INCANDESCENCE DES GAZ. Î

Une autre expérience de M. Frankland, en conlradiclion avec la théorie de Davy, est celle-ci : Tarsenic métallique brûle dans l oxygène avec une lumière blanche très intense, dont la température ne dépasse pas 218\ Donc l'irradiation n'est pas due à des particules solides, qui ne deviennent incandebcentes qu'à 500*. Cependant le spectre de la lumière est continu. Mômes résultats -svec le bisulfure de carbone brûlé dans l'oxygène, avec le bijde d'azote brûlé dans la vapeur de bisulfure de carbone. L'influence de l'accroissement de pression sur le pouvoir #airantdes gaz est mise en pleine évidence par l'expérience voici : L'habile chimiste a fait brûler dans l'oxygène des jefc:f3î d'hydrogène et d'oxyde de carbone, en élevant graduellem^ mxt. la pression jusqu'à 20 atmosphères. « A 2 atmosphères, le J3ouvoir lumineux, faible d'abord, se trouve sensiblement au^^-ixienté; à 10 atmosphères, la lumière émise par un jet J*c3 mi^iron un pouce de longueur est parfaitement suffisante pour ïii'C3 ^in journal à une distance de deux pieds de la flamme, et sai::i^2=> qu'il y ait aucun réflecteur derrière cette flamme. Exaïï^i«:ié au spectroscope, le spectre de cette flamme est brillant ^ï- l:>arfaitement continu du rouge jusqu'au violet. »

ÎVI. Frankland, tout en reconnaissant que la température *^ W ^a.c3 sur le pouvoir lumineux de la flamme, croit que ce pou- ^'^•^ ^ï^ résulte surtout de la densité des corps, que l'accroissement de j>i>ession rend plus grande. « On peut dire que les degrés ^^ï^tîfs d'éclat lumineux sont presque proportionnels aux densité ^ relatives des différents produits de la combustion. »

^ï- Henri Sainte-Claire-Deville, tout en partageant dans une ne mesure les vues du chimiste anglais, dont il regarde les ^riences comme douées du plus haut intérêt, les interprète ^^ïie façon différente. A son avis, l'accroissement de pression it surtout pour effet d'élever la température de la combus- ^^^ • Il distingue une flamme bnllmite d'une flamme éclairante. ^^ lumière monochromatique peut être brillante; il suffit que

^ Payons qui en émanent aient une grande intensité. Une

^^^ïïie est éclairante, quand elle [)ossède le plus grand nombre

En abaissant sur la flainme un morceau de toile métallique, on constate dii'ectiMiicnt la [néscnce du charbon dans la partie lumineuse, pai' le dé|iût do noir de fumée qui se fait sur la toile dans la zone correspondaiile. Un résultat analogue s'obtient en exposant à la Qammc un morceau de porcelaine blanche ; il s'y dépose de la suie."

Un bec de gaz d'éclairage donne lieu aux mêmes constatations. Mais, au contraire, si le gaz est mélangé avec de l'air avant la combustion, — c'c,*;! le cas du brûleur de Bunsen, — il brûle presrpie sans donner de lumière, et, en effet, l'expérience de la toile métallique ou de la plaque de porcelaine ue fournit alors aucun dépôt de noir de fumée ni de suie.

Cette théorie de Davy, jusqu'ici universellement admise, rend parfaitement compte en elîet de l'irradiation des flammes oii des particules solides, se trouvant précipitées à une haute température, deviennent incandescentes. La lumière si vive du phosphore, du zinc, du magnésium s'explique fort bien ainsi; il en est de m^me de la lumière de l'arc vollaïque, qui est due à l'irradiation du carbone, déterminée non plus par une combinaison chimique, mais par l'extrême intensité de la chaleur que déveloj)pe entre les élecliodes le jiassage de l'électricilé.

