EFFET PRODUIT SUR UNE PILE THERMO-ÉLECTRIQUE

Intens. du courant électrique par lre impulsion.

Rapport des effets produits.

Intens. du courant électrique par lre impulsion.

Rappirt des effets produits.

Sans écran

Verre violet

— bleu

— jaune

— vert

On reconnaît que l’ordre des écrans n’est pas le même, et que les verres rouges et jaunes, qui sont très-perméables aux rayons les moins réfrangibles agissant sur la pile thermo-électrique, arrêtent à peu près toute action sur la lame de platine.

Les effets observés avec les différentes parties du spectre solaire conduisent à la même conclusion : on a appliqué verticalement une des lames de platine, chauffée préalablement au rouge, sur une des faces d’une boîte en verre qui avait été noircie, à l’exception de la partie qui se trouvait vis-à-vis de la lame; les extrémités du galvanomètre communiquaient, l’une avec cette lame, et l’autre avec une seconde lame plongeant aussi dans de l’eau acidulée qui remplissait la boîte et qui était complètement cachée à la lumière. Ayant alors projeté successivement sur cette lame les rayons colorés d’un spectre solaire formé en réfractant les rayons directs du soleil , on a obtenu les résultats suivants :

Aucune action dans les rayons.. . .

Faible action dans les rayons. . . .

rouges.

orangés

jannes.

verts.

bleus.

indigo .

Action marquée dans les rayons violets.

Il faut remarquer que toutes les fois que les lames sont très-propres , qu’elles ont séjourné dans l’acide azotique concentré, et qu’elles ont été portées à la température rouge, les différentes parties du spectre sont à

EFFETS CHIMIQUES

peu près sans effet pour déterminer la production des courants électriques dont nous recherchons la cause.

Ces résultats tendent à montrer que les rayons qui agissent sur des lames de platine ou d’or plongées dans des dissolutions sont plus réfrangibles que les rayons calorifiques.

D’autres métaux que kl’or et le platine, et en particulier des métaux altérables, comme le laiton et l’argent, donnent lieu à des effets analogues; bien plus, la polarisation préalable des lames, surtout si celles-ci ayant été plongées dans de l’eau ont été mises en contact avec le pôle positif d’une pile, peut augmenter beaucoup l’effet électrique observé.

M. Grove (1) a fait depuis des expériences analogues aux précédentes et a observé, comme je l’avais déjà trouvé, que la lumière peut exercer une influence sur des lames de platine polarisées, plongées dans de l’eau acidulée et en relation avec les deux extrémités d’un multiplicateur. Dans ce cas, la polarisation primitive des lames de platine est augmentée, et l’effet produit ne semble pas dû à une action calorifique qu’exercerait l’action solaire.

On peut se demander maintenant quel est le mode d’action de la lumière dans les circonstances actuelles ; c’est une question à laquelle il est difficile de répondre. Cependant, comme les effets sont presque nuis, mais non pas anéantis tout à fait, quand les lames d’or ou d’argent sont parfaitement décapées et ont été chauffées à plusieurs reprises, il pourrait se faire que les effets produits quand elles ne sont pas dans cet état fussent dus à l’action de la lumière sur des corpuscules de matières organiques adhérant aux lames; car toute matière organique tend à se combiner avec l’oxygène sous l’action delà lumière, ainsi qu’on l’a vuantérieurement page 57, et dans cette réaction l’eau qui renferme de l’oxygène jouerait le môme rôle que l’oxygène atmosphérique. Si cet effet n’a pas lieu et s’il ne se produit pas une altération des lames, il faut que la lumière détermine un trouble dans l’état d’équilibre' des particules ; mais la première supposition est la plus probable.

Quand des lames métalliques inoxydables se trouvent recouvertes de composés altérables à la lumière, alors ces matières se décomposant, si un des éléments peut se dissoudre dans le liquide conducteur, on observe, aumomentde la séparation de ces éléments, un courant électrique

(1) Voir Philosophical Magasine , décembre 1858. — Ann. de chim . et de physique , 3e série, t. 56, p. 99.

EFFETS DE LA LUMIÈRE

qui peut être assez énergique. Examinons ce qui se passe avec les composés d'argent, qui sont si éminemment impressionnables, et principalement le chlorure et le bromure d’argent, préparés par précipitation à l’obscurité.

Lorsque le chlorure d’argent est exposé à la lumière, il perd de son chlore et se change en sous-chlorure; d’un autre côté, ce composé n’étant pas conducteur de l’électricité quand il est en masse, et le devenant quand il est en couche très-mince, il s’ensuit que l’on peut observer des effets électriques produits sur ce corps lorsqu’il subit des réactions chimiques sous l’influence de la lumière. A cet effet, on l’étend, quand il est nouvellement préparé par précipitation, sur une lame de platine plongée dans l’eau ; dès l’instant qu’elle est exposée aux rayons solaires, le chlorure noircit, et l’aiguille du galvanomètre est déviée dans un sens qui annonce que la lame est positive. Ce résultat est facile à expliquer : le chlorure d’argent en se décomposant prend l’électricité positive, qu’il transmet à la lame de platine avec laquelle il est en contact, tandis que le liquide prend l’électricité négative. Dans ce cas, on ne peut opérer avec une lame d’argent , attendu que la réaction du chlore, qui provient delà décomposition du chlorure, produit en réagissant sur l’argent un courant électrique inverse de celui que l’on étudie. Ces effets ne peuvent être attribués à l’action du rayonnement solaire sur le platine, vu que la lame de platine lorsqu’elle est parfaitement décapée et qu’elle est exposée seule à l’action des rayons solaires, non-seulement est négative, mais encore ne produit qu’un courant électrique donnant une déviation qui ne peut surpasser 1 ou 2°.

