INCANDESCENCE DES GAZ

Une autre expérience de M, Frankland, en contradiction avec la théorie de Davy, est celle-ci : Tarsenic métallique brûle dans Toxygène 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 incandebceutes qu'à 500\ Cependant le spectre de la lumière est continu. Mêmes résultats avec le bisulfure de carbone brûlé dans l'oxygène, avec le bioxyde d'azote brûlé dans la vapeur de bisulfure de carbone.

L'influence de l'accroissement de pression sur le pouvoir éclairant des gaz est mise en pleine évidence par l'expérience que voici : L'habile chimiste a fait brûler dans l'oxygène des jets d'hydrogène et d'oxyde de carbone, en élevant graduellement la pression jusqu'à 20 atmosphères. « A 2 atmosphères, le pouvoir lumineux, faible d'abord, se trouve sensiblement augmenté; à 10 atmosphères, la lumière émise par un jet d'environ un pouce de longueur est parfaitement suffisante pour lire un journal à une distance de deux pieds de la flamme, et sans qu'il y ait aucun réflecteur derrière cette flamme. Examiné au spectroscope, le spectre de cette flamme est brillant et parfaitement continu du rouge jusqu'au violet. »

M. Frankland, tout en reconnaissant que la température influe sur le pouvoir lumineux de la flamme, croit que ce pouvoir résulte surtout de la densité des corps, que l'accroissement de pression rend plus grande. « On peut dire que les degrés relatifs d'éclat lumineux sont presque proportionnels aux densités relatives des différents produits de la combustion. »

M. Henri Sainle-Claire-Deville, tout en partageant dans une certaine mesure les vues du chimiste anglais, dont il regarde les expériences comme douées du plus haut intérêt, les interprète d'une façon diflérente. A son avis, l'accroissement de pression aurait surtout pour effet d'élever la température de la combustion. Il distingue une flamme binllante d'une flamme éclairante. Une lumière monochromatique peut être brillante ; il suffit que les rayons qui en émanent aient une grande intensité. Une flamme est éclairante^ quand elle possède le plus grand nombre

possible de rayons de diverses réfrangibilités, comme la lumière du Soleil, et que, comme celle-ci, elle est le plus blanche possible. Or les expériences de MM. Fizeau, Wolf et Diacon prouvent qu'à mesure qu'on élève la température d'une flamme monochromatique comme celle du sodium qui est jaune ou celle du lithium qui est rouge, le nombre des raies brillantes de son spectre va en croissant. Ces deux lumières deviennent blanches ; elles finissent par contenir des raies brillantes de toute réfrangibilité. Elles deviennent éclairantes^ si le métal brûle à une haute température.

En résumé, d'après M. H. Devillç, l'éclat d'une flamme dépend à la fois du nombre et de la disposition des raies spécifiques que les substances existant dans cette flamme peuvent donner à l'analyse spectrale, de la température à laquelle ces éléments se trouvent portés, enfin de leur densité.

g 5. LUMIÈRES ARTIFICIELLES d'uNE GRANDE INTENSITÉ. LUMIÈRE DRUVMOM);

ÉCLAIRAGE AU MAGNÉSIUM. INTENSITÉ LUMINEUSE DE l'aRG VOLTAÏQUE.

Aucune des lumières qu'on peut produire artificiellement ne peut rivaliser en intensité intrinsèque, — cela va de soi pour l'intensité absolue ou totale, — avec la lumière solaire. Néanmoins on obtient, par divers procédés que nous avons indiqués plus haut, des lumières fort vives.

Telle est la lumière Drummond. C'est celle qui résulte de l'incandescence d'un fragment de craie ou de chaux dans la flamme d'un jet de gaz oxyhydrique, c'est-à-dire d'un mélange de gaz oxygène et de gaz hydrogène. On peut, au lieu de chaux, employer un morceau de magnésie. Aussitôt que la flamme du jet gazeux a échauffé une portion suffisante du fragment solide, la lumière devient éblouissante. M. E. Becquerel a évalué la quantité de lumière produite par un appareil qui dépensait 3 litres 1/2 de gaz par minute; il l'a trouvée équivalente à 20 becs Carcel, c'est-à-dire à environ i60 ou 180 bougies. Or

LUMIÈHES AHTIFICIELLES. 141

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

Li lumière oxyhydrique est riche en rayons jaunes et rouges; elle contient les rayons bleus et violets en moindre proportion que les sources dont nous allons parler.