Cependant de récentes expériences dues à un chimiste anglais, M. Frankland, semblent prouver que la théorie de Davy ne suffit pas à rendre coinpte du pouvoir éclairant des flammes; du moins, tes expériences de ce savant montrent que les gaz incaitdescents peuvent acquérir un pouvoir d'irradiation considérable sans qu'il y ait présence de parcelles solides en suspension : un accroissement de pression peut suffire. Par exemple, un mélange d'oxygène et d'hydrogène enfermé dans des bulles de savon ne donne quand on l'enflamme, avec une forte explosion, que très peu de lumière. La même expérience faite dans Un vase résistant, où l'expansion déterminée par la combustion ne peut se faire, donne une lumière très vive. On obtient des résultats semblables avec l'hydrogène et le chlore, avec l'oxy^ de carbone et l'oxygène.

LUMIÈRES ARTIFICIELLES. tkï

une lumière aussi intense projetée sur le disque salaire apparaît comme une tache noire.

La lumière oxyhydrique est riche en rayons jaunes et rouges; elle contient les rayons bleus et violets en moindre proportion ^ue les sources dont nous allons /:'arler.

Vn fil de magnésium qui brûle £/a.ns l'air ou dans l'oxygène dc^Mune une lumière d'une grande v/'v^acité et d'une grande blanc/i^xir. Elle renferme en shondaH'A <3« les rayons les plus réfrangiJi^l^s, les plus actifs au point à^ "v»ie chimique. Aussi a-t-on incisa^îné des lampes qui brùloiil Its nr»agnésium d'une façon coti- ^^■^■■J.^, le fd étant mû, au fur et à »ncisure de sa combustion, par ^"■^ xxiouvement d'horlogerie. On ^'^^'t-aîns cas, à la lumière "*^'**î»-e, notamment pour " " *-«*ii ir des photographies uar»^ lessouten'ains, dans ^^ oavernos , dans les "»"»»c*s. Un fil de magné- 8»«i:aa de 5 millimètres de *'a.*ïiètre brûlant dans ^**" a un pouvoir éclai- '■^»»t. de 74 bougies; Bun- ^** ^ trouvé qu'un décio*^ VDme de magnésium ^^*'^nt dans l'oxygène

***** une lumière équivalente à celle de 110 bougies, bien ' ^ la surface incandescente du métal fût sept l'ois moindre que

Ki^. 1M1.-

'en sert pour su]»pléer, dans

la flamme d'une bougie. Ainsi l'éclat intrinsèque de la lumière du magnésium est au moins sept cents fois celui d*une bougie. Enfm, d'après des ex()ériences dues à M. E. Becquerel, Tare vol laïque produit par une pile à acide azotique de 100 couples donne une lumière dont le pouvoir éclairant équivaut à celui do 1000 bougies. En plaçant une telle source de lumière à 1 mètre de distance d'un écran , la surface serait éclairée 75 fois moins que par le Soleil au zénith, environ 60 fois moins que par le Soleil à une hauteur de 50 degrés sur Thorizon. Mais celte intensité hunineuse a été de beaucoup dépassée, et MM. Fizcau.et Foucault, comparant l'éclat de l'arc voltaïque à la lumière que donnait le Soleil j)ar un ciel pur du mois d'avril, ont reconnu qu'il était seulement deux fois et demip moindre que celui de l'astre radieux. La lumière ainsi produite était celle du charbon positif traversé par le courant d'une pile que formaient trois séries de (piarante-six couples Bunsen.

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g 4. IMIOSPHOHKSChKCE.

L'incandescence, c'est-à-dire la radiation lumineuse développée par une haute tenqjérature , acconq)agnée ou non de combinaisons chimicjues, n'est pas le seul mode de production de la lumière. Les coips peuvent devenir lumineux et être visibles dans l'obscurité, dans diverses circonstances que nous allons étudier maintenant.

En 1(577, un alchimiste de Hambourg du nom de Brandt découvrit, par un procédé qu'il tint d'abord secret', un nouveau corps doué, entre autres propriétés singulières, de la faculté d'émettre, quand il est exposé à l'air, une légère fumée qui se renouvelle continuellement : dans l'obscurité, cette vapeur est lumineuse. De là le nom de phosphore (de çû;, lumière, ©oorfç,

f^lJ

1. Peu d'uiiuées aiuès lUandt, Kunckel trouva lo moyen tl'ohtoiiir le pliosphoi-e. Uo dècle plus lard, en 17(>1», Scheelo montra qu'il est contenu en grande abondance dans les os de riinunne et di'.> aiiimaiix.

qui porte) appliqué à celle subslaiice, qui est un des soixantesix corps simples actueltement connus. Si l'on trace, avec un bâton de phosphore, des caractèi'es quelconques sur un mur, ils apparaissent comme des traits lumineux dans l'obscurité, et ne cessent de luire qu'après la disparition complèle, par combustion lente ou évaporation, de la matière phosphorce.

