LA PHOSPHORESCENCE. — CONDITIONS ET CAUSES DES PHÉNOMÈNES

phosphorescence paraît due à des causes multiples. )ans les êtres organisés et vivants, le mode de production d^^ Ja lumière est à peu près inconnu. On sait seulement que la v^z^M ^nté de Tanimal joue un certain rôle, qu'une température nrM^ixlérée est nécessaire au dégagement de la lumière, ainsi qi^m^ la présence de l'oxygène. Un froid troj) vif, une chaleur imm^a. peu forte la font également disparaître. Dans le phosphore, 1^ iDois pourri, les poissons morts, la production dé la lumière eî^t due sans doute à une action chimique, à une combustion *^^ MB le ; dans le vide en efTel, toute phosphorescence cesse. Enfin, *l M^ésulte des faits exposés plus haut que l'insolation, l'élévation ^^ température, l'électricité, et des aciions mécaniques où * ^loctricité et la chaleur jouent sans doute un rôle, sont dans aiacoup de cas des conditions favorables au développement de **^ J^liosphorescence. Dans ces derniers temps, ce mode singu- "ei* de production de la lumière a été l'objet d'études fort intéressantes, dues à MM. Biot, Mattcucci, et principalement à * • ï]dmond Becquerel. Nous allons les résumer rapidement.

Ha d'abord été reconnu que la phosphorescence est une

^^*oj)riété que peuvent acquérir momentanément un grand

'^^^^^ïibre de corps, surtout à l'état solide et à l'état gazeux : le

ï^^^lp^ier, l'ambre, la soie, et une multitude d'autres matières

^^«"igine organique; les oxydes et les sels des métaux alcalins,

^^^^ métaux terreux, et de l'uranium ; un grand nombre de gaz.

*^^X s ni les autres métaux ni leurs composés n'ont pu jusqu'ici

nifester la moindre trace de ce phénomène.

teintes de la lueur phosphorescente varient selon la

-ure du corps : ainsi les pierres précieuses émettent une

^^^ur jaune ou bleue. Les sulfures de strontium, de baryum,

^^^^^ calcium, donnent toutes les nuances du spectre, depuis le

^^Jge jusqu'au violet. Mais un fait singulier, mis en évidence

par M. E- Becquerel, c'est que la teinte et la vivacité de la lueur ne dépendent pas seulement de la température, mais aussi du mode de production des sulfures, et ce qui est plus singulier encore, de l'état moléculaire des sels d'où ils ont été tirés. Ainsi, ayant pris divers carbonates de cliaux, du spath, de la craie, etc., et les ayant traités par le soufre, il obtint six sulfures de calcium qui, exposés au soleil, devinrent phosphorescents, et donnèrent dans l'obscurité les teintes suivantes :

Teinte de la lueur.

I Spath Jaune orange.

Craie Jaune.

Chaux (le spath Vert.

Arragonite fibreuse Vert.

provenant de | Marbre Violet rose.

Arragonite de Vertaison. . . . Violet rose.

« Si l'on veut me permettre une comparaison, dit M. E. Becquerel à l'occasion de ces faits, on pourrait dire que ces derniers corps, par rapport aux effets lumineux, sont analogues aux cordes sonores auxquelles on fait rendre différents sons suivant leur état de tension. »

L'élévation de la température, nous l'avons déjà dit, accélère la phosphorescence ; mais aussi elle la fait dépenser plus vite : la lueur obtenue dure moins longtemps. Elle a aussi pour effet de modifier les teintes ; ainsi le sulfure de strontium, bleu à la température ordinaire, passe au violet-bleu, au bleu clair, au vert, au jaune, et enfin à l'orangé, quand on élève progressivement sa température de 20 degrés au-dessous de zéro à 150 degrés au-dessus.

