CHAPITRE PREMIER

Effets lumineux produits par le frottement et par la

percussion.

Toute cause qui imprime aux molécules des corps un mouvement vibratoire dont la vitesse acquiert une grandeur suffisante est une cause productrice de lumière; parmi elles, on peut distinguer les actions mécaniques et physiques comme le frottement, le choc, le clivage, la cristallisation, qui peuvent donner lieu aussi à un dégagement de chaleur.

Quand on frotte un grand nombre de corps les uns contre les autres ou avec un corps dur, on observe des lueurs plus ou moins vives. Les corps qui présentent ces effets sont en général des minéraux ou des matières fondues comme le verre ; les métaux ne donnent aucun effet (1). Ainsi lorsqu’on frotte deux cristaux de quartz dans l’obscurité, on aperçoit des étincelles de couleur rouge.

On sait que le choc du briquet contre un morceau de silex donne dans Pair des étincelles dues à la combustion des parcelles de fer détachées et échauffées par l’action du frottement. Cet effet n’a pas lieu dans le vide; mais en expérimentant dans l’obscurité, on voit, d’après Hawksbée (2), une traînée lumineuse pâle et faible sur le tranchant du silex

él) Dufay, Mémoires de l'Acad. des sciences de Paris, t. 53, p. 347 (1735). — Dessaignes, Journal de physique , t. 69, page 20. — Becquerel, Traité d'électricité, en 7 volume, t. 4, p. 48, et Traité de physique, t. 2, p. 129.

(2) Hawksbée, Physico-mecanical experiment { 1709).

SOURCES DE LUMIÈRE

frotté par l’acier. Il se produit probablement dans cette circonstance un phénomène de phosphorescence par frottement.

Si l’on imprime un mouvement rapide de rotation, dans le vide, à une roue en verre, et qu’on appuie avec force sur la circonférence un tube de verre qui frotte sur la roue, il se manifeste une lueur assez intense dont la couleur est d’un rouge de feu. Il en est de même* en opérant dans l’air ou dans l’eau, mais avec moins d’intensité. On peut obtenir également des effets analogues en frottant dans le vide, contre le verre, des corps comme la chaux carbonatée, les coquilles d’huître, etc.

Dans la dolomie, la propriété phosphorique par frottement est bien développée : il suffit de la frotter avec un corps dur pour apercevoir une traînée lumineuse rouge, propriété qui dépend de la texture plutôt que de la durelé de la matière, car il y a des dolomies très-dures qui en sont privées, tandis que d’autres, plus tendres, la possèdent à un haut degré; nous citerons par exemple celle du Saint-Gothard.

Un très-grand nombre de minéraux, de pierres précieuses comme le diamant, lespath fluor, la chaux phosphatée, etc., jouissent de cette propriété. Quand on frotte certains diamants sur une étoffe de laine ou sur un corps dur, ils paraissent entourés d’une lueur; on a vu dans l’his- ‘ torique, livre Ier, que ce phénomène paraissait avoir été observé avec le diamant par Boyle en 1663; il a été étudié attentivement par Dufay (1). Ce physicien a montré que la lueur émise n’est pas dépendante de l’électricité dégagée par frottement, car il y a des diamants qui sont lumineux et non électriques, et d’autres qui s’électrisent par frottement et ne produisent pas de lumière; ainsi il a fait voir qu’un diamant rendu électrique par frottement, ayant été mouillé, avait perdu son action électrique mais avait conservé sa lueur phosphorescente.

Il a encore reconnu des différences très-considérables suivant les échantillons soumis à l’expérience. De tous les diamants jaunes que Dufay a essayés un seul fut médiocrement lumineux; tous présentaient le phénomène au même degré, ainsi que la propriété d’être lumineux après l’insolation, comme on le verra plus tard. Un gros diamant fleur de pêcher émettait une vive lumière dès le premier frottement, et cependant il était moins électrique que les jaunes; un diamant vert produisit un effet contraire, c’est-à-dire que, bien qu’il fût électrique, il était difficilement lumineux par frottement. Un gros diamant bleu,

(1) Voir Mém. de l'Acad. des sciences, t.53 (1735).

ACTIONS MOLÉCULAIRES

rempli déglacés, n’était pas sensiblement phosphorescent; comme il était électrique, il émettait une petite étincelle en approchant le doigt; un diamant couleur améthyste se comporta de même.

La lumière, l’électricité, la chaleur ne sont que des manifestations diverses d’effets moléculaires; par conséquent peu importerait que les effets lumineux, électriques, calorifiques existassent simultanément ou apparussent successivement; seulement ces résultats indiquent que ces phénomènes peuvent se manifester indépendemment les uns des autres. 11 y a des circonstances où l’origine électrique de la lumière produite dans le frottement est évidente; mais dans la plupart des cas cités plus haut l’effet lumineux peut être considéré comme dû à une action moléculaire engendrée par le frottement lui-même.

On peut encore citer les effets produits par des minéraux à hase de chaux : ai nsi le spath fluor à surface grenue est phosphorescent par le frottement, tandis que celui qui est compacte l’est moins; la chaux phosphatée de l’Esdramadure est également lumineuse.

Th. de Saussure a montré que le marbre blanc ou de couleur, c’està-dire le calcaire compacte, calciné au rouge avec l’acide phosphorique, n’est point phosphorescent par frottement, tandis que cette propriété est développée dans la craie qui a subi la même préparation; le frottement d’une plume suffit alors pour produire la phosphorescence sous l’apparence de traits lumineux. Cette propriété se manifeste encore quand on enlève la couche vitreuse formée à la surface.

Dans les différentes circonstances ci-dessus indiquées, la couleur de la lumière émise par frottement dépend de la nature des matières ; avec le quartz et la dolomie, comme on l’a vu, la lumière émise est rouge ; avec la craie, les calcaires, la chaux phosphatée, elle est jaune; avec deux fragments de porcelaine frottés l’un contre l’autre, elle a également cette dernière teinte.

Les minéraux qui sont phosphorescents par l’action du frottement peuvent présenter des actions analogues sous l’influence de la chaleur et de la lumière; mais les phénomènes produits sont complètement indépendants les uns des autres. Ainsi, le quartz, qui est très-lumineux par le frottement, l’est bien moins par l’action de la chaleur et trèsfaiblement sous l’influence de la lumière, comme on le verra plus tard; le diamant, le spath fluor, sont au contraire lumineux par ces trois modes d’action. D’un autre côté, cette indépendance est rendue manifeste par le fait, qui sera établi plus loin, que la phosphorescence par

SOURCES DE LUMIÈRE

la chaleur peut toujours être détruite dans un corps par l'action d’une température suffisamment élevée et prolongée, tandis que l’action de la lumière rend toujours lumineux un corps phosphorescent par insolation, soit que ce corps n’ait pas été échauffé, soit qu’il ait subi l’influence préalable de la chaleur.