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calino-terreux. Il y a un point sur lequel on doit encore appeler l’attention avant de donner la description -des effets produits : on a supposé que la limite de la partie la moins réfrangible des rayons actifs bleus et violets était la même que celle de la partie la plus réfrangible des rayons rouges jaunes et verts qui agissent pour détruire la lumière; mais si cela peut avoir lieu dans quelques cas, le contraire peut se présenter, comme le prouve l’action exercée sur le sulfure de barium lumineux vert. Avec cette matière, ainsi qu’on l’indique sur le n° 4 de la planche, on trouve qu’en opérant de manière à produire la phosphorescence, les rayons actifs s’étendent presque jusqu’en F; mais si l’on impressionne toute la surface et qu’on cherche quelle est l’action destructive exercée par les rayons les moins réfrangibles, on observe que la partie obscure s’étend depuis le rouge, et même au delà, jusqu’en F vers le bleu indigo ou près de la raie G. Ainsi, suivant la manière d’opérer, la même partie du spectre FG produit ou détruit la phosphorescence, et les limites de ces deux genres d’actions ne sont pas les mêmes et empiètent l’une sur l’autre. La partie FG du spectre fait donc fonction de modérateur; elle rend lumineuse la substance qui ne l’est pas, mais celle-ci ne peut dépasser un certain degré au delà duquel les rayons agissent pour diminuer la lumière émise. D’autres sulfures ont également présenté cet effet; mais pour les observer il est nécessaire de se servir de matières très-lumineuses, sans cela le phénomène est assez difficile à distinguer.

Dans les figures, j’ai donc pris comme limites celles des rayons qui excitent la phosphorescence, et j’ai supposé que les rayons qui la détruisent commencent dans les parties qui sont immédiatement voisines. Les parties du spectres qui comprennent ces derniers rayons sont seulement représentées en noir; celles relatives aux rayons excitateur sont colorées avec les nuances des couleurs de phosphorescence.

Le spectre solaire lumineux représenté en haut de la planche fig. 32 avec ses principales raies donne les parties correspondantes où les effets de phosphorescence ont lieu. On a figuré dans la partie infra-rouge la place où se trouve l’espace inactif cité livre IV, page 144.

Les six premières images de spectres du n° 1 au n° 6 se rapportent aux expériences faites avec les six principaux types de sulfure de strontium phosphorescent citées page 236 ; avec toutes ces préparations, sauf les nos 2 et 3, les effets de phosphorescence sont produits par les rayons situés au delà du violet, et le maximum d’action se trouve entre les

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raies N et O. La préparation n° 2, faite avec la strontiane caustique et le soufre chauffés au-dessous de 500 degrés, et lumineuse jaune, donne une action assez vive en M et P, mais qui se prolonge en s’affaiblissant beaucoup jusque vers F.

Avec la préparation n° 3, obtenue par la réaction du soufre sur certains carbonates de strontiane, et qui est la plus lumineuse des sulfures de strontium , il y a deux maxima d’action : le premier vers G, l’autre entre O et N ; on obtient donc deux taches lumineuses, l’une comprise entre F et H, l’autre depuis I jusqu’au delà de P, l’intervalle Hï restant obscur. Cette préparation met en évidence un fait assez curieux, relatif à la phosphorescence ne durant que pendant un temps trèscourt : lorsque cette préparation est faite de façon à ce que sa couleur propre par diffusion à la lumière du jour soit jaune soufre ( voir page 234), elle donne une belle phosphorescence verte, mais en outre elle produit, pendant l’action du spectre, une très-belle lumière de même nuance entre G et P, et même entre H et I dans une région où la phosphorescence après l’insolation n’est pas appréciable. Si cette même substance est calcinée davantage, elle prend de plus en plus de la compacité, elle perd sa teinte propre vue par diffusion ; et quoique restant impressionnable entre les mêmes limites, donnant lieu à deux maxima d’action, et présentant la même nuance verte par phosphorescence, elle devient de moins en moins lumineuse pendant l’action des rayons situés entre H et I, et peut même cesser complètement de présenter cet effet. Ce résultat montre que l’arrangement moléculaire qui influe sur les effets lumineux pendant l’action des rayons, c’est-à-dire sur les effets de phosphorescence à courte durée, et qui donne lieu à la couleur de la matière vue par diffusion, est indépendant de celui qui produit la phosphorescence proprement dite ou l’émission lumineuse de longue durée. Cet effet est à signaler, et l’on verra plus loin qu’on l’observe également avec d’autres substances; il prouve que l’action de rayons solaires de diverse réfrangibilité peut exciter des vibrations de même vitesse dans un corps phosphorescent, les unes se conservant pendant un temps assez long, les autres pendant un temps beaucoup plus court.

La préparation n° 1, obtenue, comme on l’a dit, avec le sulfure d’antimoine, donne une très-belle lumière jaune orangé de G en 1 même sous l’influence des rayons actifs, et en examinant la substance pendant l’action du spectre, quand il tombe sur la surface enduite de cette matière, on voit la teinte du violet du spectre lumineux passer au rou^e.

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La préparation n° 2 donne également de G en I, pendant l’action des rayons, une lumière de même nuance que la phosphorescence observée après la fermeture du volet de la chambre noire, et la couleur du violet du spectre. tourne également au rouge.

La préparation n° 4, obtenue au moyen du soufre et du carbonate de strontiane dans certaines conditions, présente, sousl’influence des rayons actifs, un faible effet lumineuxde même teinte bleuàtreque laphosphorescence; de plus, une traînée de lumière se prolonge assez loin au delà deP.

La préparation n° 5, qui est obtenue par la réduction des cristaux de sulfate de strontiane au moyen du charbon, et qui donne la même phosphorescence bleuâtre, présente à peine de faibles traces de lumière dans les conditions que l’on vient d’indiquer; il en est de même du n° 6.

On voit donc qu’en général ces composés présentent des effets de phosphorescence à très-courte durée et plus ou moins forts, indépendants de la phosphorescence de longue durée, mais de même teinte que cette dernière.

Les lettres a, b , c, d , sur les figures, indiquent les limites des parties où la phosphorescence est produite. Les flèches marquent la position du maximum d’action, et les traits en face des lettres a, b, c , é/, les parties où l’action lumineuse commence à décroître rapidement. On voit, d’après ces limites, que c’est à peu près dans les mêmes parties du spectre que la phosphorescence est généralement excitée, si ce n’est lorsqu’on observe deux maxima d’action. Mais il arrive alors, comme avec le sulfure de calcium, que le deuxième maximum, ou le plus réfrangible, est situé dans la partie cd du spectre qui influence même les composés de strontium faiblement lumineux, et représente, pour ainsi dire, la partie la plus stable de la portion excitatrice du spectre; le premier maximum, placé dans la partie excitatrice ab , ne s’est présenté accidentellement qu’avec le phosphore lumineux vert.

Quant aux parties du rayonnement où la destruction de la phosphorescence a lieu, elles sont comprises en général dans la portion visible du spectre et même au delà; la région où l’action est la plus énergique, et où la tache noire sur les surfaces lumineuses commence à paraître, est placée dans l’orangé entre les lignes A et D. On a supposé la même limite du côté le moins réfrangible, ce qui est sensiblement vrai avec les différents sulfures ; mais la limite la plus réfrangible peut varier de position, comme on l’a dit antérieurement. 4

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On a vu livre IV, page 144, comment à l’aide de ces phénomènes j’avais • pu distinguer quelques bandes inactives en deçà du rouge, c'est-àdire dans la partie infra-rouge; une de ces bandes est seulement indiquée en haut de la planche ; on la suppose la même dans toutes les figures.

Les quatre images spectrales qui suivent les précédentes expriment les effets observés quand le spectre solaire agit sur des surfaces enduites de sulfure de barium phosphorescent; comme avec le sulfure de strontium, les nos 1, 2, 3, 4 correspondent aux numéros des préparations citées page 239.

Quand on examine l’ensemble de ces figures, on est de suite conduit à cette remarque, que ces diverses préparations n’offrent toutes qu’un seul maximum d’action bien manifeste pour les rayons qui excitent la phosphorescence , maximum qui est situé entre les raies M et I, à la place indiquée parles petites flèches.

La trace lumineuse qui résulte de l’action des rayons actifs s’étend en général depuis F jusque bien au delà de P. Avec la préparation n° 1, lumineuse rouge orangé, il y a diminution de lumière de P en O, mais sans limite tranchée comme lorsqu’il s’agit des sulfures de strontium et de calcium, pour lesquels les parties actives du spectre sont neltement séparées par des bandes obscures. Entre H et G il y a seulement indice d’une diminution du même genre.