Des lames d’or avec le chlorure d’argent se comportent comme des lames de platine. Si l’on veut avoir un courant produit par la décomposition seule du chlorure d’argent, il faut opérer avec de l’eau pure : on prend une lame de platine qui a séjourné quelque temps dans l’eau, et on la recouvre d’une petite feuille de papier non collé; puis on place sur cette lame du chlorure d’argent nouvellement préparé. Le courant produit par la décomposition du chlorure est alors de quelques degrés seulement sous l’influence de la lumière, et plus faible que sans rinlerposition du papier.

Le meilleur procédé pour appliquer le chlorure d’argent sur la lame consiste à déposer ce corps au dessus, en couche assez mince, et à faire chauffer doucement la lame dans l’obscurité. L’adhérence du chlorure

EFFETS CHIMIQUES

sur la lame de platine est assez grande pour qu’il ne s’en détache point, quelle que soit la position que l’on donne à cette lame.

Ce composé nouvellement préparé ayant été placé sur une lame de platine, puis exposé aux rayons solaires, j’ai obtenu un courant initial par première impulsion, de 7°, 5 avec un galvanomètre moyennement sensible. Cette expérience, répétée à plusieurs reprises, a donné le même résultat, malgré la coloration du chlorure. Celui-ci étant resté longtemps exposé au soleil, j’ai eu les résultats suivants :

Déviation par première impulsion.

Le chlorure d’argent , étant blanc, exposé à la lumière a donné un courant de. . . 7°, 5

Après \ d’heure d’exposition au soleil, le chlorure étant devenu violet foncé. . . . 5°, 5

Après ^ heure, le chlorure étant presque noir grisâtre 4°, 5

Après | d’heure, ici. noir grisâtre 4°

Après une heure, id. 3°

Deux heure ensuite, id. 2°

Le courant électrique étant constant pendant assez longtemps, on peut donc se servir de son action pour étudier l’influence des verres colorés sur la décomposition du chlorure d’argent ; en suivant la marche indiquée précédemment, j’ai trouvé les résultats suivants :

Écrans.

Intensité

du courant électrique.

Rapport

des effets produits.

Sans écran

Verre blanc

• — violet

— bleu

— vert \

— jaune l

— rouge]

Sans écran

On a placé également la lame recouverte de chlorure d’argent dans les divers rayons colorés du spectre solaire, et l’on a vu qu’il n’y avait action produite que dans les rayons bleus, violets et ultra-violets.

Le bromure d’argent, qui se décompose rapidement à la lumière, donne un courant qui est plus intense que celui donné par le chlorure. Ainsi , en recouvrant les deux lames de platine de l’appareil à compartiment, fig. 50, page 122, avant de les plonger dans l’eau acidulée, l’une de bromure et l’autre de chlorure d’argent, à la lumière diffuse, on a eu successivement avec le chlorure 15° de déviation, et 26° avec le bro-

128 EFFETS DE LA LUMIÈRE

mure; ce dernier dans les premiers instants a même donné un courant capable de faire dévier l’aiguille du galvanomètre de 55°, quand on a fait tomber sur lui les rayons solaires. Dans une autre expérience, l’aiguille du galvanomètre a été chassée à 75° lors de la décomposition du bromure. Dans chaque expérience l’intensité du courant est variable, et dépend de l’épaisseur de la couche impressionnable étendue sur la lame de platine ou d’or.

On a vu précédemment qu’en opérant avec le chlorure d’argent la déviation par première impulsion était constante pendant un certain temps, lorsque les rayons solaires frappent ce composé ; mais il n’en est pas de même avec le bromure : l’action dans les premiers instants a été plus intense, comme on l’a vu ; mais au bout de peu de temps tout courant a cessé. Si on emploie Piodure d’argent, qui ne change pas sensiblement de couleur à la lumière lorsqu’on le prépare par précipitation et qu’il est bien lavé, on reconnaît qu’en l’étendant sur une lame de platine plongeant dans l’appareil à compartiment, et qu’on l’expose à la lumière, il rend cette lame assez fortement positive. Le courant électrique produit a même été presque aussi intense que celui présenté parle chlorure d’argent; cependant, il n’est pas resté constant pendant aussi longtemps, et il est possible que les substances tenues en dissolution ou en suspension dans l’eau aient aidé dans cette circonstance à l’action chimique exercée sur Piodure.

Ces expériences m’ont conduit à penser qu’en prenant pour lames conductrices des lames d’argent ou de métal altérable, et en formant les composés impressionnables par l’action directe des corps , comme l’oxygène, le chlore, le brome et l’iode sur les lames, les conditions seraient meilleures et les effets électriques observés plus énergiques.