Bien avant la découverte de ce corps, on donnait le nom de

phosphores à toutes les substances qui émetlenl, comme lui,

<ie la lumière, sans accompagnement de chaleur sensible. Tels

fionl les bois que l'humidité a fait tomber en décomposition, les

/moissons de mer morls, mais non encore puh'éfiés, dont la

FiK. 153. — l.ainpyi« oi luisant : 1, inseclc i 2, femi-llc.

**^*H* se communique à l'eau elle-même quand on les agite pen-

****■ quelque temps, et enfin un grand nombre de substances

'''^■^érales, quand on les soumet à des chocs ou à des frotte-

^ï^ts mécaniques, ou qu'elles ont été exposées aux rayons

^*eslà cette émission de lumière, spontanée ou artificielle, "**^ les physiciens donnent le nom de phospharescence.

■*--îi phosphorescence n'est pas particulière aux matières inor-

r ***<ïues ou privées de vie. Quand, par une chaude soirée de

^*** ou de juillet, nous nous promenons dans la campagne, il

^^t pas rare de voir dans l'herbe et sous les buissons une

altitude de petites lueurs qui brillent comme autant d'étoiles

Fip. 151. — Nm'tilii.|ii

Vtk LE MONDE PHYSIQUE.

terrestres : ce sont les tampyi'es ou vers iuisants, genre de coléoptères dont la larve, comme l'insecle parfait, mais à un moindre degré, jouit de la propriété d'émettre une lumière d'an bleu verdàtre. ï-es fulgores porte-lanterne de ia Guyane et les cucttyos du Mexique et du Brésil brillent, pendant la nuit, d'une lumière assez vive pour qu'il soit possible de lire avec leur seul secours. Certaines fleurs, comme les fleurs du souci, de la capucine, de la rose d'Inde, ont été considéi-ces comme phosphorescentes; mais s'il paraît aujourd'hui prouvé qu'on s'est trompé à leur égard, il reste certain qu'une quinzaine de plantes pliaiiéroffames et huit ou neuf crypt(^<'imes ont la proiviété d'émettre de la liunière ; mais c'est seulement le soir, après une journée oh ces végétaux ont pu recevoir la lumière du soleil, de sorte que l'iii.solatioii paraît être, pour eux, une condition essentielle à leur phosphorescence.

La phosphorescence de la mer est ])roduite par des myriades d'animalcules qui, comme tes lampyres et les fulgores.

émettent u ne lumière assez vive pour donner aux flots l'apparence de nappes embraséçs. Ce sont tantôt des înfusoires, lantôl des méduses, des astéries ', etc., qui répandent, les unes

Miiduse catnpaulaii

i. tLe nmliluifuemiliairr. us'

phoreiicencu de k mer tl \a

i^nle. Avec un fEi'ussissc'iuenl i régulière {(ig. lot), un )h>ii d^priinùi

des iiifusoinis pi^lagicns qui fionlribuent le plusï b photuii ]in;inier ahoi'd, conime un globule de gelée tranapa-

■u forl, on distingue sa Tonne sphêrique plui ou maint et tiigéreiuenl ninbiliqtiûe en di-sraus Le noctilu^ne

offre çà el là, dan» son intérieur, des granules, probablement de» germes, et des pointe

une lumière bleuâtre, les autres des tueurs l'otigcs ou vertes, ou infime communiquent à l'eau de la mci- une teinte blanchâtre

Fig. 156. — Phjsophore hydrosUlique.

ï^i lui a fait donner par les marins les noms de mer de neige ^* <ie mer de lait.

jT^^^VMeux. Ceui-ci piraiuent et disparaissent avec ra|iidilc : la moindre agitation détermine

\7**^ ^^lai. Ces points forment toul au plus la vingt-cinquième ou la IrenliËmo partie du grand

7~***^^trc du globule. Les noctilucpies émaillent lii surface de l'eau comme de petites conslel-

^^***» tombées du firmament.