Avec la préparation n° 2 phosphorescente jaune d’or, la trace lumineuse due à l’action du rayonnement s’étend également depuis F jusque bien au delà de P; mais avec le sulfure provenant de la réduction du sulfate de baryte naturel la teinte de la lumière émise n’est pas la même de F en H ou de H en P. De F en H elle tourne au rouge, et de H en P elle reste jaune. Quand la matière a été obtenue par le carbonate provenant de l’acétate de baryte traité par le carbonate de soude, entre O et P la lumière diminue d’intensité comme avec la préparation n° 1 ; mais à côté de H, entre H et G, il y a encore un indice bien net d’une diminution d’effet, de sorte qu’il y a deux maxima et deux minima d’action bien manifestes, l’un entre H et G donnant une teinte orangée, l’autre entre M et I donnant une teinte jaune. Au delà de N se trouve une traînée lumineuse, qui présenterait un troisième maximum si elle était plus forte. Entre H et I et entre M et N sont les deux minima. Entre M et N la teinte est même un peu rougeâtre, suivant les échantillons préparés.

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On doit noter en outre que si l’on examine la surface pendant l’action lumineuse des rayons incidents, entre H et G la partie du spectre paraît violette rose.

La préparation n° 3, obtenue par l’action du soufre sur la baryte caustique, donne un maximum d’action entre M et I à la même place que les préparations précédentes; l’étendue de la partie lumineuse ne remonte pas au delà de G, peut-être en raison de la faible impressionnabilité de la matière , mais elle se prolonge au delà de P, comme avec les autres préparations.

Le n° 4, obtenu par la réaction du soufre sur le carbonate de baryte, et qui est lumineux vert jaunâtre, est avec le n° 2 un des composés de barium qui par phosphorescence donne la lumière la plus vive. L’action excitatrice s’étend jusque près de F et va bien au delà de P. Le maximum d’action a lieu également entre les raies I et M ; mais entre O et P il semble que la surface phosphorescente soit un peu moins lumineuse que de chaque côté , en sorte qu’il y a une apparence de minimum d’action; entre H et G à peine s’il y a trace d’une diminution d’effet du même genre. Avec cette matière, il est facile d’observer les effets des rayons qui excitent la phosphorescence et de ceux qui la détruisent; on trouve alors que les limites des deux actions ne sont pas représentées par une seule et même ligne , mais qu’elles empiètent l’une sur l’autre entre a et/, comme il a été dit plus haut.

Ces différentes préparations du sulfure de barium, et surtout les deux premières, offrent d’une manière très-remarquable les effets de phosphorescence à période très-courte ; la lumière émise, comme avec toutes les autres substances, est de même teinte que celle qui est produite lors de la phosphorescence de longue durée. De G en H la teinte des couleurs prismatiques change même et tourne au rouge; au delà la couleur de la lumière émise est la même que celle de la phosphorescence. Ce sont, du reste, ces sulfures de barium et quelques préparations de strontium qui présentent le plus énergiquement le phénomène de phosphorescence à très-courte durée. Le sulfure de calcium, comme on va le voir, peut présenter également des effets du même genre, mais d’une manière moins marquée.

On n’a pas représenté sur la planche fig. 32 l’effet produit avec le sulfure de barium obtenu par la réaction du persulfure de potassium sur la baryte et sur d’autres préparations; en général, l’action s’étend jusqu’en F et va bien au delà de P. Quoique les limites des parties activas du

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spectre soient un peu plus différentes que sur les substances précédentes, les différences sont de l’ordre de grandeur de celles que l’on observe avec celles-ci; d’un autre côté, les effets de phosphorescence à courte période ont été peu marqués.

Les images spectrales qui viennent après celles-ci sont relatives à l’action exercée par le spectre solaire sur les principales préparations de sulfure de calcium qui sont mentionnées page 231. Il y a plus de différence entre les effets obtenus qu’en faisant usage des sulfures précédents, et l’action dans la partie lumineuse ne paraît pas dépasser G, si ce n’est avec les préparations noS 1 et 5. Trois des préparations offrent une seule trace lumineuse : ce sont les préparations 1, 2, 6, lumineuses rouge, jaune et Violet; les trois autres, qui brillent avec les teintes verte, verte-bleuâtre et indigo, offrent deux traces lumineuses et dès lors deux maxima d’action.

La préparation n° 1, lumineuse rouge orangé, a son maximum d’action entre G et H et est impressionnée entre F et P. C’est la matière phosphorescente qui est impressionnable le plus près des rayons les moins réfrangibles. Ainsi qu’on l’a dit page 303, la teinte lumineuse présente une trace de vert, entre O et P, peut-être en raison d’un mélange de sulfure phosphorescent vert dont le maximum de phosphorescence se trouve dans cette partie du spectre.

La préparation n° 2 , lumineuse jaune , obtenue à l’aide du spath d’Islande et du soufre, est impressionnable assez vivement depuis N jusqu’au delà de P; de N jusque vers G il y a indice d’une action lumineuse très-faible; ainsi, sauf cette dernière action, les rayons fortement excitateurs pour cette matière sont situés en dehors du violet du spectre, avec leur maximum d’action entre O et P.

La préparation n° 3, obtenue lors de la réaction du soufre sur l’arragonite de Vertaison, offre deux traces lumineuses ab , cdy la première comprise entre G et H, s’arrêtant brusquement près de G et avant H, et la seconde allant de N au delà de P et se terminant moins brusquement; cette dernière a son maximum d’action, comme la précédente préparation, entre O et P. Entre H et M il n’y a aucun effet produit. La deuxième tache lumineuse cdy produite par l’action du spectre, est beaucoup plus vive et plus étendue que la première.

La préparation n° 4, obtenue par la réaction du soufre sur le carbonate de chaux dans certaines conditions, et lumineuse vert légèrement bleuâtre, offre des effets du même genre : il y a deux espaces lumineux

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sur la surface impressionnable; le premier ab a les mêmes limites G et H que la préparation précédente, en se rapprochant un peu plus de H; la seconde cd est plus étendue qu’avec le sulfure n° 3 et va jusqu’en M ; mais le maximum d’action est à la même place que précédemment, entre O et P.

La préparation n° 5, qui est phosphorescente couleur bleue indigo, et que l’on obtient lors de la réaction du persulfure de potassium sur la chaux dans certaines conditions , présente des effets très-remarquables lors de l’action du spectre. On observe d’abord deux espaces lumineux, et par conséquent deux maxima d’action : le premier, ab, est plus étendu que le premier espace lumineux correspondant aux autres sulfures, et commence à peu de distance de F pour se terminer au delà de H , quoique très-près de cette ligne; avec la préparation n° 4, au contraire, le premier espace lumineux est moins étendu quele deuxième, et l’action la plus vive a toujours lieu néanmoins entre G et H. Mais l’effet le plus curieux que présente cette matière, c’est, ainsi qu’on l’a dit plus haut, page 303, que la partie ab est lumineuse violet indigo parphosphorescence et absolument de même teinte que la partie du spectre qui l’impressionne , tandis que la portion cd est bleuâtre. Ainsi ce sulfure jouit de la propriété de présenter deux teintes par phosphorescence après l’action de la lumière , et cela suivant la réfrangibilité des rayons actifs.

En opérant avec un petit fragment de ce sulfure phosphorescent, au lieu d’agir avec un carton enduit uniformément de matière, on arrive à la même conclusion, et même l’expérience est plus frappante : en plaçant ce fragment dans la partie GH du spectre, il devient lumineux violet indigo ; en le faisant pénétrer dans la partie OP, il ne tarde pas à devenir bleu. En opérant même avec deux fragments dont l’un est placé en GH, l’autre en OP, la différence des teintes qu’il manifeste est bien sensible; en alternant alors les deux fragments, celui qui était violet devient bleu , et l’autre devient violet.

Quant à la sixième préparation phosphorescente violet, elle ne donne lieu qu’à un seul espace lumineux allant de M au delà de P avec le maximum toujours entre O et P; maison observe une traînée lumineuse au delà de P, et se prolongeant dans la partie la moins réfrangible depuis M jusque vers G. Les préparations 4 et 2 ont présenté un effet du même genre.

Si l’on opérait avec le sulfure de calcium provenant d’autres réactions et obtenu , ainsi qu’on l’a dit dans le Ier chapitre, on verrait que l’é-

tendue des parties actives du spectre peut varier, mais qu’en général il y a deux régions impressionnées et par conséquent deux maxima d’intensité; souvent la région impressionnée la moins réfrangible est plus faible et peut même manquer; mais la deuxième région ou la plus réfrangible est ordinairement comprise entre M et P et va au delà de P. Ainsi, pourlesulfure de calcium, comme pour le sulfure de strontium, la partie la plus réfrangible du spectre représente la région la plus stable de la portion du rayonnement qui excite la phosphorescence, et le maximum d’intensité est situé dans le spectre entre O et P; cette partie active est la même pour les préparations 2, 3, 4 et 5, et se trouve plus éloignée du violet que celle où se manifeste l’action exercée par le sulfure de strontium.