11 était d'un grand intérêt d'étudier la manière dont les diverses radiations du spectre agissent sur les corps pour déterminer leur phosphorence, depuis les rayons chimiques situés dans la partie obscure du spectre au delà du violet jusqu'aux rayons calorifiques de la partie au delà du rouge. Pour cela, on a projeté le spectre sur des bandes recouvertes de diverses substances ])hosphorescentes, puis on a examiné dans Tobseu-

rit^ les efliets lumineux produits à des distances difTérentes,

c'^st-à-dire dans les régions que déterminent les raies prisma-.

tiques. On a vu ainsi quels étaient les rayons qui produisaient

le:s effets lumineux les plus intenses. On a trouvé que le maxi-

no'uxxi d'action dépend des corps impressionnés; mais, dans tous ~

I^^ Cïjis, ce sont toujours les rayons chimiques les plus voisins

d •->■ 'violet, les plus réfrangibles par conséquent, qui produisent

1^ ï>l:iosphorescence : les rayons caloriliqucs ne l'excitent point;

tx^^ is ils sont doués de la propriété de conlinuei- l'action des

•■^^a^^ns chimiques. Ces résultats expliquent à merveille la faible

■<5«-ion de la flamme des bougies on du gaz pour produire la

ï*^ «nsphorescence des corps, et au conlraire l'cnicacité de la

****:»3ière électrique : celte dernière source abonde eu rayons

^ï» s. uniques ou ullra-violets, tandis que les premières, riches en

'■'■^^ona de chaleur, sont 1res pauvres au contraire en rayons

*^" ^ iniques. On voit dans la figure i57 la disposition adoptée

P* "^ M. E. Becquerel pour l'étude de cette action de la lumière

"^^fc-Kjtrique. Les diverses matières phosphorescentes sont ren-

*^^*"3née8 dans une série de tubes de Geissier disposés dans le

e circuit. Quand te courant de la bobine d'induction passe

I tnTera les tubes, les diverses substances s'illuinkiaDW ] nent chacune une coloration spéciale, et il est &cile de ooq^ parer en même temps tes durées relatives de l'illumination poiir chacune d'elles. La lumière si vive du magnésium rinKw, 'comme Ta montré M. Le Roux, avec la lumi^ élecbïque.

II suffit d'allumer un fil de ce. métal -en présence d'un tube renfermant par exemple du sulfure de calcium, pour c

fig. 15«. — l'lii.sjih^ni,>co[«' lio M. E. Ucc.jiierel.

une phosphorescence jnoloiigée de cette substance, ainsi qu'ont le constate en j>ortant le tube dans l'obscurité.

M. Edmond Becquerel a imaginé, pour l'étude de ces phénomènes, un instrument (|u'il nomme j}hosphoroscope , et dont voici la description sommaire : Deux disques noircis sont percés chacun de quatre ouvertures en forme de secteurs et peuvent tourner autour d'un axe commun ; mais comme les ouvertures de l'un ne correspondent pas aux ouvertures de l'au^, il en résulte qu'un rayon de lumière ne peut jamais traverser

le système des deux disques, quelle que soit d'ailleurs la vitesse

de rotation. Ils sont l'un et l'autre enfermés dans une boite

noircie qui reste immobile et dans les parois de laquelle sont

pratiquées deux ouvertures. La lumière solaire arrive par l'une

d'elles, frappe le corps dont on veut étudier la phospliorescence

et qui est fixé entre les deux disques dans l'axe des fenêtres

extérieures de la boîte; mais, comme nous venons de le dire,

<jHe ne peut traverser de l'autre côté. La lueur phosphorescente

j.>ï'ovoquéc dans le corps passe, au contraire, par l'ouverture

t^^jposée, toutes les fois que le inouvcnient de rotation amène

/ *■« J/ie des fenêtres mobiles eu face île l'ouverture extérieure.

L'action de la lumière sur le corps se reproduit ainsi quatre ff>M£i à chaque tour : si la vitesse est SLK f ïi santé, la phosphorescence produite es t continue, et la sensation produite da «T. ^ l'œil de l'observateur l'est pareil-

ï--^ phosphoroscope ainsi consliuil lai^^« arriver au corps qu'on obsei-\e L>>»c>- quantité de lumière couslante.

. ... , fif- 1^11- — Ui-iliics du phos-

■l^Ac^He que soil la vitesse de rotation; piiow^coie.

'' *î»:» est de même pour la quantité de

''^^■ï^ière phosphorescente qui airivc à l'œil; mais la durée de

' ^*5t.i«n continue de la lumière sur le cor|)S varie avec celle

^^t^sse, puisqu'elle est égale au temps qu'une ouveiture meta

passer devant lui; cette durée se mesure d'ailleurs aisément,

^^larid on connaît les dimensions de l'ouverture et le nombre des

loiai-g que fait eu une seconde le systèuLC des deux disques mo-

"^iles . En résumé, plus la rotation est rapide, pius est petite la

durée de l'action de la lumière, mais aussi plus les interrup-

U0113 dans cette action sont courtes, de sorte qu'il doit y avoir

'^le certaine vitesse pour laquelle ou obtient Je maximum

d'éclat.