Les lames employées ont d’abord été des lames de laiton ; exposées dans de Peau légèrement acidulée à l’influence des rayons solaires, elles ont donné lieu à un courant électrique dû probablement à l’action de la lumière sur l’oxyde de cuivre ou sur un composé cuivreux formé. Ces lames ayant servi préalablement d’électrodes positives dans un liquide contenant un chlorure, sont devenues encore plus impressionnables, et même dans le spectre lumineux elles ont présenté une action depuis le rouge jusqu’au bleu avec un maximum dans le vert; on a vu, page 97, que la partie active du spectre sur le protochlorure de cuivre était à peu près renfermée entre ces limites.

Avec des lames d’argent les effets ont été bien plus énergiques et plus

EFFETS CHIMIQUES

réguliers ; mais, en outre, on a observé des changements dans la direction du courant électrique produit, suivant la nature ainsi que l’épaisseur de la couche.

En déposant sur une de ces lames une couche mince d’iode, obtenue par l’action de la vapeur d’iode à la température ordinaire, puis en exposant cette lame à la lumière au moyen de l’appareil à compartiment représenté fig. 50, page 122, on a reconnu qu’elle prenait au liquide l’électricité positive; cet effet prouve que la couche d’iodure d’argent est passée à un état d’ioduration moindre.

Avec une couche épaisse d’iode à la surface de l’argent, on a eu, au contraire, un courant électrique inverse du précédent, c’est-à-dire que la lame exposée à la lumière a pris l’électricité négative; ce résultat montre que, dans ce cas, l’iode agit sur l’argent sous l’influence de la lumière. Dans ces diverses expériences, la déviation donnée par le courant électrique était à peu près de 45 à 50° sous l’influence des rayons solaires , et de 10 à 15° à la lumière diffuse.

Avec une couche épaisse d’iode, et les divers écrans de verre coloré dont il a été question plus haut, on a eu :

Intensité Rapport

Écrans. du courant électrique. des effets produits.

Sans écran

Verre violet

— bleu

— jaune

— rouge

Ainsi, tandis qu’avec le chlorure et le bromure d’argent précipités, placés sur des lames de platine, on avait toujours un courant de même sens, la lame exposée étant positive, avec une couche déposée sur l’argent on a un effet dépendant de l’épaisseur de cette couche. Ces deux effets inverses indiquent qu’il doit y avoir nécessairement une épaisseur pour laquelle l’effetélectrique serait presque nul, c’est-à-dire pourlequei le changement chimique serait aussi très-faible. Ce résultat expliquerait peut-être les effets différents obtenus avec des couches minces ou épaisses d’iode et ceux produits dans les rayons rouges extrêmes, comme on Fa vu, page 91 et suivantes.

Avec la vapeur de brôme, la lame d’argent exposée aux rayons solaires est devenue également négative par rapport au liquide comme avec la couche épaisse d’iode. A la lumière diffuse, les effets étaient telle-

LA LUMIÈRE. — T. If.

EFFETS DF LA LUMIÈRE

ment marqués que la déviation galvanomélrique fut de 50°; la lame étant restée exposée à la lumière diffuse pendant 10', puis mise à l’abri du rayonnement, et exposée de nouveau à son action, la déviation n’a plus été que de 3 ou 4° ; la réaction était alors presque terminée.

Une couche de chlorure d’argent, préparée par l’exposition d’une lame d’argent à l’action du chlore, n’adonné qu’un effet assez faible. Cependant, en déposant sur la surface de la lame le sous-chlorure d’argent violet dont la préparation sera indiquée plus loin, on a une substance qui se prête très-bien à ces expériences et qui donne, pendant longtemps, des résultats comparables entre eux, comme on le reconnaîtra dans le dernier chapitre du livre III relatif à la photographie.

On voit donc qu’en déposant certains corps à la surface de lames métalliques, on peut observer les altérations de ces corps sous l’influence de la lumière par l’effet électrique qui se produit alors.

§ 2. Actinomètre électro-chimique.

Les résultats précédents permettent de comprendre comment on peut disposer un appareil qui donne l’indication de l’action chimique produite par la lumière sur une substance, au moyen des courants électriques développés lors de cette réaction. Après bien des essais, je me suis arrêté à la disposition qui va être indiquée et qui permet de faire usage des différents composés d’argent impressionnables, mais surtout de l’un d’entre eux, le sous-chlorure d’argent violet, qui permet, comme on le verra plus loin, de reproduire les couleurs naturelles des rayons lumineux (1).

11 est nécessaire de faire usage de lames d’argent recouvertes de la couche impressionnable et plongées dans un liquide conducteur de l’électricité, mais n’attaquant pas cette matière ; on peut employer comme liquide l’eau acidulée par l’acide sulfurique, ou une dissolution étendue de sulfate de potasse.

L’expérience a prouvé qu’il faut se servir de lames d’argent le plus pur possible , car, sans cela, la couche impressionnable peut s’altérer dans l’eau acidulée et même dans l’eau ordinaire. J’ai préparé alors des lames avec de l’argent obtenu par la réduction du chlorure, et ne contenant pas de traces de cuivre; ces lames ont 3 centimètres de hauteur,

(1) Bïblioih. univ. de Genève , 3me série, t. XXXV, p. 136 (1841). — Ann. de chimie et de physique, nouvelle série, t. IX, p. 208, 1843; -• t. XXXII, p. 176, 1851.