Les préparations de sulfure de calcium ne présentent pas des effets de phosphorescence de courte durée aussi marqués que celles faites avec les sulfures de strontium et de barium. La préparation n° 1, lumineuse rouge orangé , ne m’a pas paru produire d’effet bien net. Les préparations analogues à celles du n° 4 ont donné quelquefois ces effets, mais probablement quand le sulfure n’a pas été calciné trop vivement. J’ai observé que les préparations lumineuses violet et verdâtre, obtenues lors de l’action de l’hydrogène sulfuré ou des sulfures sur la chaux, produisent ce phénomène d’une manière plus marquée que les autres préparations. Je citerai notamment l’antimonio-sulfure de chaux (ï/wpage 226), qui au delà de H, entre H etl, donne une lumière jaunâtre dans une partie du spectre où l’action excitatrice de la phosphorescence persistante est très-faible.

On peut expliquer, par l’étendue des parties actives du spectre, un fait observé antérieurement : c’est que le phosphore de Bologne est plus lumineux sous l’action de la lumière du soir que le phosphore de Canton, tandis que ce dernier est plus brillant quand la lumière solaire directe l’a frappé. En effet, le phosphore de Canton (sulfure de calcium) est principalement impressionnable dans les rayons ultra-violets qui manquent en partie dans la lumière diffusée le soir; d’un autre côté, la partie FH du spectre qui influence le sulfure de barium n° 2 (phosphore de Bologne ) se trouve dans la lumière diffuse : il en résulte que celle-ci excite proportionnellement plus le second phosphore que le premier.

Dans ces recherches on s’est servi de prismes de flint blanc , parce que le spectre présentant toutes ses raies était obtenu avec une grande

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pureté. En employant un prisme de spalh fluor ou de quartz , la partie ultra-violette est proportionnellement plus étendue, mais il est fort difficile d’obtenir au moyen de lentilles faites avec ces matières des spectres dont les lignes noires soient bien nettes.

Le sulfure de zinc hexagonal, comme on l’a vu chapitre ier, page 240, est aussi phosphorescent que les sulfures précédents les plus lumineux, et se prête très-bien à l’étude del’action du spectre solaire; on n’a pas figuré sur la planche les positions des parties actives, mais il est facile de les indiquer : quand le spectre agit sur la surface qui n’a pas été préalablement impressionnée, on ne trouve qu’une seule partie lumineuse après l’insolation , s’étendant depuis une partie située près de F et égale à ^ ou ^ de la distance GF , jusque vers P; il n’y a donc qu’un seul maximum d’action entre G et H au | de la distance GH.

Les rayons qui détruisent la phosphorescence s’étendent depuis F jusqu’au delà de A, et' vont même peut-être un peu plus loin de ce côté que ceux qui agissent sur les autres sulfures; c’est pour ce motif qu’on peut employer cette matière pour l’étude de la partie la moins réfrangible du spectre, et ainsi qu’on l’a dit page 144.

Ces résultats montrent que chaque sulfure, et même chaque préparation de sulfure, se comporte différemment par rapport au rayonnement solaire, c’est-à-dire est sensible entre des limites différentes de réfrangibilité. Ils sont relatifs aux effets qui se manifestent à la température ordinaire ; lorsque la température du corps est différente , les effets du spectre peuvent varier, comme on le verra dans le chapitre vi. •

En se servant d’autres matières il en est encore de même : ainsi avec un fragment de potasse caustique, un très-petit spectre d’une grande vivacité donne entre le bleu et le violet, et même au delà, une impression de peu de durée, le maximum d’action phosphorescente paraissant être entre G et H ; le papier sec présente des effets du même genpe.

On voit qu’il y a autant d’effets divers et de limites différentes des rayons actifs du spectre qu’il y a de substances impressionnables; mais quant aux trois genres d’effets produits, 1° phosphorescence persistante pendant un temps plus ou moins long, 2° dans quelques cas phosphorescence à très-courte-durée , 3° extinction de la phosphorescence, ils se manifestent nettement avec les substances bien lumineuses; il est à présumer que ces trois genres d’effets peuvent avoir lieu également à un plus faible degré avec les matières beaucoup moins impressionnables. On voit en outre, qu’avec des rayons ultra-violets, c’est-à-dire avec des

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rayons obscurs, on produit de la lumière, puisque les sulfures deviennent phosphorescents sous leur influence, et qu’ensuite en faisant tomber sur eux des rayons lumineux on détruit cette faculté et que ces corps redeviennent obscurs.

Écrans transparents. — On peut expliquer aisément à l’aide de ces résultats quels sont les effets produits par les écrans transparents et incolores comme le verre et comme certains liquides, quand ces écrans sont interposés entre la source luminreuse active et les matières phosphorescentes; on trouve alors que ces matières brillent plus ou moins ou même redeviennent obscures. C’est ce qui arrive avec les sulfures de calcium, de barium et de strontium, placés à la lumière solaire sous des écrans de créosote ou de bisulfate de quinine ; ces matières nonseulement ne deviennent pas lumineuses, mais s’éteignent quand elles sont préalablement excitées.

Or on verra dans la deuxième partie de cet ouvrage (1) que ces écrans sont transparents parce qu’ils laissent passer les rayons compris entre les réfrangibilités A et H du spectre solaire, c’est-à-dire les rayons qui agissent sur la rétine, mais qu’ils peuvent agir par absorption sur les rayons ultra-violets. Ces derniers rayons étant ceux qui excitent principalement la phosphorescence, celle-ci ne peut dont pas se produire, et même si les sulfures sont rendus préalablement actifs, il s’éteignent immédiatement, car la quantité des rayons qui excitent la phosphorescence et qui traversent l’écran est moins grande que celle des rayons qui la détruisent.

Raies du spectre solaire . — Puisque les différents effets lumineux, chimiques, phosphorescents, produits sous l’influence de la lumière, sont dus à l’action d’un seul rayonnement et ne varient que suivant la nature des corps soumis à son influence, on doit donc retrouver dans les images spectrales obtenues sur les corps phosphorescents les mêmes raies obscures que l’on observe aux mêmes places dans le spectre lumineux et, comme on le verra dans la deuxième partie, les mêmes que celles que l’on trouve dans les impressions spectrales photographiques.

Pour démontrer ce fait à l’aide de ces phénomènes (2) , j’ai agrandi l’image du spectre solaire par projection, car sans cela on ne peut distinguer les raies sur les surfaces phosphorescentes. On peut expliquer

(1) Ann. de chim. et de phys., 3e série, t. 9, p. 319.

(2) Biblioth. univ. de Genève , nouv. série, t. 40, p. 363 (1842).

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ce résultat en remarquant que lors de l’action lumineuse les premières parties du corps phosphorescent qui sont frappées agissent comme sources lumineuses pour impressionner les points voisins, de sorte que l’action excitatrice n’est pas exactement limitée à la place directement éclairée par les rayons incidents. J’ai agi alors avec une image prismatique qui, si elle avait été prise dans toute son étendue, aurait eu au moins 2 mètres de longueur; à cet effet, au lieu de recevoir immédiatement le spectre par projection au foyer d’une lentille de 60 cent, à lra de distance focale sur une surface enduite d’une matière vivement phosphorescente , on place sur la route des rayons qui ont traversé cette lentille, une seconde lentille de 1 décim. de foyer au plus, de façon que le foyer de la première lentille tombe entre le foyer et la surface de la seconde; alors, de l’autre côté de celle-ci on a quelque part un spectre bien agrandi; en promenant donc la seconde lentille dans toutes les parties du spectre primitif, puis en cherchant par projection avec un carton blanc quel est le lieu de l’image, on a un spectre dans lequel les raies sont larges et bien distinctes ; en le recevant sur la surface enduite de matière phosphorescente, on retrouve les mêmes raies que dans le spectre lumineux et que dans les impressions photographiques pour les parties de même réfrangibilité.

Pour étudier convenablement ces raies, on reçoit pendant quelques secondes le spectre sur la surface, puis on referme l’ouverture du volet, et l’on porte immédiatement la température de la surface à 150 ou 200° ; alors les parties qui ont reçu l’impression des rayons actifs deviennent fortement lumineuses , tandis que les autres portions correspondantes aux raies obscures restent totalement noires. Les raies sont faciles à distinguer de cette manière dans les rayons les plus réfrangibles , mais plus difficiles à voir dans les rayons les moins réfrangibles, car elles sont moins distinctes.