A l'aide du phosphoroscope, M. Bec(iuerel, outre les résul- •als <]ue nous avons déjà indiqués plus haut, a pu constater

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FLUOHEfiCENCE. Kl

iji^ntôt des courants bleuâtres d'une teinte assez vive, descendre

«Je oliaque fragment et peu à peu remplir tout le liquide. L'ex-

péx-ience est plus frappante quand on la fait dans la chambre

obscure, et qu'on reçoitle faisceau à l'aide d'une lentille adaptée

à l*ouverture de la chambre, après lui avoir fait préalablement

t B-sa "verser un écran en verre violet. « L'esculine que renferme

/ *^<3orce, dit M. E. Becquerel, commence à se dissoudre dans

Fluorcsccnoe de l'e;

^«•Ti, et l'on voit aussitôt des traînées bleuâtres assez vivement

'^■"^nineuses, qui accusent la présence de cette matière, des-

*^^**.dre verticalement dans l'eau, dont la teinte est plus sombre

**• «Sont la couleur est violet foncé comme celle du faisceau des

r^^ro^s incidents. Si au bout de quelques instants on agite

^^*u, l'esculine se mélange à toutes les couches, et le vase

** %.ier prend la teinte bleue. »

S'armi les substances liquides qui jouissent de cette propriété

r^^ s'illuminer à la surface, citons encore les solutions alcoo-

^'^^^"wes de chlorophylle, d'orscille, de tournesol, de datura stra-

^"^^dfcnium. Certains corps solides transparents, le verre d'ui'ane,

^^ spath fluor, sont dans le même cas. C'est en étudiant sur ce

^*^»nîer corps la phosphorescence spéciale dont il vient d'êti'e

question, qu*un physicien anglais, M. Stokes, a donné à Tensemble de ces phénomènes le nom de fluorescence.

Le spath fluor (chaux fluatée ou fluorine) se trouve fréquemment dans les liions métallifères, sous la forme de beaux cristaux cubiques, tantôt réguliers, tantôt à faces octaédriques. Exposés aux rayons solaires dans la chambre obscure, ils se colorent d'une vive lumière répandue en couche mince à la surface, et dont la teinte varie avec les échantillons : violette, bleuâtre, bleu-verdâtre, rose*.

On a vu plus haut que J. Herschel avait reconnu que la je^ M 1 lumière qui avait pénétré dans la solution de sulfate de qui —

nine ne perdait point de sa force, et que la solution restait^ transparente et incolore. Mais il constata aussi un fait trèi important, qui est général dans les phénomènes de fluorescence.— Ayant disposé à la suite l'une de l'autre deux cuves remplies diMum^ Mrzdii même liquide fluorescent, il trouva que le faisceau, après soitim: «ziddiï passage dans le premier milieu, avait perdu le pouvoir de pro^ voquer la fluorescence dans le liquide du second vase. On me en évidence cette propriété curieuse de la façon suivante : Ur tube TT' (fig. 162) plein de la solution de quinine devient lumineux tout le long de la face ou de l'arête exposée aux rayons solaires. On le plonge dans la cuve pleine du même liquidée aussitôt toute la partie immergée du tube perd sa lumière, tandis que la face AB de la cuve placée en avant s'illumine elle-même. On observerait le môme phénomène avec deux cristau: de fluorine dont l'un serait disposé à la suite de l'autre.

On fait, dans les cours de physique, une expérience curieuse qui consiste à tracer un dessin quelconque sur une feuille di papier, à l'aide d'un pinceau imbibé de sulfate de quinine Exposé à la lumière blanche, le dessin se voit à peine. Mais Ton interpose, entre le faisceau de lumière et la feuille, u

i. Le spath fluor, qui a donné son nom aux phénomènes de fluorescence, devient a lumineux par la chaleur, hin le réduisant on (>oudrc et en projetant cette poussière blan sur une feuille do tôle chauffée au-dessous du rouge naissant, elle émet une lumière qi du rose au violet et au blanc«