EFFETS CHIMIQUES

3 de largeur, et \ de millimètre d’épaisseur tout au plus. Elles sont soudées chacune à une petite tige d’argent pur, de manière que cette tige soit dans le plan de chaque lame, et au milieu d’un des petits côtés du rectangle qu’elles forment. Ces tiges servent à établir la communication électrique entre les lames et les extrémités d’un galvanomètre à fil long très-sensible. On peut également couper ces lames d’argent dans une feuille de ce métal, de manière à laisser deux appendices qui remplacent les tiges; de cette façon il n’y a pas de soudure, et les lames comme les parties qui les mettent en relation avec le galvanomètre sont de même substance.

La figure 51 donne la disposition de l’appareil. Les deux lames L et L' plongent dans une petite cuve à eau de 6 centimètres de hauteur, sur 6 de largeur et 5 d’épaisseur ; deux montants en cuivre, AB A'B', les maintiennent suspenduesau milieude cette cuve. On les dispose de façon qu’elles soient parallèles à la face antérieure de la cuve à eau, de sorte que, si les trois autres faces de cette cuve sont noircies, ou du moins environnées d’une espèce de boîte en cuivre, et que la lumière arrive seulement par la face antérieure, une seule lame L est exposée à l’action du rayonnement lumineux.

Les deux montants en cuivre AB A'B', qui servent de supports aux lames, sont isolés ou- du moins reposent sur des anneaux en ivoire qui sont isolants, de sorte qu’en attachant les extrémités du fil du galvanomètre aux boutons B et B', le circuit électrique se trouve comprendre les deux lames, le liquide de la cuve à eau, les montants en cuivre et le galvanomètre.

Voici les conditions qui ont paru les plus convenables pour obtenir les meilleurs effets :

EFFETS DE LA LUMIÈRE

1° Plus le galvanomètre est sensible, mieux les effets sont manifestes. Un instrument tel que les construit M. Ruhmkorff, ayant un fil de 3000 tours, peut parfaitement servir; cependant un appareil qui est construit avec un fil plus long, renfermant de 20 à 25 mille tours, donne de meilleurs résultats. Les expériences ont été faites successivement avec plusieurs appareils de diverse sensibilité.

2° Le liquide doit être bon conducteur, et ne pas attaquer la couche impressionnable. Un mélange de 2 grammes d’acide sulfurique monohydraté et de 100 grammes d’eau a donné les effets les plus marqués.

3° Les lames d’argent doivent être sans alliage, comme nous l’avons déjà dit, et, de plus, elles doivent recevoir chacune la même préparation. Il est nécessaire, en effet, que ces lames ne soient pas polarisées, et qu’elles soient aussi identiques que possible. Malgré ces précautions, on n’évite pas une polarisation primitive qui fait que, lorsqu’après avoir monté l’appareil dans l’obscurité, on ferme pour la première fois le circuit, l’aiguille est déviée fortement dans un sens ou dans un autre. Avant de commencer les expériences, on doit alors attendre pendant six, douze, vingt-quatre et même quelquefois quarantehuit heures, que l’aiguille ait repris sa première position d’équilibre.

Afin d’éviter les pertes de temps, on a, pour chaque expérience, plusieurs paires de lames préparées toujours ensemble de la même manière, et que l’on conserve en contact l’une avec Fautre dans l’eau acidulée ; le courant initial s’anéantit peu à peu, et ensuite on se sert de ces lames pour les expériences dont il sera question plus loin.

J’ai fait usage de couches d’iodure , de bromure et de chlorure d’argent, et l’on verra dans le paragraphe suivant quels sont les effets observés dans le spectre solaire avec l’iodure déposé en couches minces comme celles que recouvrent les plaques daguerriennes; les effets électriques sont alors très-énergiques. Mais les couches épaisses des substances impressionnables donnent des effets semblables, dont la durée est plus grande et Factinomètre peut, pendant beaucoup plus longtemps, donner des effets comparables; sous ce rapport, la couche de sous-chlorure d’argent violet a présenté les actions les plus régulières ; d’un autre côté, comme cette substance est sensible entre les mêmes limites de réfrangibilité que la rétine, son étude peut s’appliquer aux rayons que nous pouvons percevoir. En raison de ces motifs, j’ai étudié plus spécialement la construction de Factinomètre avec ce composé impres-

EFFETS CHIMIQUES

sionnable, et j’entrerai dans quelques détails sur les indications que peut donner cet appareil.

On sait que les deux procédés auxquels je me suis arrêté pour la préparation des lames d’argent recouvertes de sous-chlorure violet, sont : 1° l’immersion dans une solution étendue de biehlorure de cuivre; 2° l’action d’un courant électrique, la lame d’argent à recouvrir servant d’électrode positive dans une solution d’acide chlorhydrique étendue. (Voir chapitre iv du livre III relatif à la photographie.)