Corps phosphorescents , visibles seulement dans le phosphoroscope. — Quand on éclaire successivement les corps placés dans le phosphoroscope par les différents rayons du spectre solaire, on peut reconnaître quelles sont les parties actives sur les corps qui n’offrent qu’une faible persistance à l’impression que la lumière exerce sur eux. Voici les effets observés avec plusieurs substances :

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Limites du spectre solaire entre lesquelles l’action est comprise.

Spath d’Islande, phosphores- j cent rouge orangé. j

Leucophane , phosphor. rouge ) orangé. j

Double cyanure de platine et \ de potassium, phosph. blanc j légèrement vert- jaunâtre. ) Verre ordinaire (tube), phos- ) phorescent vert. )

Nitrate d’urane, phosphores- ) cent vert. (

D’un côté en D dans le jaune , de l’autre en G dans le bleu. Le maximum d’action est près de F dans le bleu.

D’un côté en D , de l’autre près de H dans le violet. Le maximum d'action est vers F.

D’un côté près de E dans le vert , de l’autre entre G et H. Le maximum d’action est entre F et G.

D’un côté dans le vert près de E, de l’autre vers H. Maximum près de G, entre G et H.

D’un côté près de F, de l’autre jusqu’en P, très-loin au delà du violet. Le maximum d’action paraît entre G et H.

Il est évident que l’on trouve des effets du même ordre que ceux qui se manifestent avec les sulfures alcalino-terreux, puisque chaque substance est impressionnable entre des limites différentes de réfrangibilité; le spath d’Islande , par exemple , n’est pas lumineux en dehors du spectre, tandis que le nitrate d’urane donne des effets bien au delà des rayons violets. En outre , la teinte de la lumière émise dépend du corps impressionnable, et nullement de la réfrangibilité de la partie active de la lumière , puisque le spath n’émet que des rayons orangés , et cela par l’influence de la partie verte et bleue du spectre, tandis que le nitrate d’urane ne donne que de la lumière verte sous l’influence des rayons violets et ultra-violets. Au reste , dans le chapitre suivant, on citera un grand nombre d’effets de ce genre obtenus avec différentes matières.

On peut mettre le même fait en évidence en se servant d’écrans de verre coloré que l’on dispose devant l’ouverture extérieure du phosphoroscope; si l’on place un écran de verre jaune clair, qui ne laisse passer que la partie la moins réfrangible du spectre jusqu’au bleu, le spath d’Islande placé dans l’intérieur de l’appareil est seulement un peu moins lumineux que sans l’interposition de cet écran , tandis que le nitrate d’urane brille très-peu ; avec un verre bleu de cobalt foncé , le spath d’Islande est au contraire à peine lumineux, mais le nitrate d’urane brille très-vivement; ces effets dépendent, comme avec les sulfures alcalino-terreux, de la réfrangibilité des rayons actifs.

On n’a pu reconnaître jusqu’ici s’il y a des parties du spectre qui agissent de manière à présenter une persistance inégale dans l’impression exercée par la lumière , mais il sera facile de pouvoir étudier de

nouveau ces effets. Il en est de même de l’étude que l’on pourra faire pour savoir si la partie la moins réfrangible agit sur certains corpscomme sur les sulfures alcalino-terreux, c’est-à-dire en sens inverse des autres rayons, et pour détruire l’effet produit par les rayons les plus réfrangibles.

§ 2. Phosphorescence de très-courte durée ; effets présentés par les corps

organiques comme le bisulfate de quinine, Vesculine, la chlorophylle, etc...,

exposés à l'action des rayons violets et ultra- violet s du spectre.

On a vu dans le paragraphe précédent, page 301, que l’action des rayons ultra-violets sur les sulfures phosphorescents pouvait donner lieu à une émission de lumière de très-courte durée après l’action du rayonnement; ces phénomènes peuvent avoir également lieu en projetant l’image prismatique sur des matières solides comme certains spaths fluors sur du verre d’urane, ou sur des liquides comme les dissolutions de bisulfate de quinine, de chlorophylle, matières qui ne présentent pas habituellement la phosphorescence quand, par la fenêtre 'd’une chambre noire, on n’a recours qu’à une simple exposition à la lumière et qu’on les rentre rapidement dans l’obscurité.

M. Brewster (J) est le premier qui ait étudié les effets de coloration de ce genre dans les cristaux de spath fluor du Derbyshire , donnant sous certaines incidences des nuances bleues plus ou moins vives, différentes de la couleur propre de la matière, ainsi qu’avecplusieurs dissolutions organiques. En 1843, M. J. Herschell (2) chercha à expliquer ces effets en admettant qu’il se produisait à la surface de certains corps une diffusion, qu’il nomma diffusion épipolique. En 1832 (3) M. Stokes analysa ces phénomènes , et crut pouvoir les expliquer en les rapportant à une nouvelle propriété de la lumière. D’après ce physicien, certains rayons lumineux, en tombant sur les corps qui donnent lieu à ces effets de coloration, changent de réfrangibilité, c’est-à-dire de longueur d’onde, et donnent lieu à une diffusion différente de celle qui se produit

(1) British assoc. fort, thc avanc. o\. scienc. ( 1838). — Annales de chimie et de physique, 3e série, t. 38, p. 37G.

(2) Philos, transact., 1843, p. 143 et 145. — Ann. de chimie et de physique, t. 38, p. 378.

(3) Pliilosoph. irons., 1832, p. 463. — Ann. de chimie et de phys., 3e série, t. 38, p. 4‘JO.

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dans les conditions ordinaires; cette diffusion avait reçu depuis le nom de fluorescence.

Pour observer ces phénomènes on peut simplement promener le long d’un spectre solaire suffisamment pur pour que l’on puisse voir les différentes raies noires , et suffisamment intense, un tube cylindrique plein d’une dissolution de sulfate acide de quinine, ou bien une dissolution alcoolique de chlorophylle. Si l’on part du rouge extrême en marchant vers le violet, on n’observe rien de particulier tant qu’on n’est pas arrivé tout près de l’extrémité la plus réfrangible du spectre; la lumière passe sans modification à travers le tube. Mais un peu avant d’atteindre l’extrême violet, on voit apparaître une lumière bleue avec le sulfate de quinine, et rouge avec la chlorophylle. Cette lumière est diffusée par la première surface du tube et ne disparaît pas lorsque le tube a dépassé l’extrémité violette du spectre ; elle se trouve en conséquence dans les rayons invisibles, de façon qu’un assez grand espace situé au delà du violet peut ainsi être successivement illuminé dans ces diverses parties, absolûment comme avec les sulfures alcalino terreux décrits dans le paragraphe précédent. Ces rayons ultra-violets se transmettent dans les liquides, et l’on peut opérer aussi bien par transmission que par réflexion, si la dissolution est peu colorée.

Quand on opère par réflexion, on se borne à placer les dissolutions dans une petite cuve en verre mince dont la face antérieure est plane; si le corps est solide, on agit directement sur sa surface. Avec les matièresqui fixées sur un papier ou sur un carton donnent les mêmes effets, ce mode d’expérimentation est très-facile. Le bisulfate de quinine est dans ce dernier cas, puisqu’une feuille de papier ou de carton blanc enduit d’une légère couche de ce composé présente les mêmes effets qu’une dissolution de ce sel (quand on fait cette préparation il est préférable de dissoudre le sulfate de quinine ordinaire dans de l’eau légèrement acidulée par l’acide tartrique, au lieu d’employer l’acide sulfurique; car le papier enduit d’une dissolution même très-faible d’acide sulfurique se colore en jaune brun à la lumière).

En opérant ainsi on voit sur ces surfaces des effets analogues à ceux que l’on observe sur les surfaces enduites de sulfures alcalino-tereux, et l’on a une prolongation de l’image prismatique au delà du violet; en même temps les raies de la partie ultra-violette sont vues avec grande netteté, ainsi qu’on l’a déjà dit dans le livre IY.

M. Stokes a indiqué un moyen de reconnaître quand certaines sub-

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stances présentent des effets de ce genre même dans les parties lumineuses du spectre, ce que l’intensité des rayons directs ne permet pas de voir immédiatement.

Fig. 33.