Un lil de magnésium qui brùlc dans l'air ou dans l'oxygène donne une lumière d'une grande i vivacité et d'une grande hlan- | cheur. Elle renferme en abondance les rayons les plus réfrangililes, les plus actifs au point de vue chimique. Aussi a-t-on imaginé des lampes qui brûlent le magnésium d'une façon continue, le ni étant mù, au fur et

, . Fig. 150. — Lumière de Dniminuud.

a mesure de sa combustion, par

un mouvement d'horlogerie. On s'en sert pour suppléer, dans certains cas, à la lumière i^olaire, notamment pour obtenir des photographies dans les souterrains, dans les cavernes, dans les mines. Un fil de magnésium de Z millimètres de diamètre brûlant dans l'air a un pouvoir éclairant de 74 bougies; Bunsen a trouvé qu'un décigrammc de magnésium

I ,, , ,, , Fig. 151. — Lampe au nugDÙi'iuin.

brûlant dans 1 oxygène

donne une lumière équivalente à celle de HO bougies, bien

que la sui'lacc incandcsccule du métal fût sept fois inoindre que

la flamme d'une bougie. Ainsi l'éclal intrinsèque de la lumière du magnésium est au moins sept cents fois celui d'une bougie. Enlîn, d'après des expériences dues à M. Ë. Becquerel, l'arc vollaïque produit par une pile à acide azotique de 100 couples donne une lumière dont le pouvoir éclairant équivaut à celui (le 1000 bougies. En plaçant une telle source de lumière il 1 mèlrc de distance d'un écran , la surface serait éclairée 75 Ibis moins que par le Soleil au zénith, environ 60 fois moins que par le Soleil à une hauteur de 30 degrés sur l'horizon. Mais celte intensité lumineuse a été de beaucoup dépassée, cl M.M. Fizcau et Foucault, comparant l'éclat de l'arc voltaique à lu lumiùi'c que donnait le Soleil par un ciel pur du mois d'avril, ont reconnu qu'il était seulement deux fois et demie moindre que celui de l'astre radieux. La lumière ainsi produite était celle du charbon positif traversé par le courant d'une |iile que formaient trois séries de quarante-six couples Bunsen.

g 4. plIos^HOHEfCE^cE.

L'incandescence, c'est-à-dire la radiation lumineuse développée par une haute température, accompagnée ou non de combinaisons chimiques, n'est pas le seul mosie de production de la lumière. Ixs corps peuvent devenir lumineux et être visibles dans l'obscurité, dans diverses circonstances que nous allons étudier maintenant.

En 1077, un alchimiste de Hambourg du nom de Brandi dccouvril, 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 çù;, lumière, z<i^,

1. Peu d'innées a^rèi Bi'andt, Kuockel Iruuiu tu iiioyca d'oblunir le |ihos|>bore. Un ùMe plus Uril, en i'iii'J. SchcL'k' tnuntrj qu'il eal conlcnu en grande abondance dasK ht ot it l'honuue et des aniniaui.

PHOSPHORESCENCE. 243

qui porle) appliqué à celte substance, qui est un des soixantesix corps simples actuellement connus. Si Ton trace, avec un bâton de phosphore, des caractères quelconques sur un mur, ils apparaissent comme des traits lumineux dans l'obscurité, et ne cessent de luire qu'après la disparition complète, par combustion lente ou évaporalion, de lu matière phosphorée.

Bien avant la découverte de ce corps, on donnait le nom de phosphores à toutes les substances qui émellent, comme lui, de la lumière, sans accompagnement de chaleur sensible. Tels sont les bois que Thumidité a fait tomber en décomposition, les poissons de mer morts, mais non encore putréfiés, dont la

ft

Fig. 153. — Lampji* ou Ter Flg. 155. — Pyroplioi

luisant : 1, inseclf mâle; nocliluque.

3, fémeUe.

lueur se communique à l'eau elle-même quand on les agite pendant quelque temps, et enfin un grand nombre de substances minérales, quand on les soumet à des chocs ou à des frottements mécaniques, ou qu'elles ont été exposées aux rayons solaires.

