îpectr«8 des lUiférenf» corpa. — Examinées à l'aide

FiK- 304.

d'un prisme ou d'un spectroscope, les diverses sources de lumière fournissent des spectres caractéi'istiques. Ceux des

SPECTRES D'ABSORPTION. 3{i-.

arges intervalles obscurs. Tels sont les spectres des vapeurs dos métaux alcalins (flg. 304) : on peut observer facnement

es spectres en plaçant un fil de platine imbibé d'un se v^aUl du métal étudie dans une flamme très pàle, comme celle d'un des becs de Bunsen M ou M', à l'aide des supports N ou N'

r ^ Spectres «l'absorption. - Il est encore intéressant d observer 1 effet produit par l'interposition d'une stSnce colorée sur le trajet des rayons provenant du soleil ou d'une lampe. Les solides et les liquides ne laissent passer dans ces conditions qu une partie des couleurs du spectre, et produil sent par suite de larges bandes noires d'absorption qui les caractérisent; les gaz donnent au contraire de fines raies noires analogues ix celles du spectre solaire. Parmi les divers

Fig. 305.

-pectres d'absorption, il en est un qui nous intéresse tout particulièrement, celui du sang : il suffit de placer devant la lento du spectroscope un petit tube de verre contenant de leau avec quelques gouttes do sang, pourvoir apparaître entre les raies D etEdu spectre solaire deux bandes d'absorption (2) lig. .30.^). Si Ton traite le sang par un agent réducteur, tel que 1 acide sult'hydrique ou le sulfure d'ammonium, ces deux ban-

des disparaissent et sont remplacées par une bande unique (3), située entre les deux précédentes. Enfin, sous l'influence des acides ou des alcalis, la matière colorante du sang ou hémo- (jlobine se décompose, en donnant naissance à une nouvelle substance colorante nommée /lémaf ine; en solution acide, l'hématine donne une bande unique d'absorption (4) à la limite du rouge et de l'orangé, par conséquent un peu au delà de la raieC; si la dissolution est alcaline, la bande se rapproche un peu delà raie D et couvre presque tout l'orangé. Ces caractères sont utilisés pour la recherche des taches de sang.

463. Analyse spectrale. — L'étude des spectres offre un procédé d'analyse extrêmement commode et d'une sensibilité merveilleuse. On conçoit en effet que si, en examinant une substance au spectroscope, on aperçoit un certain nombre de raies, leur couleur et leur position feront reconnaître la nature de cette substance ; de même l'apparition de raies brillantes inconnues permettra de découvrir de nouveaux métaux : c'est ainsi qu'ont été trouvés le caesium, le rubidium, le thallium, le gallium, etc. On peut se servir aussi dans le même but des bandes d'absorption, comme nous venons de le A oir pour le sang. Enfin, pour faire comprendre la sensibilité de cette méthode, il nous suffira de dire qu'on voit apparaître la

raie jaune du sodium dès que l'air renferme 3qqqqqqqq()

gramme de soude.

464. Origine des raies de Fraunhofer. — Les raies noires dont nous avons signalé l'existence dans le spectre solaire sont-elles dues à ce qu'il manque réellement certaines radiations dans la lumière émise par le soleil, ou à ce que cette lumière, avant d'arriver jusqu'à nous, a traversé des milieux capables d'y produire de fines raies d'absorption? Les travaux de Mj\L Kirchhoff et Bunsen ont fait prévaloir cette dernière explication, et l'on attribue ces raies au passage des rayons à travers l'atmosphère solaire. Il y a pas : non seulement l'analyse spectrale nous donne l'explication des raies solaires, mais elle nous fait connaître la composition de l'atmosphère de cet astre, malgré l'immense distance qui nous en sépai'e.

En effet, l'expérience montre que chaque substance absorbe de préférence les rayons lumineux qu'elle est capable d'émettre. Ainsi un sel de sodium donne un spectre composé d'une seule raie jaune : réciproquement, si l'on forme à l'aide d'une lampe électrique un spectre dépourvu de raies, et qu'on fasse.