* "-««a infiiMiirei, on le wit aujourd'hui, ne snni |ias les seuls animaux praducleiirs de la

Fip. 15i. — Ni.,'iilii,|ii,.

ikH LE MONDE PHYSIQUE.

terresires : ce sonl les lampyres ou vers luisants, genre de coléoplères dunt la larve, comme t'insecle parfait, mais i un moindre degré, jouit de la propriété d'émettre une lumière d'un bleu verdàtre. Les fttlgores poi'te-lanterm de ia Guyane et les cticiiyos du Mexique et du Brésil brillent, pendant la nuit, d'une lumière assez vive pour qu'il soit possible de lire avec leur seul secours. Certaines fleurs, comme les fleurs du souci, de la capucine, de la rose d'Inde, ont été considérées comme phosphorescentes; mais s'il paraît aujourd'hui prouvéqu'on s'est trompé à leur égard, îl reste certain qu'une quinzaine déplantes pimiiérogamcs cl huit ou neuf cryptogames ont la propriété d'émettre de la lumière ; mais c'est seulement le soir, après une journée où ces végétaux ont pu recevoir la lumière du soleil, de sorte que l'insolation paraît ôtre, pour eux, une condition essentielle à leur phosphorescence.

La phosphorescence de la mer est produite par des myriades d'animalcules qui, comme les lampyres et les fulgores.

émettentune lumière assez vive pour donner aux flots l'apparence de na|iiH,'S embrasées, (le sonl tanlôt des infusoires, tantôt des méduses, des astéries ', etc., qui ré])andent, les unes

1. B l.c iiiicliliiiiiir iiiilîiiîre csl mules iiifiisuiivs iK'l.iijifns qui cnnirilnienllu pliisïla phos-

[ilioresi-etiru de lii iiit-r Il |i;ii:iit, ;ui pn-inicr ahmil, coiiim.; un globule Ak gelée transpa-

i-ente. Avec un ^riis<i>'si.>iiii'iit un [«'U fuit, on ilislinguc. sa foniie s|ilitTi(jue plus ou rooins

réguliùif (li;ï, ITiil. un yen •\i[<rUm\- el l^ffùrmiiMit iiuiliilùinùe en dessous Le noctîluque

offre ïii ul lii, àuufi sou iuliTJeni', des ;îrauult's, |iriil»;ibleinciil des (îcnnes, el des ptiînls

- Mi'dusu l'iuujKiiiuluiii

une lumièi'e bleuâtre, les autres des lueurs rouges ou vertes, ou marne communiquent à l'eau de la mer une teinte blanchâtre

Fig. 156. — Ph]RO[)horc hydrostatique.

^V^i lui a fait donner par les marins les noms de mer de neige ^t de mer de lait.

^«■niiMiii. Ceui-ci paraïuent el dispiraiasent arec rapidité : la moindre agilalion délermine %ear éebl. Ces pointi forment tout au plus la Tingl-cinquième ou la Irentiëme partie du grand ^liamitre du globule. Les nocliluqucs émaillcnt la surface de IVau comine de petites consteU Plions tombées du fitmaraent.

* Les Infuwirei, on le sait aujourd'Inii, ne Mint jjaa les sciilii aniinaui producteurs de la

ii^ LE MONDE PHYSIOI-E.

Lrs (*o(|uillrs (riiuilrcs ralcinéos (h^vionncnl liimiiieusos liiaiid (»ll(»s vionnonl (l'cHro oxposéos à la himioro du soleil : ■'fst au suiruiT ilo calciuiîi (ju'ost due celle propriété, qui ap-

parlieut aussi aux sulfures de barvum et de strontium \ !