C'est à cette émission de lumière, spontanée ou artificielle, que les physiciens donjient le nom de phosphorescence.

La phosphorescence n'est pas particulière aux matières inorganiques ou privées de vie. Quand, par une chaude soii-ée de juin ou de juillet, nous nous promenons dans la campagne, il n'est pas rare de voir dans l'herbe et sous les buissons une multitude de petites lueurs qui brillent comme autant d'étoiles

su LE MONDE PHTSIQCE.

lerreslres : ce sont les laropjTes ou vers louants, genre de coléoplères dont la larve, comme l'insecte parfait, mais i un moindre degré, jouit de la propriété d'émettre une lomière d'un bleu verdàtre. Les fttigores porte-lanterne de la Guyane et les cucuym du Mexique et du Brésil briUent, pendant la nuit, d'une lumière assez vive pour qu'il soit possible de lire avec leur seul secours. G^rtaines fleurs, comme les fleurs du souci, de la capucine, de la rose d'Inde, ont été considérées comme phosphorescentes; mais ■^ y^ ^'>' paraît aujourd'hui prouvéqu'oD

n;f. loi. — Nw-iiii^tii^ iDiiiiire. s'est trompé à leiu* ^rd, il reste certain qu'une quiuzaine de plantes phanérogames et huit ou neuf cryptogames ont la propriété d'émettre de la lumière ; mais c'est seulement le soir, après une journée oij ces végétaux ont pu recevoir la lumière du soleil, de sorte que l'insolation paraît être, 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, émettent une lumière ï\-. 155. - Mêdas. can.p«.ubire. ^sscz Tive pouT don-

ner aux flots l'apparence de nap|ies embrasées. Ce sont tantôt des infusoires. tantôt des méduses, des astéries ', etc., qui répandent, les unes

i, the nodiltupu miliaire rat on des intoioiret pébgiViu qui conlnlMiMit le phu 1 h phw-

pbOTFMvnff de b mer II ydnil, ju premier ibord, ctumat on glolMie de griM m^p-

nnle. A'ec un e"'"!"-^"»™' "" peu fort, on distingue m rurme qibénqae plut oa mois*

ré|ruliér« (G'. 151). un peu déprimée et lê;;èreinenl ombiliipiée en dessous LeaKtihiqae

•ffre çï et là. dan< «on inlûrieur, Aes pnoulos, probiblemeDl de* gemies, et des ponli

PHOSPHORESCENCE

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

Pig. 156. — Physophore hydrostatique.

qui lui a fait donner par les marins les noms de mer de neige et de mer de lait.

lomineux. Cmii-ci panissent el disparaissent avec rapidité : la moindre agitation détormine leur éclat. Ces points rorment tout au plus la Tingl-cinquième ou la trentième partie du grand diamètre du globule. Les noctiluques cnuillenl la surface de l'eau comme de petites constetbtioiu tombées du firmament.

■ Les loitiMiKS, on le sait aujourd'hui, ne sont pai les seuls animaux producteurs de la

i4ft LE MONDE PHYSIQUE.

Les coquilles d'Iiuîlies calcinées deviennenl lumineuses quand elles viennent d'être exposées à ia lumière du soleil : c'est au sulfure de calcium qu'est due cette propriété, qui appartient aussi aux sulfures de baryum et de strontium*.

La phosphorescence peut encore être développée dans un grand nombre de substances par des actions mécaniques ou chimiques. Une roue de verre, frottée dans le vide au moyen d'un tube de verre, dégaf^e une lueur assez intense, dont la couleur est rouge de feu ; un morceau du minéral appelé dolomie donne une traînée lumineuse rouge, si on le frotle avec une étofle de laine. Il en est de même de certains diamants. La chaux phosphatée dégage une lueur jaune par le frottement. Qui ne s'est aperçu, en cassant du sucre, des lueurs qui se dégagent au moment du choc? On obtient des effets semblables en frottant énergiquement l'un contre l'autre deux morceaux de quartz, de craie, de chlorure de chaux ou en détachant par le clivage des lamelles de mica. Voici, d'après M. Becquerel qui cite luimême Henri Rose, un curieux effet de phosphorescence due à un phénomène chimique de cristallisation : « Si l'on prend 2 parties d'acide arsénieux vitreux, 45 d'acide chlorhydrique ordinaire et 15 d'eau, que l'on porte le tout à l'ébullition dans

