

PHOSPHORESCENCE PAR LA LUMIÈRE. 269

lumineux de la partie moyenne de la flamme de la lampe et B celle de la bougie, a le coefficient d’absorption au travers de la lunette AB, 6 au travers de la lunette CD, et S celui des deux verres jaunes, on aura, d’après cette expérience, l’angle compté à partir du croisement des deux prismes de Nicol étant 90°,

B. a. sin2 90° = L. 6. S,

c’est-à-dire

(1) B a = L êS.

On a ensuite changé la position des lumières sans changer le photomètre de place, et l’on a dirigé la lunette AB sur la lampe et la lunette CD sur la bougie, d’abord sans les deux verres jaunes, ensuite avec eux, et dans chaque cas on a fait tourner l’oculaire de façon à amener les deux images juxtaposées à être égales en intensité ; dans le premier cas il a fallu tourner le prisme de Nicol oculaire de 18°, dans le second cas de 73°.

On a d’après ces expériences :

(2) L. a. sin2 18° = B. ê,

(3) L. S. a sin2 73° = B. 6.

En prenant dans la troisième équation la valeur de L S, la portant dans la première et réduisant, il vient

(4) - = sin 73° = 0,9563.

Tel est le rapport des quantités de lumière absorbées en traversant les systèmes réfringents des deux lunettes du photomètre. En portant cette valeur dans la seconde équation citée plus haut, il vient

L sin 73 0,95630

B — sin2 (8 — 0,09549 = 10,01 ’ .

c’est-à-dire que la partie moyenne de la flamme de la lampe a un éclat 10 fois supérieur à celui de la bougie. Ce rapport n’est pas exactement le même que celui des pouvoirs éclairants des deux flammes, ainsi qu’on

SOURCES DE LUMIÈRE

l’a expliqué antérieurement, livre III, page 97, les surfaces des sources lumineuses n’étant pas les mêmes.

En cherchant à comparer la lumière émise par le double phosphate d’urane et de chaux et par l’azotate d’urane, placés dans le phosphoroscope et excités au moyen des rayons solaires simplement réfléchis sur la glace métallique de l’héliostat, on a trouvé par un ciel bien pur, les 4 et 5 juillet 1860 à dix heures du matin, et en plaçant deux écrans en verre vert devant la lampe, que pour amener l’égalité dans l’intensité des images il fallait tourner l’oculaire du photomètre,

Le 4 juillet. Le 5 juillet .

Pour l’azotate d’urane de 15° 5' 18° 25'

Pour le double phosphate de 18° 0' 21° 40'

En admettant le nombre 21°, le carré du sinus, qui est 0,1363, représente l’intensité de la lumière émise par ce dernier composé le 5 juillet à dix heures du matin.

Si l’on cherche à comparer l’intensité la lumière de la lampe avec celle de la bougie , soit seule , soit après avoir traversé deux verres colorés en vert, on n’a plus des images de même couleur, et les déterminations deviennent douteuses ; cependant, j’ai jugé approximativement que la bougie étant de côté et mise à la place des sels d’urane , les angles donnés par le photomètre pour l’égalité de l’éclat des images ont été :

Carré du sinus Angle ou intensité du photomètre, lumineuse.

Avec les rayons émanés de la bougie. . 45° 0' 0,500,

Avec les rayons traversant les deux

verres verts 22° 50' 0,150.

On voit qu’il ne passe au travers des deux verres que 0,30 de la lumière de la bougie; par conséquent, dans l’expérience avec le phosphate d’urane, s’il n’y avait pas de verre vert devant la lampe, on ne trouverait qu’un nombre qui serait 0,1363. 0,3 — 0,041 par rapport à la lumière prise pour unité. D’un autre côté, la bougie seule donnant 0,50, on voit donc que l’éclat de la lumière émise par le phosphate

d’urane excité par les rayons solaires réfléchis est les ’ - — 0,082 r 0,500

PHOSPHORESCENCE PAR LA LUMIÈRE

de celui de la partie moyenne de la flamme de la bougie. Quand on pense qu’à l’aide d’une lentille on peut concentrer la lumière solaire incidente de façon à ce que l’éclat de la substance impressionnée dans le phosphoroscope soit au moins cent fois plus fort , ainsi qu’on l’a dit antérieurement, on voit que l’éclat de cette substance ainsi excitée serait au moins égale à huit fois celui d’une bougie. Cette détermination donne une idée de la puissance de l’intensité lumineuse qui peut être observée dans le phosphoroscope.

On a vu, dans les préliminaires, quelle était l’intensité lumineuse du soleil par rapport à celle d’une bougie, on pourrait donc connaître approximativement quelle est l’intensité de la lumière émise par le corps phosphorescent par rapport à celle de la lumière incidente. On a mis alors à la place du phosphoroscope et à la hauteur des corps observés antérieurement un écran percé d’une ouverture que l’on a éclairé avec les rayons solaires réfléchis; on a dirigé vers cette ouverture le tube AB du photomètre fig. 3; on a placé du côté CD successivement une lampe L et une bougie B, puis on a tourné les prismes de Nicol, de façon à ce que l’intensité de l’image de l’ouverture éclairée par le soleil fût égale à celle des autres sources lumineuses. On a eu successivement :

Angle Carré du sinus

du photomètre. de l’angle.

Avec la lampe 0° 48' 0,00019494

Avec la bougie 0° 15' 0,00001904.

D’après les notations adoptées plus haut, en appelant S l’éclat lumineux relatif au soleil après la réflexion, on a