On fait arriver un spectre horizontal, bien intense et étroit, sur la substance à éprouver : soit A P ce spectre, fig. 33, A étant le côté rouge etP l’extrémité la plus réfrangible; A, D, H, P représentent les lignes noires du rouge , du jaune, du violet et de l’ultra-violet. On le regarde à travers un second prisme à arêtes horizontales. Si la substance ne fait que réfléchir irrégulièrement la lumière incidente, on voit seulement à travers le second prisme l’image du spectre relevée et inclinée à l’horizon en A' D' H', comme dans l’expérience connue sous le nom d’expérience des prismes croisés ‘de Newton. Mais s’il se produit à la surface de la substance un phénomène du genre de celui que l’on observe sur les matières sensibles, alors les parties rendues actives du spectre A P envoient vers le prisme des rayons moins réfrangibles que les rayons incidents; ainsi, au point H du spectre horizontal A P on verra à la fois et les rayons réfléchis qui se réfractent en H', et les rayons émis en vertu du phénomène particulier que l’on étudie, et qui étant moins réfrangibles vien-

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nent se réfracter seulement au-dessous de H'entre A' A" et H' H". Chaque groupe de rayons séparés par le prisme dans le sens vertical produit une sorte de spectre linéaire, et l’ensemble de ces spectres linéaires présente l’apparence d’un spectre unique très-large horizontal D' D", mais moins intense que A' H'. S’il y a des points du spectre AP où la lumière incidente ne produise aucun effet, à ces points correspondront des bandes obscures verticales. M. Stokes a nommé ce spectre spectre dérivé. Comme les rayons qui le composent sont compris entre les réfrangibilités A et H, cette image horizontale sera comprise d’une part entre A' A" et de l’autre entre H' H".

Cette méthode a fait connaître qu’un très-grand nombre de substances, surtout de matières organiques végétales ou animales, donnent lieu à une émission de rayons d’une autre réfrangibilité que celle des rayons incidents quand elles sont éclairées par les rayons colorés du spectre solaire. Ainsi , indépendamment de certains échantillons de spath-fluor comme ceux du Derbyshire, des composés d’uranium et des platinocyanures dont on parlera dans le chapitre suivant, ainsi que des dissolutions de quinine, d’esculine, de chlorophylle produisent ces effets à un très-haut degré; la dissolution de bois néphrétique, dont l’apparence à la lumière n’avait pu être expliquée (1) , donne un effet de même genre. On peut citer parmi les substances actives les plus communes les verres, diverses espèces de bois, le liège, la corne, les eaux, l’ivoire, les coquilles, le cuir, la peau, etc. Les métaux ainsi que le charbon, le soufre, le quartz, etc., ne donnent aucun effet. Le papier blanc est très-sensible, car l’on sait qu’il est très-phosphorescent; la craie offre peu d’action : aussi une surface enduite de cette matière donne un spectre où les couleurs sont vues presque entièrement par diffusion.

M. Stokes, comme on l’a dit plus haut, avait rapporté ces phénomènes à une diffusion particulière, qui avait reçu le nom de fluorescence. Cette explication a dû être abandonnée ainsi que la dénomination de fluorescence, car les effets dont il s’agit ne sont autres que des effets de phosphorescence , qui dans quelques cas ont une durée extrêmement courte. Il résulte néanmoins de l’étude faite par M. Stokes que les rayons émis par les corps rendus lumineux dans les circonstances dont il s’agit sont dans des conditions différentes de celles des rayons incidents, et ont toujours une longueur d’onde plus grande que celle de ces

(1) Herschell, Traité d'optique, trad. franc., t. 2, p-, 322.

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derniers, c’est-à-dire que la lumière émise par le corps est au plus de même réfrangibilité et en général moins réfrangible que la lumière incidente; ce résultat est analogue à celui auquel m’a conduit l’observation des phénomènes beaucoup plus généraux de phosphorescence.

Aussitôt après la publication de ces résultats, je ne doutai pas que les effets lumineux dont il était question ne fussent analogues à ceux dont j’ai parlé plus haut, et qui se produisent lorsque les rayons violets et ultra-violets .viennent agir sur les corps phosphorescents, mais seulement pendant un temps très-court. Mais comment démontrer l’émission lumineuse par un corps en vertu de son action propre, et cela pendant un intervalle de temps très-petit? C’est en réfléchissant ainsi aux différents moyens propres à prouver l’identité des effets de fluorescence avec ceux de phosphorescence que je fus conduit à la construction du phosphoroscope que j’ai décrit précédemment page 247 et suivantes.

Actuellement, cette conclusion’paraît tellement évidente qu’il est inutile d’insister longuement sur sa démonstration ; les corps tels que le verre, les rubis, les spinelles, les diamants, le fluorure de calcium, les composés d’uranium, le platino-cyanure de barium, qui donnent lieu à une émission lumineuse quand la lumière violette et ultra-violette les frappe , présentent une émission de lumière semblable dans le phosphoroscope alors qu’on les voit après l’action lumineuse ; bien plus, si au moyen d’un prisme et d’une lunette on analyse la lumière émise comme on le verra dans le chapitre suivant, on trouve une composition identique dans les deux cas.

La plupart des corps qui donnent lieu à ces effets deviennent lumineux dans le phosphoroscope, et il n’y a que quelques dissolutions organiques qui ne paraissent pas visibles; il semble donc que dans les liquides la durée de la persistance des impressions lumineuses soit bien plus petite que dans les corps solides. Ainsi un petit écran en quartz rempli de chlorophylle ou de bisulfate de quinine ne paraît pas visible avec le maximum de vitesse de rotation que l’on peut donner aux disques du phosphoroscope.

D’ua autre côté, dans les rayons violets et dans le phosphoroscope on peut quelquefois observer une émission de rayons de couleur différente : ainsi un morceau de papier enduit de bi-sulfate de quinine, puis desséché, est lumineux dans cet appareil, mais avec une lumière jaunâtre différente de la lumière bleue obtenue dans les rayons les

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plus réfrangibles. Le double cyanure de platine et de potassium est lumineux avec une belle teinte bleue dans les rayons ultra-violets; dans le phosphoroscope il présente une teinte blanche légèrement jauneverdâtre. Il est facile de prouver que cette différence tient à ce qu’il se manifeste sur ces corps une double action analogue à celle qui se produit sur le diamant et sur le fluorure de calcium, et comme on le montre dans le chapitre suivant. En effet, en plaçant dansle phosphoroscope quelques cristaux de double cyanure de platine et de potassium, on trouve dans le spectre, ainsi que cela a été indiqué dans le tableau de la page 315, que l’action lumineuse jaunâtre ne se montre que depuis le vert jusqu’au violet et n’a nullement lieu au delà du violet ; or, c’est au delà du violet que la lumière bleue si vive se manifeste. Ainsi, avec ce corps l’action que le phoscoroscope accuse est donc autre. que celle produite par la partie ultra-violette du spectre solaire, ou du moins correspond à une émission de raj^ons d’une plus longue persistance ; jusqu’ici les appareils n’ont pu permettre de déterminer la durée de la persistance de l’action lumineuse qui donne lieu à ce dernier effet.

Il est possible qu’en ayant un phosphoroscope qui permette d’obtenir une limite inférieure beaucoup plus éloignée on parvienne, par la mesure du temps qui sépare l’action lumineuse du moment de l’observation, à déterminer la durée de la persistance de l’impression exercée par la lumière sur les corps tels quç ceux qui ont été cités plus haut , à moins que cette durée ne soit au-dessous de toute limite d’observation, ou même qu’il y ait des corps qui ne soient seulement en vibration que pendant l’action lumineuse. Quoi qu’il en soit, les résultats obtenus avec tous les autres corps ainsi qu’avec les sulfures alcalino-terreux, qui présentent également ce phénomène , montrent que ces différents effets lumineux ne tiennent pas à une propriété nouvelle de la lumière, à une diffusion particulière, comme le croyaient M. J.Herschell etM. Stokes, mais rentrent dans les effets de phosphorescence ou d’émission lumineuse par action propre des corps, puisqu’ils peuvent même durer après l’action de la lumière excitatrice; ils n’en diffèrent donc que par le temps pendant lequel l’impression produite par la lumière peut se conserver.

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§ 3. Action des écrans colorés et de diverses sources lumineuses ; action de

la lumière électrique; tubes à air raréfié avec matières phosphorescentes.

On a vu dans le paragraphe premier, page 313, qu’on explique facilement les effets produits par l’interposition des écrans blancs et transparents placés sur la route des rayons lumineux avant leur action sur les corps phosphorescents, par ce motif que ces écrans laissent plus ou moins bien passer la partie ultra-violette du spectre.

D’après les mêmes motifs on se rend aisément compte des effets produits parles écrans colorés : si l’on emploie des lames de verre colorées en rouge, orangé, jaune ou vert , lames qui arrêtent presque totalement les rayons les plus actifs pour exciter la phosphorescence, on ne voit rien de bien manifeste, si ce n’est dans des circonstances spéciales qui seront indiquées dans le chapitre iv, en employant le phosphoroscope ou bien quand on agit avec les sulfures-alcalino terreux, ces écrans laissant traverser les rayons qui détruisent la phosphorescence comme on l’a expliqué précédemment, page 300 ; mais si l’on se sert d’écrans en verre coloré en bleu foncé par le cobalt ou de teinte violette, ces écrans laissent passer les rayons les plus réfrangibles qui excitent vivement la phosphorescence ; et comme iis arrêtent en même temps les rayons colorés les plus intenses, l’observateur peut percevoir quelques-uns des phénomènes lumineux dont on a parlé précédemment, et cela pendant l’action du rayonnement et sans être dérangé par la coexistence des rayons bleus et violets qui agissent faiblement sur la rétine. On n’a pas besoin alors d’avoir recours à la partie ultra-violette de l’image prismatique, et les substances vivement phosphorescentes manifestent leur action au milieu d’un faisceau de rayons qui ont traversé ces écrans.