|))iosphoresc«iice. Cet éut hrillant de ta mer est encore délerminê |iar des Mrduses, des Astéries, des Mollusques, des Néréides, des CrusUcés et même des Poissons Ces animaui en-

fjendrenl la lumière, comme la Tnrpille engendre l'électricilé. Us multiplient et ditersifienl les effets du phénomène. La lumière qu'ils produisent passe ItmliM au vei-ditre, tantôt au rougeilre. A certains moments, on croit voir, dans le sombre ropiimc, des disijues ravonnanl!, des plumets étoiles, dos franges flamboyantes. Plusieurs animaux paraissent de loin cominr des masses métalliques rougies à blanc, ou comme dos liouquets de feu lançant des étinceUes. 11 y a des Testons de verres de couleurs comparables aux guirlandes de nos illiimi nations publiques, et des mcténras incandescents allongés ou globuleux, qui se pursui\ent à traver* les vagues, montent, descendent, s'atteignent, se groupent, se conrondi'nt. se disjoignent, di'-criïent mille courbes capricieuses et s'éteignent pour se rallumei' et se poursuivre de nouveau. > {Le Monde de ta mer, pai- A. Fi-ûdol.)

S|iallaDiaDi a reconnu que le siège de cette propriété singulière des Méduses d'émellrr de la lumière réside dans les tenlacirles de l'animal, dans la zone musculaii-e du corps et dans la cavité de l'estomac. Les aiiti'cs piitics du corps ne brillent que par rô<rcrbératioa.

1. Canton, physicien anglais, a découvert, en MSi. In phosphorescence des huîtres cakinées : Toilï pourquoi l'on nomme le sulfure de calcium pkoipbùre de Canton. C'est à un ouvrier de Bologne, V. Carciarolo, qu'est due la découverte de la phusphoi-escence du sulfite de baryte calciné. De là le nom de p/roipAore i/r- Bologne donné au sulfure dr harrum.

PHOSPHORESCENCE

un ballon pendant dix à quinze minutes et qu*on laisse refroidir la dissolution aussi longtemps que possible, en diminuant graduellement la flamme du gaz qui sert à l'échauffer, si le ballon est placé dans l'obscurité, la cristallisation est accompagnée d'une vive lumière et la formation de chaque petit cristal est marquée par une étincelle. Si l'on agite le vase, un grand nombre de petits cristaux se forment tout à coup et en même temps il se produit beaucoup d'étincelles. Ce phénomène dure pendant tout le temps qu'il y a des cristaux à déposer, et quelquefois la dissolution refroidie est lumineuse le second jour après l'expérience. » {La Lumière, t. I.)

L'action de la chaleur détermine aussi la phosphorescence, et cela à une température qui est bien inférieure à celle de l'incandescence. Le spath fluor, le diamant et d'autres pierres précieuses, la craie, les sulfates de potasse et de quinine dégagent de la lumière, quand on les met en contact avec des corps chauds. Citons encore parmi les corps qui deviennent phosphorescents par l'action de la chaleur, la houille, la tourbe, la plombagine, le jayet, le soufre, le papier, les os, les dents, le corail ; et, })armi les liquides, les essences de térébenthine et de citron, l'huile de pétrole, quand on les porte à la température de l'ébuliilion. Nous verrons plus lard que l'électricité est susceptible de produire les mêmes effets sur les corps mauvais conducteurs. Enfin, un grand nombre de substances, d'origine soit organique , soit minérale , deviennent phosphorescentes, si on les expose quelque temps à l'action d'une vive source de lumière, l)ar exemple à celle des rayons du soleil. L'intensité, la durée et la nuance de la lueur produite par l'insolation dépendent à la fois de la nature des substances et de leur état physique. Quant à l'influence de la source qui détermme la phosphorescence, elle varie non seulement avec l'intensité de cette source, mais aussi avec sa composition, c'est-à-dire suivant la réfrangibilité plus ou moins grande des rayons qu'elle émet elle-même. Ainsi la lumière d'une bougie peut suffire pour rendre phosphorescente le sulfure de calcium; la lumière solaire est nécessaire