Le premier procédé donne une couche qui reçoit plus vivement les impressions colorées; le second donne des couleurs plus brillantes. J’ai fait successivement usage de ces deux modes de préparation, et j’ai abandonné le premier, à l’exclusion du second, par le motif que les effets électriques, sans être énergiques, sont de beaucoup moindre durée, comme on l’expliquera bientôt. On doit donc, pour la préparation, employer le courant provenant d’un couple à acide nitrique, de grandeur ordinaire, et attacher successivement la tige de chaque lame au fil conducteur positif; les lames sont plongées dans une solution formée par un mélange d’eau et de -J- ou ^ en volume d’acide chlorhydrique ordinaire. Les lames doivent être polies et parfaitement décapées sur les deux faces, comme si l’on voulait obtenir une épreuve daguerrienne. Lorsque l’on a plongé dans le liquide une tige de platine en communication avec le pôle négatif du couple, le circuit se trouve fermé , la lame d’argent noircit en prenant dçs teintes foncées correspondantes aux teintes des lames minces. On s’arrête au violet du quatrième ordre, et on lave à grande eau. Pour avoir une teinte homogène, on doit placer la tige négative de platine assez loin de la lame, et tourner sans cesse la lame d’argent en la tenant à la main par son appendice. En plaçant un voltamètre à eau dans le circuit, on peut estimer exactement la quantité de chlore dont on recouvre la lame.

Quand on juge que les deux lames ont reçu la même préparation, on les soumet à l’action de la chaleur, comme on l’expliquera plus tard, et afin qu’elles soient modifiées physiquement de façon à donner de bonnes impressions colorées du spectre; pour cela, on les recuit à la température de 150 à 200 degrés, jusqu’à ce qu’elles deviennent rosâtres, et alors on les attache aux deux montants en cuivre. Le recuit a aussi pour but de faire que les lames ne soient pas impressionnées en dehors des limites de réfrangibilité du rayonnement lumineux, comme cela aurait lieu sans cette action. Telles sont les précautions indis-

134 EFFETS DE LA LUMIÈRE

pensables pour pouvoir obtenir de bons résultats par suite de l’action des rayons lumineux.

Il est nécessaire de placer en avant de la face antérieure de la cuve à eau un écran M muni d’une ouverture longitudinale, soit verticale, soit horizontale, et dont on peut régler la dimension à volonté à l’aide d’une vis micrométrique, afin de n’éclairer qu’une portion déterminée de la surface de la lame d’argent antérieure L. On peut également, au moyen de verre noirci, empêcher que toute la lumière, même réfléchie, ne parvienne à la seconde lame qui doit rester constamment dans l’obscurité. Cependant cela n’est pas toujours nécessaire, car, en mettant une enveloppe métallique MNM' autour de l’appareil comme l’indique, par les lignes ponctuées, la figure 51, page 131, les rayons ne viennent que par l’ouverture antérieure et ne peuvent affecter que la lame L qui est en avant.

Quand tout est ainsi disposé, si l’aiguille du galvanomètre est revenue au zéro, ou en est très-proche par suite de la destruction du courant initial que l’on observe presque toujours, on peut procéder aux expériences.

Dans ces conditions, lorsque l’appareil est dans une chambre obscure, et qu’on vient à faire tomber tout à coup les rayons solaires sur la surface entière de la lame antérieure (surface de vingt centimètres carrés), l’aiguille du galvanomètre est chassée violemment dans un sens que nous allons préciser. Si l’on intercepte la lumière, l’aiguille revient peu à peu au zéro. L’action est donc tellement vive, qu’il faut ne laisser impressionner qu’une très-petite portion de la lame par les rayons solaires directs pour avoir seulement 20 ou 30 degrés de déviation de l’aiguille du galvanomètre.

La lumière d’une bougie, placée à 1 décimètre de la cuve à eau, suffit pour faire dévier l’aiguille aimantée de 12 à 15 degrés.

La déviation, qui est constamment dans le même sens tant que les rayons lumineux frappent l’appareil, indique que la lame exposée au rayonnement prend l’électricité négative, et le liquide l’électricité positive. Si c’est l’autre lame qui est éclairée, le même effet se produit, mais l’aiguille dévie en sens inverse. Dans cette circonstance, le courant est inverse de celui qui a lieu lorsque les lames sont recouvertes d’une couche mince d’iode; dans ce dernier cas, les rayons solaires donnent lieu à une décomposition, et la lame d’argent prend l’électricité positive. Quand la couche d’iode est épaisse, l’effet est inverse,

EFFETS CHIMIQUES

comme on l’a vu dans le paragraphe précédent. On ne peut s’expliquer cette différence que par la modification profonde que le recuit a apportée à la matière, comme les impressions colorées l’avaient déjà indiqué. Ce qui vient le démontrer encore, c’est qu’ayant opéré avec des lames préparées à la pile et non recuites, on a eu un effet électrique inverse, la lame exposée à la lumière ayant donné l’électricité positive; mais, après les avoir fait recuire, les indications électriques ont changé de sens, et les lames éclairées ont pris l’électricité négative, comme si elles étaient attaquées par le liquide au moment de l’action de la lumière. Ces résultats, joints à la plus grande sensibilité de la matière, et à la destruction des effets qui se produiraient en dehors des rayons rouges et violets, ont fait adopter les plaques recuites dans toutes les expériences de ce genre.

Lorsque la lumière diffuse, ou bien la lumière solaire, impressionne la lame, on a une déviation plus ou moins forte qui demeure constante tant que la lumière conserve la même intensité, et que la surface est suffisamment impressionnable. Si l’on vient à intercepter la lumière, l’aiguille aimantée du galvanomètre revient au zéro, le dépasse un peu en sens inverse, par suite probablement d’un courant secondaire, mais reprend bientôt sa première position d’équilibre. Si la lumière a conservé son intensité primitive, et qu’on éclaire de nouveau la lame, alors l’effet électrique est le même que précédemment.