La |»liosplion*scenee peut encore ôlre développée dan| un l^raud nond)re de substances par des actions mécaniques ou ehiniiques. Une rou(» de verre, frottée dans le vide au nîoyen d'un fuhe de vern», dé^^nfre une lutMir assez intense, dont la couleur est rou^e de feu ; un morceau du minéral appelé doUh luir donne une trainét* lumineuse rou^^e, si on le frotte avec uni* étoile de laine. Il en est de nn'^me de certains diamants. La eliaux [diospliatée dé^afze une lueur jaune ])ar le frottement. Qui ne s'esl aperçu, en cassant du sucre, des lueurs qui se dégagent au lunmenl <lu choc? On obtient des ellbls semblables en frotlanl éner^iipiemenl Tun contre Tautre deux morceaux de quartz, i\r crait», d(» eblorun» de cliaux ou en détachant par le clivage des lamelh^s de mica. Voici, d'ajnvs M. Becquerel qui cite luimême Henri llose, un curieux efVel de phosphorescence due à un |)liénomèn(* eliimitpie dt* cristallisation : « Si Ton prend tî parties d'acide arsénieux vitnMix, 45 d'acide chlorhydrique ordinaire et ir>d*(Nni, ipu' Fou porte le tout à Tébullition dans

|iliMS|i|iuii>si-(>Mrr. Ol rl.it luilhiit il*' la iiiei' i>n1 iMUoro (létoriiiiiit* pardcs Mi'diiscs, dos Aslê-

iH-, ilfs Molliisqin's. ili's Nôiviilfs. iK's CriishJi'ô> ot iiiùiiir Ht's Ptiîs>on< C^s anim^x en-

f.'i>iiilrriil l;i liiiiiirrt', ooiiiiiir 1:i Torpille rn^'f^niliv réloctricitc. Ils innltiplient et dlTffsiBent les l'Ilris lin |ili('iioiiirni>. I.n liiiiiit'i'iMpriN pniduisont ims^o tantôt au verdàti'e, tantôt ^u roafi-àlit'. A nM'Iains nioniiMits. mi l'mit vnir. ilans lo <nnibiv n>y:iuiiii*. di's disques ntyoaDants, ili"> |ilniiii>ls l'Inili's. (ii's lniiii:(>v t1.nnlH»Y:nite>. rhisioui'> animaux parai^sont de loin comme tli>- ni.iHM'v nii'tallii|nrs itm^io^i à blanc, un cununc di'< 1iiiui{urt< «Ir fru ianrnnt des étincelles. Il \ .1 \\vs l(>si«ins tli> \tMTes di' riMilciir> i'i»in|iai'al)K'N aux ;:nii'tando> di' nos illnminatîonfl |mli|ii|ih-v, et lies int'IivuTs iiir,(iuli'<v'tMit«' alluULo ou uIoIiuI(MI\. i|ui m* )inursnivent à travers h". \.i;>iii"., niiHiiiMit. (li'sciMiili'ul. >\itti'i::nrMil. M^ ^riiu|N'nt. so oiuil'ond Mit, se disjoîpnentv ilirini'Mi niilli' iMMirhi'N t'a|i|-ii'iouM's rt N'i'li'i^nt'iit juinr '^f lallinniT ol m.' |Hjiu'sui\re de nou- M'.ni. ' \l r I/hmj/i" r/r lii nh't\ |«ar A. FiviImI.j

.S|>.ilt.iii.'ani a nviMinu \\\w le sii'j;i» ili' ii'tt*.* j in»|tnr t.* <ini;uli»'it^ di's Méduses d'émettre ili> 1.1 tinmrie résilie il.niv |,'s ti'iilai'iil''< ili> raiiiiiiat. ilaiiv hi /uni» nuisculaii'O du corps et ij.ue. la iMMti* de resluui.u'. les anireN |iailieN du eoi'jis ne liiillfut que par iX'vei*lH.'ration.

I. ( .iMinn. |ili\Meirn an^lai>. a di i'mnt'it. m lT(iî. la plm^i l.pioccnce des huitivs calci-

I ■ : \oil.i )uitiii|nni l'iMi nitnnne If Nutlnrc de raliinni pho.<ith-'ic tir Canton, C*e>t à un

iMiMiii di' liulii^ne, N. ( aii'iai-<i|o. qn'e'^l due la di-c«>nAei ti- de la |i!i<>|>lii*itM-ence du sulfate ili- l«.ii \le t'.dt'ini-. Or là le nom ili- /"'i').</'^<' < '/i' /î- .'••«; //r il<<!i!i- .n: -«lillM:!- de liaryuiii.