Pour opérer aisément, on concentre dans l’intérieur d’une chambre noire, à l’aide d’une lentille, un faisceau de rayons solaires qui a préalablement traversé un écran de verre violet fixé au volet, et l’on place au delà du foyer, dans le faisceau divergent des rayons violets, les corps que l’on veut étudier. Toutes les parties qui ne donnent lieu à aucune action paraissent violettes par la diffusion des rayons incidents , mais les matières qui sont douées de phosphorescence deviennent plus ou moins vivement lumineuses, et émettent des rayons colorés qui dépendent de leur nature et de leur état physique , de la même manière que si elles étaient placées dans la partie ultra-violette du spectre.

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Si l’on place dans ce faisceau divergent des diamants, certains d’entre eux deviennent bleus; d’autres, qui ne sont pas phosphorescents, restent avec la couleur violette foncée de la lumière incidente. Les platino-cyanures s’illuminent avec leur couleur de phosphorescence ; si l’on fait usage d’un vase rempli d’une dissolution de bisulfate de quinine, ce vase paraît d’un beau bleu , et la lumière propre qu’il émet forme un contraste frappant avec la lumière violette qui est diffusée par les objets placés autour ; une dissolution alcoolique de chlorophylle un peu étendue est rouge ; l’huile de colza semble verdâtre ; un vase d’urane paraît d’un beau vert; enfin, on observe les mêmes effets que ceux qui ont été décrits dans le paragraphe précédent. Le faisceau lumineux cesse-t-il de frapper les corps, comme la durée de la persistance des impressions que la lumière exerce sur eux est fort petite, ils deviennent presque instantanément obscurs.

Si au lieu de ces matières on dispose sur la route des rayons violets des tubes remplis de sulfures alcalino-terreux phosphorescents, et principalement des sulfures de strontium vert, et de barium orangé, non-seulement des effets analogues ont lieu pendant l’action de la lumière, mais encore ils persistent dans l’obscurité pendant un temps plus ou moins long dépendant du degré de persistance des impressions lumineuses sur ces matières.

On peut tracer des dessins sur du papier avec une dissolution étendue de sulfate de quinine dans l’eau acidulée par l’acide tartrique, et quand le papier est sec, à la lumière blanche, ces dessins ne sont pas visibles. Lors qu’ils sont placés dans le faisceau de lumière violette, ils deviennent plus lumineux que le reste de la surface, et leur couleur bleue très-vive forme un contraste frappant avec la teinte violette foncée que prend le papier. Si l’on trace des dessins semblables ou des bandes à l’aide d’une solution de gomme arabique sur des écrans en papier, en carton ou en verre placés préalablement dans une position horizontale, et qu’au moyen d’un petit tamis on fasse adhérer sur la surface gommée des sulfures alcalino-terreux pulvérisés, principalement les deux sulfures que je viens de citer (sulfure de strontium lumineux vert, et sulfure de barium lumineux orangé), une fois la gomme sèche, on peut placer les écrans dans le faisceau des rayons violets, et les dessins apparaissent illuminés en- vert ou en orangé, suivant la couleur de la matière employée.

Je citerai encore une expérience qui est fort curieuse : elle

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consiste à disposer au volet d’une chambre noire, ou de la lanterne d’un appareil photo-électrique, un écran en verre violet, E, fig. 34, ainsi

Fig. 34.

qu’une lentille, L, et à exposer dans le faisceau de rayons violets formé au delà du foyer F de la lentille , un vase Y rempli d’eau , sur laquelle on fait flotter quelques fragments d’écorce de tige de maronnier d’Inde ( æsculus pijhocastanea). L’esculine que renferme l’écorce commence à se dissoudre dans l’eau , et l’on voit aussitôt des traînées bleuâtres assez vivement lumineuses, qui accusent la présence de cette matière, descendre verticalement dans l’eau, dont la teinte est plus sombre et dont la couleur est violet foncé comme celle du faisceau des rayons incidents. Si au bout de quelques instants on agite l’eau, l’esculine se mélange à toutes les couches, et le vase entier prend la teinte bleue due à l’émission de la lumière par action propre , ce qui prouve qu’une très-petite quantité de cette substance suffit pour donner à l’eau son pouvoir de phosphorescence.;

Ces expériences diverses faites avec le faisceau de lumière violette sont très-frappantes, et sont répétées surtout dans les cours en raison de leur facilité de disposition et par ce motif que l’on peut substituer aux rayons solaires les rayons émanés de l’arc voltaïque , c’est-à-dire des lampes photo-électriques.

Les différentes lumières ont donc une activité qui dépend de leur

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composition et de leur intensité. A composition égale, l’intensité seule influe ; aussi la lumière de la lune agit-elle moins énergiquement que la lumière solaire, mais elle illumine néanmoins d’une manière assez sensible les sulfures alcalino-terreux. Ainsi les matières phosphorescentes sont donc bien plus impressionnables par la lumière que les thermomètres ne le sont sous l’action des rayons calorifiques , car les rayons lunaires , comme on l’a dit au commencement de cet ouvrage , ne donnent pas d’effet thermométrique appréciable dans les conditions ordinaires.

Les lumières artificielles , principalement celles qui donnent lieu à une émission de rayons très-réfrangibles, peuvent être très-actives. Tel

est le cas de la lumière émise lors de la combustion du soufre dans l’oxygène. Pour produire cette réaction, comme on l’indique fig. 34 bis. on place dans une petite coupelle un fragment de soufre que l’on enflamme et que l’on plonge au milieu d’une cloche remplie d’oxygène; la combustion devient très-vive, et il se manifeste une lumière bleue donnant lieu aux différents effets qui viennent d’être cités.

La lumière donnée par la lampe au magnésium, dont il a été question page 111, est également très-active; sous l’action de cette dernière les sulfures alcalino-terreux deviennent phosphorescents comme dans la partie ultra-violette du spectre.

D’après les mêmes motifs les flammes des lampes formées avec de l’alcool tenant en dissolution différents sels métalliques seraient plus ou moins actives suivant la réfrangibilité des éléments qu’elles renfermeraient. Quand on veut employer ces sources lumineuses, soit pour ces expériences soit pour d’autres effets, on fait brûler le mélange liquide dans une lampe dont le support de la mèche est à double courant d’air et la mèche cylindrique, et dans le tube central on fait arriver un courant d’oxygène, qui active la combution et donne une grande vivacité à la lumière.

La source lumineuse artificielle la plus active, en raison des éléments très-réfrangibles qu’elle renferme, est la lumière électrique, soit celle émanée de l’arc voltaïque, soit celle des étincelles électriques, qui donne les effets les plus énergiques que l’on puisse produire; les

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effets qu’elle présente, et surtout les effets produits par les décharges des condensateurs , ont donné lieu à des recherches très-intéressantes.

Pour soumettre les corps à Faction des décharges électriques, on les place sur la tablette de l’excitateur universel quand ils sont en fragments, ou dans des tubes s’ils sont en poussière, de manière à ce que Fextrémité des conducteurs soit à une distance de 2 à 3 centimètres. On fait passer ensuite de l’un à l’autre conducteur, très-près (lu corps, la décharge d’une batterie électrisée avec une machine électrique. Lorsqu’on veut agir avec une série de décharges, on fait communiquer les deux tiges de l’excitateur aux deux extrémités d’une forte bobine d’induction de Ruhmkorff comme celle représentée Fig. 28 bis , page 204, en fixant également des fils qui touchent à ces deux branches aux armatures intérieures et extérieures d’une forte jarre; de cette manière on peut avoir au moins 2 décharges par seconde, et même plus, c’est-à-dire de 100 à 200 décharges par minute.

Si l’on fait passer une décharge électrique sur un morceau de craie, tout l’appareil étant situé dans une chambre noire, et l’observateur ayant l’attention détenir les yeux fermées avant l’expérience et de ne les ouvrir qu’au moment où il entend éclater l’étincelle, il aperçoit immédiatement après, sur le trajet parcouru par elle, une traînée lumineuse diversement colorée qui peut durer une minute. Un fragmentée sulfate de baryte donne une lumière verte brillante; l’acétate de potasse, le sucre , l’acide succinique produisent des effets semblables, mais plus durables. Les phosphores artificiels donnent des effets très-brillants, et produisent les nuances qu’ils prennent après leur exposition à la lumière solaire , et même pour eux il n’est pas besoin d’exciter l’étincelle aussi près de leur surface; à quelque distance l’effet est le même quoique moins intense.