La déviation n’est constante, on le pense bien, que tant que la surface conserve la même impressionabilité, et les résultats ne peuvent être comparables qu’autant que l’on remplit cette condition. Aussi estil nécessaire de donner une épaisseur assez forte à la couche sensible.

J’ai reconnu, comme je l’ai dit précédemment, que, lorsque la lame impressionnable est préparée par une immersion rapide dans le . bichlorure de cuivre, puis recuite, elle blanchit rapidement sous l’influence des rayons solaires ou des rayons émanés d’une lampe, et, quelques minutes après, sous la même intensité lumineuse elle donne un courant électrique beaucoup plus faible. Mais, quand elle est recouverte par la pile d’une couche épaisse impressionnable, et recuite dans les mêmes conditions, le courant est constant pendant un temps assez long. Je citerai, à cette occasion, l’expérience suivante :

On a placé à 50 centimètres de distance de la lame antérieure de l’appareil une forte lampe Carcel, dont la lumière, réfractée par une lentille, venait tomber sur la lame. L’aiguille du galvanomètre, dans sa

EFFETS DE LA LUMIÈRE

position d’équilibre, était à + 1 degré. Aussitôt que les rayons delà lampe tombèrent sur la lame, la déviation fut, par première impulsion, de + 16°, 5, puis l’aiguille se fixa à -4- 14 degrés. En laissant continuer l’action, on eut, aux heures indiquées ci-après, les déviations contenues dans la seconde colonne :

Déviations

Heures.

définitives

A ce moment on retourna la lame; la partie qui n’avait pas été impressionnée , étant à son tour exposée à la lumière, donna 13 degrés de déviation.

Un écran ayant intercepté la lumière à llh 30m, l’aiguille revint à h- 1 degré. Ainsi, le courant électrique a conservé sensiblement la même intensité par une action continue des rayons de la lampe pendant trois heures. Les faibles variations peuvent se rapporter aux changements de température du liquide de la cuve à eau qu’il faut avoir soin d’éviter dans les expériences de ce genre.

La lumière solaire donne lieu aux mêmes effets, mais avec plus d’énergie; il est donc nécessaire de modérer l’intensité lumineuse qui, sans cela, impressionnerait trop vivement la lame, et ferait diminuer plus rapidement l’intensité du courant électrique.

Il est évident, d’après ces expériences, que, lorsque l’on ne fait agir la lumière sur la lame que pendant une minute ou deux, de façon à avoir seulement la déviation définitive de l’aiguille du galvanomètre, et qu’on soustrait ensuite la lame impressionnable à l’action des rayons, on peut conserver, pendant au moins un jour, la même sensibilité à l’appareil, et faire un grand nombre d’expériences comparatives capables d’indiquer si l’intensité de la source lumineuse a changé.

Les déviations de l’aiguille aimantée, ou du moins les intensités du courant 'électrique,, ne peuvent être considérées comme proportionnelles à l’intensité de l’action chimique exercée sur la substance et par conséquent à l’intensité lumineuse active; elles indiquent seulement si cette intensité lumineuse est plus grande ou plus petite, dans une circonstance que dans une autre. On verra, dans le dernier paragraphe de ce

EFFETS CHIMIQUES

chapitre, page 144, comment on pourrait se servir de cet appareil pour comparer entre elles les intensités lumineuses.

§ 3. Effets électriques dus à l'action des rayons différemment réfrangibles sur l'iodure d'argent et le sous-chlorure d’argent violet.

L’actinomètre que l’on vient de décrire peut mettre en évidence l’action exercée par les rayons solaires différemment réfrangibles sur diverses substances impressionnables recouvrant les lames d’argent, car les effets sont comparables pendant un temps assez long, si l’on observe les précautions indiquées plus haut.

Pour ne laisser pénétrer sur la lame qu’une portion bien déterminée du spectre solaire, on a placé, en avant de la cuve à eau, fig. 51 , un écran muni d’une fente verticale de 2mm,5 d’ouverture, de sbrte que la portion impressionnée de la lame se trouvait bornée à un rectangle de 2mm,5 de base sur 5 centimètres de hauteur.

On a formé un spectre bien épuré , en faisant pénétrer les rayons solaires réfléchis par un héliostat à travers une fente mince et verticale du volet de la chambre obscure , et en les réfractant dans un prisme de flint. Derrière ce prisme, situé à 1 mètre du volet, se trouvait une lentille de 0m,60 de foyer, qui a donné, à une certaine distance, un spectre avec toutes ses raies. Le' spectre à l’aide duquel on a agi avait à peu près 3 centimètres et demi de largeur dans la direction parallèle aux raies, et 10 à 11 centimètres de longueur, depuis la raie A jusqu’à H, ses dimensions ayant varié un peu dans chaque série d’opérations. Il résulte de là qu’à chaque expérience, un quarantième de la longueur du spectre tombait sur la partie de la lame impressionnable qui devait être influencée par le rayonnement lumineux.