n ballon pendant dix à quinze minutes et qu'on laisse refroiir la dissolution aussi longtemps que possible, en diminuant ^aduellement la flamme du gaz qui sert à Téchaufler, si le bal- ►n est placé dans robscurité, la cristallisation est accompagnée une vive lumière et la formation de chaque petit cristal est larquée par une étincelle. Si Ton agite le vase, un grand ombre de petits cristaux se forment tout à coup et en même imps il se produit beaucoup d'étincelles. Ce phénomène dure endant tout le temps qu'il y a des cristaux à déposer, et queliiefois la dissolution refroidie est lumineuse le second jour près l'expérience. » {La Lumière, t. I.)

L'action de la chaleur détermine aussi la phosphorescence, , cela à une température qui est bien inférieure à celle de l'inmdescence. Le spath fluor, le diamant et d'autres pierres préieuses, la craie, les sulfates de potasse et de quinine dégagent 3 la lumière, quand on les met en contact avec des corps chauds, itons encore parmi les corps qui deviennent phosphorescents ar Taction de la chaleur, la houille, la tourbe, la plombagine, 5 jayet, le soufre, le papier, les os, les dents, le corail; et, armi les liquides, les essences de térébenthine et de citron, huile de pétrole, quand on les porte à la température de l'ébulilion. Nous verrons plus tard que rélectricilé est susceptible de roduire les mêmes effets sur les corps mauvais conducteurs.

£nfin, un grand nombre de substances, d'origine soit orgaque, soit minérale, deviennent phosphorescentes, si on les f^ose quelque temps à l'action d'une vive source de lumière, JT" exemple à celle des rayons du soleil. L'intensité, la durée M Si nuance de la lueur produite par l'insolation dépendent à la is de la nature des substances et de leur état physique. Quant ' ^influence de la source qui détermine la phosphorescence, 3 varie non seulement avec l'intensité de celte source, mais 5SÎ avec sa composition, c'est-à-dire suivant la réfrangibilité 'S ou moins grande des rayons qu'elle émet elle-même. Ainsi 'ornière d'une bougie peut suffire pour rendre phosphores- Ic sulfure de calcium; la lumière solaire est nécessaire

pour d'autres corps ; la lumière électrique, si riche en rayons chimiques, détermine la phosphorescence en un temps extrêmement court.

Georges Pouchet nous citait un cas remarquable de phosphorescence déterminée par une insolation prolongée et qui se produisait sur la plus vaste échelle. Il se trouvait en Egypte en face d*une bande de collines qui, à la lumière du soleil, avaient reflété pendant toute la journée une teinte d'un blanc jaunâtre éblouissant; au concher de Tastre, descendu presque perpendiculairement sous l'horizon, coucher suivi d'un très court crépuscule, les collines dont il s'agit, bien que n'étant plus éclairées par la lumière solaire , conservèrent quelque temps un éclat, une illuniinalion que nnlle réflexion lumineuse ne pouvait expliquer. N'esl-il })as probable que sous l'action continue d'une insolation intense et (jui avait dni'é de longues heures, les roches dont ces collines étaient formées, étaient devenues lumineuses par phospboresccMice? M. Edmond Becquerel, comme on le verra plus loin, a reconnu que certains corps soumis à l'action solaire conservaient dos traces de phosphorescence plusieurs heures a|)rès l'exposition à la lumière : celte persistance est môme plus grande chez les substances où la phosphorescence est dévelop})ée avec une faible intensité.

Ainsi, voilà toute une série de phénomènes, dans lesquels la production de la lumière n'est ni le résultat d'une combustion vive à une haute tempéjature, ni celui d'une illumination rapide qui disparaît aussitôt que la sonnée cesse d'ôtreenpr sence de l'objet éclairé. Tous les corps que nous venons de pa ser en revue et que des circonstances particulières reuden^ phosphorescents, acquièrent, pour un temps limité il est vrai mais souvent assez considérable, la })r()priété d'être lumine par eux-mêmes, d'émettre de la lumière sensible dans Tobscu: rite, lumière assez forte pour éclairer les objets voisins.

Les faits étant décrits, essayons d'en indiquer les conditi déterminantes, sinon d'en faire connaître la cause.