J’ai déjà parlé, livre III, page 51, des phénomènes que pouvait produire la décharge, et j’ai indiqué quelles sont les modifications permanentes que prennent certains corps comme le spath-fluor, la chaux phosphatée et le diamant; j’ai dit que ces effets provenaient, de l’action lumineuse, et non pas d’un choc ou d’un effet moléculaire particulier produit par l’électricité. Seulement, comme l’intensité lumineuse est très-forte surtout quand les décharges éclatent à la surface des corps, sous leur influence on peut rendre phosphorescents des corps qui ne donneraient pas des effets appréciables dans les conditions ordinaires après leur exposition à la lumière solaire , ou même après leur exposition à la lu-

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mière émanée de Parc voltaïque formé entre des conducteurs en charbon.

Ce résultat a été mis hors de doute au moyen des expériences faites par mon père, puis à l’aide de celles qu’il a faites conjointement avec M. Biot (1). Onsait que les sulfures alcalino-terreux, qui sont phosphorescents parinsolation, redeviennent obscurs quand on les échauffe dans l’obscurité ; l’étincelle électrique excitée à distance, dans les conditions qui viennent d’être indiquées, leur rend instantanément cette propriété quand elle éclateà peu de distance. Mon père et M. Biot ont opéré principalement en se servant de coquilles d’huîtres calcinées avec du soufre, c’est-à-dire de sulfure de calcium. Quand on fait éclater ainsi successivement plusieurs d’entre elles, l’intensité de lalumière émise augmente jusqu’après plusieurs décharges, puis l’effet se reproduit toujours le même avec le même corps. Il provient sans doute de ce que le temps pendant lequel l’action excitatrice se manifeste ne suffit pas pour leur donner le maximum d’effet. Il serait même possible, d’après ce quia été dit dans le chapitre II, d’arriver à pouvoir estimer par les expériences de ce genre le temps de la durée d’une décharge.

L’excitation phosphorique a même lieu , mais à des degrés plus ou moins marqués, quand on interpose entre la décharge et les matières phosphorescentes des écrans incolores ou colorés de diverse nature. Afin de faire la comparaison des effets produits, MM. Becquerel et Biot ont placé au-dessus de ces sulfures, des écrans mixtes formés par des lames de verre et de matières comme la chaux sulfatée ou le cristal de roche, lames mastiquées par un de leurs bords, de façon à ce qu’une de leurs surfaces se trouvât dans le même plan. En excitant la décharge audessus de la ligne de séparation, une moitié de la décharge donne de la lumière qui traverse une des substances, l’autre moitié envoie des rayons qui n’arrivent au sulfure de calcium qu’après après avoir traversé l’autre écran. Ils ontainsi trouvé que le quartz et la chaux sulfatée limpide laissent très-bien passer la partie du rayonnement qui produit la phosphorescence de ce sulfure, tandis que le verre blanc en arrête une partie; entre les deux premiers corps, la chaux sulfatée paraît être plus transparente pour les rayons actifs que le quartz qu’ils ont employé. Ils ont trouvé également que le quartz enfumé se laisse traverser mieux que le verre par ces rayons et presque aussi bien que le quartz limpide. Ils ont

(l) Becquerel, Traité de physique appliquée à l’histoire naturelle , t. 2, p. 150. — Archives du Muséum d'histoire naturelle, 1839, t. 1, p. 215.

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pu conclure de leurs recherches que la portion du rayonnement qui influence le sulfure de calcium phosphorescent se comporte différemment, par rapport aux écrans incolores, que celle qui agit sur la rétine. On a vu , dans les deux premiers paragraphes de ce chapitre , que l’étude prismatique a pu conduire à la même conclusion, et que l’on pouvait même spécifier les parties actives du rayonnement lumineux pour les différentes matières impressionnables.

Lorsque la décharge d’une batterie éclate dans l’air, l’intensité rayonnante de l’étincelle est plus grande à la pression ordinaire que dans ce gaz raréfié. C’est que j’ai démontré (1) en faisant passer simultanément la décharge d’une même batterie dans deux ballons disposés comme des excitateurs, et renfermantlamême matière phosphorescente ; en faisant le vide dans l’un, l’effet produit par la décharge se trouve diminué.

Cependant , dans l’air raréfié la lumière électrique a une teinte violacée qui indique la présence d’éléments très-réfrangibles pouvant exciter la phosphorescence des matières impressionnables. Cette remarque m’a conduit à faire usage d’une nouvelle; disposition (2) pour étudier les phénomènes de phosphorescence dus à faction de la lumière électrique, et qui consiste à appliquer à l’électricité le principe qui a servi de base à la construction du phosphoroscope ; pour atteindre ce but, on raréfie Pair à 1 ou 2 millimètres de pression dans des tubes de verre de 2 à 3 centimètres de diamètre environ , et de 40 à 50 millimètres de longueur, et dans lesquels on a introduit les substances phosphorescentes, soit en fragments , soit en poudre. La figure 35 représente plusieurs tubes AB, A'B', A"B", A"'B'", supportés par des pieds isolants en verve et disposés de manière à pouvoir être électrisés simultanément. Aux extrémités de ces tubes ont été soudés préalablement des fils de platine qui, sortant au dehors, touchent aux douilles en cuivre A, B, A', etc. La partie effilée qui se voit sur la droite, près des extrémités, sert à raréfier Pair dans le tube avec une machine pneumatique et à sceller le tube. On peut alors faire passer isolément ou simultanément au travers de ces tubes, maintenus horizontalement, des décharges électriques provenant soit d’une machine électrique ordinaire , soit d’une batterie,, soit d’un appareil d’induction.

En opérant dans l’obscurité à l’aide de la décharge d’une batterie,

(1) Archives du Muséum, 1839, t. 1, p. 215. — Becquerel, Traité de physique , t. 2, p. 161. — Comptes rendus de l'Acad t. 8, p. 493.

(2) Ann. de physique et de chimie , 3e série, t. 55, p. 93 (1857).

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Fig. 35.

on a un effet très-brillant, mais de courte durée, et ensuite la matière phosphorescente émet de la lumière pendant un temps plus ou moins long suivant sa puissance de phosphorescence. Si l’on fait usage de la décharge continue d’une machine électrique ou d’un appareil d’induction, les décharges électriques qui traversent l’air raréfié du tube, et qui émettant des rayons lumineux très-réfrangibles ont une teinte violacée bien connue, en passant très-près de la surface des corps excitent la phosphorescence de ces derniers au plus haut degré ; non-seulement après leur passage les substances phosphorescentes conservent pendant un certain temps la propriété de luire comme si on les eût exposées à la lumière solaire, mais encore pendant ce passage même elles sont lumineuses d’une manière continue, et cela avec une intensité d’autantplus grande que l’action électrique est plus énergique. Cet effet tient à ce que les matières étant excitées à chaque instant par les décharges qui se succèdent à des intervalles très-courts, émettent de la lumière nonseulement à l’instant où elles sont impressionnées, mais encore après; car la durée de la persistance de l’impression que la lumière exerce sur eux est en général plus grande que l’intervalle qui sépare deux décharges consécutives : ce motif et la persistance des impressions lumineuses sur' la rétine rendent continu l’effet lumineux perçu par l’observateur.

Il se manifeste donc, à l’aide de cette disposition, des effets analo-

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gués à ceux que Ton observe dans le phosphoroscope , si ce n’est que les décharges électriques remplacent les éclats intermittents que la lumière solaire produit en pénétrant dans cet appareil. D’un autre côté, ce mode d’expérimentation est éminemment propre à montrer l’action exercée par la lumière sur les corps dans lesquels la durée de la persistance de l’impression lumineuse ne subsiste que pendant un temps très-court, tels que le bisulfate de quinine, le double cyanure de platine et de potassium, etc., et que le phosphoroscope ne peut accuser. L’électricité n’agissant que comme source lumineuse, on voit que ce mode d’expérimentation donne principalement l’effet des rayons les plus réfrangibles.