La cuve à eau était disposée sur un chariot, et se déplaçait au moyen d’une vis micrométrique le long d’une règle divisée parallèlement à la longueur du spectre; on pouvait donc apprécier, à chaque instant, la position de l’appareil. Par une expérience préliminaire, on déterminait directement à quelles divisions de la règle se trouvait l’appareil, quand les raies principales du spectre D, E, F, G se présentaient au milieu de l’ouverture de l’écran placé devant la cuve; ensuite , à l’aide d’un calcul fort simple, on en déduisait les positions des autres raies ou des autres parties du spectre. Chaque fois qu’on arrêtait l’appareil dans une position déterminée, l’effet produit correspondait donc à une

EFFETS DE LA LUMIÈRE

partie du spectre égale à 4^ de sa longueur, et, par conséquent , il y avait empiétement des parties voisines, puisque la plaque était également impressionnée par les rayons qui étaient à droite et à gauche de ceux dont la position se trouvait indiquée par le centre de l’ouverture; cet effet serait d’autant moindre que la largeur de l’ouverture serait plus petite, mais, pour avoir des effets d’une certaine intensité , on est obligé de ne pas trop la diminuer; on voit néanmoins quelle est l’approximation à laquelle on peut arriver.

On a fait ainsi différentes séries d’expériences, en opérant avec les lames recouvertes d’iodure d’argent en couches minces, et avec les lames recouvertes de sous-chlorure d’argent violet, préparé comme on l’a indiqué dans le paragraphe précédent. On a cherché les déviations du galvanomètre, mais en s’arrangeant pour qu’elles ne dépassent pas 20 à 25°, afin que les intensités des courants produits soient toujours proportionnelles aux déviations observées. Les indications, comme on l’a dit plus haut, donnent les effets plus ou moins intenses et permettent de connaître la position des maxima d’intensité ainsi que les limites d’action de la lumière sur les lames ; mais il n’est pas démontré que les intensités des rayons actifs soient proportionnelles aux intensités du courant électrique produit.

Les expériences suivantes ont été faites à l’aide d’une plaque d’argent iodurée : supposons l’aiguille du galvanomètre fixe , le spectre solaire également fixe, un écran opaque placé devant la lame iodurée et la cuve à eau au-delà des rayons rouges; si l’on fait mouvoir la cuve à eau au moyen de lavis micrométrique'jusqu’au moment où l’on est dans le rouge vers la raie A, qu’on arrête la cuve, qu’on enlève l’écran opaque, alors les rayons de l’extrême rouge frappent la lame et on ne voit aucune déviation dans le galvanomètre; on remet l’écran, on fait avancer un peu l’appareil et on l’arrête vers la raie B dans l’orangé , on ôte de nouveau l’écran, et, la lame étant frappée par les rayons orangés, on ne voit pas encore l’aiguille du galvanomètre se dévier. En continuant ainsi , on ne parvient à distinguer une action que lorsque les rayons du commencement du bleu, vers F, frappent la lame. Quelquefois, on a bien faible action dans le vert et le jaune, mais probablement, comme on le verra plus loin, en raison d’une impression primitive de la lame par la lumière diffuse.

Lorsque les rayons bleus frappent la lame , on reconnaît, par la déviation de l’aiguille, une action assez marquée qui va en augmentant à

EFFETS CHIMIQUES

mesure que Fou approche du violet. Le maximum d’effet est atteint entre G et H, et dans cette région, on peut même avoir 20 ou 30° de déviation et même davantage suivant la préparation de la lame et la sensibilité du galvanomètre. Au-delà de H, l’action décroît jusque vers P, au-delà du violet; plus loin, il n’y a plus d’effet appréciable.

Il est indispensable, après chaque observation, de replacer l’écran opaque devant la lame, et de ne laisser cette lame découverte que pendant quelques secondes, c’est-à-dire pendant le temps nécessaire pour estimer la déviation de l’aiguille du galvanomètre; alors on remet l’écran et on fait avancer plus loin l’appareil. Il faut agir ainsi afin que la lame ne soit pas trop impressionnée et qu’elle puisse présenter les mêmes résultats, dans des circonstances semblables, pendant toute la durée d’une série d’expériences.

Si l’on fait revenir la cuve à eau en sens inverse , on repasse dans toutes les parties du spectre solaire, mais en entrant par l’extrémité la plus réfrangible ou violette ; alors, on retrouve successivement dans les rayons situés depuis P jusqu’en F, au commencement du bleu, les mêmes déviations pour les mêmes positions de l’actinomètre, à moins que l’intensité lumineuse n’ait changé ; mais, quand on a choisi un ciel pur, les observations se font très-rapidement et l’on peut éviter cette cause d’erreur. En avançant dans le vert, près de E, on observe alors des effets plus marqués que précédemment dans ces mêmes rayons, et on trouve maintenant une action dans le jaune, l’orangé et le rouge, là où primitivement il n’y en avait aucune, et, au-delà de A, on ne distingue plus aucun effet; de sorte que entre F et A on reconnaît une partie active d’une certaine étude dont le maximum paraît être entre D et E.

Voilà donc un effet qui se manifeste dans la partie la moins réfrangible du spectre où, précédemment, il ne s’en était manifesté aucun. Cela vient de ce que, lors du premier passage de la lame dans l’image prismatique, l’iodure n’avait pas été impressionné, et que, dans le retour en sens contraire, ayant été soumis à l’action des rayons les plus réfrangibles, cet iodure devient impressionnable par la partie la moins réfrangible, en donnant lieu aux effets de continuation dont on a déjà parlé antérieurement pages 76, 83 et suivantes.

Si l’on expose de nouveau la lame dans la partie violette du spectre, qu’ensuite on la transporte dans les rayons les -moins réfrangibles, on observe, pour les mêmes positions de l’actinomètre, des déviations plus considérables que la seconde fois, tandis que dans les rayons les plus

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réfrangibles on retrouve les mêmes nombres de degrés de déviation. Une nouvelle exposition de la lame dans les diverses parties du spectre donne les mêmes résultats, c’est-à-dire qu’à mesure que la lame est plus impressionnée, l’action des rayons les moins réfrangibles ou agissant comme. continuant une action commencée, est plus intense, tandis que celle des rayons les plus réfrangibles reste la mêmet(l).

Cette augmentation d’action des rayons entre les lignes A et F va jusqu’à une certaine limite, de sorte que l’action maximum des rayons les moins réfrangibles ne dépasse guère l’action maximum des rayons excitateurs ou les plus réfrangibles.

Il faut avoir soin, ainsi qu’on l’a déjà dit plus haut, que dans chaque expérience la portion de la lame qui est derrière l’écran ne reste exposée dans la partie du spectre que l’on explore que pendant le temps nécessaire à l’observation de la déviation de l’aiguille aimantée, car alors la même lame exposée un grand nombre de fois dans les mêmes conditions d’éclairement, donne sensiblement lieu à la même déviation. Ce n’est qu’après avoir été très-fortement impressionnée qu’elle ne donne plus un courant électrique de même intensité.

On voit qu’à l’aide de ces effets, on retrouve la même action que celle qui avait été obtenue par le changement de teinte de l’iodure d’argent, pages 7G, 83 et suivantes, et on reconnaît qu’il y a pour ainsi dire deux parties actives du spectre : l’une, située dans la partie la plus réfrangible du spectre solaire, a son maximum entre G et H, se termine d’un côté en F et de l’autre en P, et agit toujours avec la même intensité; l’autre est située depuis F jusqu’en A, a son maximum entre D et E, n’agit que sur l’iodure déjà impressionné, et a une action d’autant plus intense que la substance est plus impressionnée, jusqu’à ce que l’effet maximum qu’elle peut produire atteigne à peu près la valeur du maximum d’effet de la première partie.

On doit remarquer qu’il n’y a pas d’action inverse dans l’extrême rouge et en dehors du rouge, ou du moins que le courant électrique produit ne change pas de sens; il faut en conclure que le phénomène curieux observé lors de la coloration des papiers sensitifs, ainsi que de la fixation de la

(1) Ce résultat explique pourquoi, lorsque l’on continue, à l’aide des verres colorés en rouge ou en jaune, une image obtenue sur l’iodure d’argent, mais seulement commencée à la chambre obscure, cette image vient avec le môme décroissement de lumière que l’on aurait obtenu en laissant la laine exposée plus longtemps à la chambre obscure ; car les rayons qui traversent ces verres réagissent d’autant plus fortement sur les lames que certaines parties de l’iodure ont été plus impressionnées.

EFFETS CFIIMIQUES.

vapeur de mercure, et qui a été signalée'comme action négative, comme on l’a vu page 92, ne correspond pas à un changement dans la direction du courant électrique. On doit observer toutefois que, dans les * expériences faites antérieurement par l’apparition des images, on opère dans l’air; ici ôn opère dans l’eau, et il est possible que ce changement de milieu influe sur l’effet particulier qui se produit à l’extrême rouge; c’est un sujet qui mérite d’être étudié.

J’ai fait plusieurs séries d’expériences analogues aux précédentes en substituant aux lames d’argent iodurées des lames recouvertes de sous-chlorure d’argent violet, préalablement recuit, ainsi qu’on l’a dit dans le paragraphe précédent; j’ai même employé, à la place des lames, des fils d’argent bien décapés et recouverts de sous-chlorure, de sorte qu’une partie de la surface cylindrique du fil antérieur était seule impressionnée et que la surface exposée à l’influence lumineuse était trèsétroite ; les résultats ont été les mêmes qu’avec les lames.

En plaçant successivement l’actinomètre dans les différentes parties du spectre, on n’a eu d’effet sensible qu’entre les limites des réfrangibilités A et H; en dehors du rouge et au-delà du violet, il n’y a pas eu de courant produit. Quant au maximum d’action, il s’est trouvé sensiblement à la même place que celui des rayons les moins réfrangibles qui continuent à impressionner l’iodure d’argent, c’est-à-dire dans le vert.

Le tableau suivant donne, en résumé, les intensités du courant observé avec des lames iodurées ou recouvertes de sous-chlorure placées successivement dans un spectre formé avec un prisme de flint blanc. On n’a représenté que le rapport des intensités électriques observées à celle du maximum avec chaque substance, et l’on a supposé que dans chaque cas cette action maximum était égale à 100; on se rappelle qu’avec l’iodure d’argent suffisamment impressionné les deux maxima arrivent à être égaux. On y a joint les intensités lumineuses déterminées dans chaque région du spectre par Fraiinhoffer, intensités qui se rapportent à des rayons de toutes couleurs et qui, pour ce motif, ne sauraient avoir la précision des déterminations faites en comparant des rayons de même

nuance :

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