En plaçant dans les tubes les sulfures alcalino-terreux décrits dans le chapitre Ier, on obtient, pendant le passage des décharges électriques, des effets lumineux des plus brillants, et pour ainsi dire toutes les nuances prismatiques suivant les matières que l’on emploie ; Ainsi le sulfure de calcium orangé donne, dans le tube, une belle couleur rouge, dont la teinte est un peu différente de celle émise par le sulfure après l’action lumineuse, en raison de la couleur violacée des rayons électriques eux-mêmes qui se mélange à la couleur orangée du corps. Le'sulfure de strontium vert ( obtenu avec le carbonate de strontiane ou par la réduction du sulfate) , le sulfure de calcium vert légèrement bleuâtre ainsi que le sulfure de strontium bleu-violet, obtenu par l’action du soufre sur la strontiane anhydre , présentent des effets d’une grande puissance. Je signale ces quatre préparations, car pendant le passage de l’électricité la nuance des rayons électriques qui se mélange à celle que donne le corps fait que les tubes offrent des teintes orangées , vertes , bleues et violettes d’une grande netteté. En plaçant parallèlement à côté les uns des autres plusieurs tubes faisant partie du même circuit, comme le représente la fig. 35, ou bien en les faisant traverser par les décharges d’un puissant appareil d’induction, on peut, comme on l’a dit plus haut, les éclairer simultanément.

On pourrait également préparer des tubes ou des œufs électriques de plus grandes dimensions, et fixer avec de la gomme sur une partie de leur surface intérieure les substances phosphorescentes, et alors , tout en n’employant que peu de matière, on pourrait produire les effets lumineux dont il s’agit sur une plus grande étendue.

La quatrième préparation, le sulfure de strontium lumineux bleu violet, présente en outre cet effet remarquable, qui du reste va être indiqué

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plus loin, qu’en abaissant sa température à — 20 degrés, il donne une nuance violette plus belle; à + 70 degrés , il paraît verdâtre , et en chauffant le tube vers 200 degrés la lumière émise serait jaune orangé. Ainsi la chaleur seule modifie l’état physique de ce sulfure.

L’effet lumineux est en général plus énergique près du pôle négatif, mais cette différence dépend de la substance phosphorescente ; avec le sulfure de calcium orangé, elle est moins manifeste qu’avec le sulfure de strontium vert, où elle est très-marquée. Ce résultat tient à ce que les rayons qui impressionnent les différentes substances sont inégalement réfrangibles , et à ce que plus cette réfrangibilité est grande, plus l’inégalité d’action près des pôles est grande, puisque près du pôle négatif la couleur de l’arc est plus bleue que partout ailleurs. On observe également, par ce mode d’action, que le verre des tubes devient phosphorescent pendant le passage de l’électricité comme dans le phosphoroscope, et les rayons qu’il émet se mélangent à ceux qui proviennent de la matière phosphorescente; ceux qui proviennent de l’action directe des décharges électriques modifient également, ainsi qu’on l’a dit plus haut, la nuance que la matière présente quand elle est lumineuse seule.

J’ai observé qu’il n’était pas nécessaire que les tubes fussent munis de fil de platine pénétrant à l’intérieur pour que les décharges se succédassent et que les substances fussent rendues lumineuses; il suffit d’appliquer sur les deux extrémités d’un tube à air raréfié et renfermant un sulfure phosphorescent deux anneaux métalliques communiquant aux deux fils d’un appareil d’induction, pour que des décharges intérieures éclairent ce sulfure, quoique à un degré plus faible que lorsque les fils de platine pénètrent dans l’intérieur du tube. Ce phénomène très-curieux me paraît tenir à ce que la surface du verre conduit légèrement l’électricité , et à ce que le passage alternatif de cet agent sur le tube donne lieu à des décharges induites dans l’intérieur qui se manifestent par des rayons électriques et .encore mieux par l’illumination des matières impressionnables. Le fait suivant me paraît appuyer cette manière de voir : si l’on rend la surface du verre plus conductrice en insufflant de l’air humide, l’effet lumineux intérieur augmente d’intensité. Ces résultats permettent de placer des corps dans l’intérieur de tubes contenant de l’air raréfié , et de les soumettre à l’action de l’électricité sans l’intermédiaire d’aucun fil métallique.

En mettant dans les tubes des substances telles que des petits tubes

SOURCES DE LUMIÈRE

fermés remplis d’une dissolution de chlorophylle, de bisulfate de quinine , ainsi que du nitrate d’urane et des cristaux de double cyanure de potassium et de platine , on obtient des effets lumineux de couleur rouge, bleu clair, verte, et bleue, mais seulement pendant le passage de l’électricité ; car lorsque l’action lumineuse cesse, ces matières redeviennent immédiatement obscures, comme on l’a expliqué dans le paragraphe précédent, ce qui n’a pas lieu avec les sulfures phosphorescents.

Aujourd’hui on prépare ainsi pour les cours des tubes de formes très-diverses.

On se sert aussi de tubes à air raréfié dont certaines parties sont en verre d’urane et prennent une vive teinte verte au moment du passage de l’électricité; l’on forme avec ces tubes des circuits plus ou moins variés et même des lettres. La figure 36 représente un tube dont on a déjà parlé à propos de la lumière électrique, et dans lequel les petites boules intérieures , qui sont en verre d’urane, deviennent lumineuses vert , au moment du passage des décharges électriques.

On a dit antérieurement, page 178, que la lumière électrique dans le vide avait pu être utilisée dans certains cas spéciaux, comme par exemple pour la construction de lampes à l’usage des mineurs. C’est en repliant un tube capillaire sur lui-mê me en forme de serpentin que l’on obtient un cylindre de lumière pouvant être renfermé dans un tube plus résistant et capable de donner une certaine illumination quand ce serpentin transmet les décharges d’un appareil d’induction. Afin d’éviter l’emploi de gaz raréfiés, qui au bout d’un certain temps se décomposent , on fait simplement usage d’azote ; mais on construit le serpentin en verre d’urane, qui donne une lumière de teinte verdâtre due aux effets de phosphorescence, et dont l’intensité ne change pas.

Les appareils construits aibsi donnent une faible quantité de lumière, car leur pouvoir éclairant est un peu moindre que celui des lampes ordinaires des mineurs; mais ils ont l’avantage de ne pré-

Fig. 36.

PHOSPHORESCENCE PAR LA LUMIÈRE

senter aucun danger d’explosion, l’action calorifique qui se manifeste à l’extérieur du tube étant très-faible. On peut se servir également de ee mode d’éclairage dans d’autres circonstances, comme pour l’éclairage sous l’eau (1).

Au lieu d’employer des tubes à air raréfié, on peut introduire dans un œuf électrique ou sous une cloche placée sur une machine pneumatique, des corps comme les sulfures phosphorescents, le bisulfate de quinine et le verre d’urane ; au moment où les décharges de l’appareil d’induction traversent l’air raréfié, ces corps émettent, par action propre, leur lumière phosphorique , et l’arc voltaïque conserve sa teinte violacée; c’est un effet lumineux très-curieux à observer.

On peut donner à l’expérience la forme indiquée ci-contre fig. 37 :

Fi". 37.

sur la platine de la machine pneumatique repose un soc en verre dont la surface est enduite de bisulfate de quinine; un vase en verre d’urane V repose sur le soc. Quand la décharge passe, et qu’elle produit comme une gerbe lumineuse 'ayant la teinte rouge violacée caractéristique de l’azote raréfié , le soc devient lumineux bleu et le vase lumineux vert.

(1) Voir la notice sur l’appareil d’induction, déjà citée, page 204, et Bulletin de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale, t. 11, p. 217, et 531, 1864.

SOURCES DE LUMIÈRE

On voit donc que ce mode d’expérimentation, joint à l’emploi des rayons violets obtenus avec les écrans , offre un des moyens les plus frappants que l’on puisse employer pour montrer les effets lumineux des corps qui ont la faculté de conserver pendant un temps plus ou moins long (et surtout dans ce dernier cas) l’action exercée par la lumière.

Je terminerai ce paragraphe en citant les noms des matières que l’on peut le plus généralement employer et dont les effets lumineux sont les plus tranchés pour les expériences qui viennent d’être indiquées :

Corps solides à courte persistance.

Verre d’urane,

lumière émise,

verte.

Azotate d’urane,

id.,

verte.

Platino-cyanure de potassium ,

lumière émise,

bleue.

Papier, carton ou verre enduit de bi-sulfate . )

lumière émise.

bleue.

de quinine. )

Certains cristaux de spath-fluor,

lumière émise,

bleu foncé.

Corps liquides à courte persistance.

Dissolution de sulfate de quinine dans l’eau )

acidulée par l’acide tartrique où sulfu- >

lumière émise,

bleue.

ri que, ' )

Dissolution aqueuse d’eseuline,

lumière émise,

bleue.

Dissolution alcoolique de chlorophylle,

lumière émise,

rouge.

Corps solides à longue persistance.

Sulfure de barium,

lumière émise,

orangée.

Sulfure de strontium ,

id.,

verte.

Sulfure de calcium ,

id.,

vert bleuâtre.