ACHROMATISME. 357 passer les rayons à travers la flamme du sodium une raie noire D se produit àlaplace même de la raie jaune'd ce m tal II est donc possible de déterminer les métaux oui entmu dan la composition de l'atmosphère solaire : ce sonrceux dont les spectres contiennent des raies brillantes occZntTes mêmes positions que les raies noires du spectre so Z On a rouve ainsi dans cette atmosphère un cerfain nombre de mé taiix notammen l'hydrogène, le fer, le chrome, le nickel Z *bo Ba,e«i telluriquei.. - Parmi les raies du spectre il en est un certain nombre qui sont dues à l'absorpS ^'ro' duite par l'atmosphère terrestre; on les appelle raies teul nques M. Janssen a montré qu'un certain nombre de ces raies son dues a la vapeur d'eau de l'atmosphère, car on peut produire enlaisant passer la lumière à travers un long tube rempli de cette vapeur ; d'autres sont dues à l'oxygène

4b6. Aberraiîon ,1e réfranffibillté. - Lorsqu'on reçoit sur un prisme la lumière émise par un orifice un peu grand on n obtient plus de spectre, mais l'image blanche qui se forme sur 1 écran est bordée de rouge du côté le moins dévié et de bleu du côté opposé. De même, lorsqu'on regarde à travers un prisme un objet quelconque, on voit touiours des irisations sur les bords de l image. Les lentilles présentent aussi un phénomène analogue. Supposons qu'on reçoive sur une lentille convergente un faisceau de lumière parallèle; les rayons violets, étant plus réfrangibles que les rayons rouges, se rapprocheront davantage de Taxe principal à chaque réfraction, et viendront rencontrer cet axe plus près de la lentille en V (flg. .306), tandis que les rayons rouges iront concourir en R ; de même les rayons des autres couleurs iront converger en des foyers différents, placés entre V et R. II résulte de là qu'on ne peut plus avoir en aucun point une image incolore : si l'on place l'écran en V, on aura un cercle blanc bordé de rouge ; en R on obtiendra un cercle blanc bordé de bleu. Ce défaut des lentilles s'appelle aberration de réfrangibilih'.

467. Achromatisme. — NcAvton croyait qu'il était impossible de corriger cette aberration, et que tous les procédés qui

Fig. 306.

pourraient remédier à la dispersion supprimeraient en mèma temps la déviation. Il n'en est rien cependant, et l'on est parvenu à achromatiser les prismes et les lentilles, c'est-à-dire à faire disparaître les irisations, en ajoutant un second verre de nature différente, placé de manière à agir en sens inverse du premier. On se sert généralement de crown et de flint, dont les indices de réfraction sont 1,5 et 1,6. On pourra donc se procurer un prisme qui dévie la lumière sans colorer les images, en associant deux pi'ismes de ces deux verres, ayant leurs arêtes parallèles, mais les an- Fig. 307. gles réfringents tournés en sens inverse. On peut encore achromatiser une lentille convergente (fig. 307) en ajoutant une lentille divergente formée d'une autre substance.

En réalité une combinaison de deux prismes ou de deux lentilles ne peut faire converger au même foyer que les rayons de deux couleurs : il faudrait donc autant de verres qu'on voudrait faire concourir de couleurs différentes. Cependant on n'emploie généralement que deux lentilles, quelquefois trois ; mais on calcule les rayons de leurs faces pour achromatiser les lumières jaune et bleue : l'expérience montre que c'est là la meilleure combinaison.

468. {Spectre calorifique etspectre chimique.— Les rayons du soleil ne possèdent pas seulement lapropriété lumineuse: tout le monde sait qu'ils apportent aussi de la chaleur. Si l'on forme un spectre solaire et qu'on promène à sa surface un petit thermomètre très fin, ou mieux une pile thermo-électrique de Melloni très étroite, on constate que la chaleur n'est pas répartie également dans toute l'étendue de l'image lumineuse.

Très faible dans le violet et le bleu, l'intensité calorifique va en augmentant jusqu'au rouge, et, si l'on va plus loin, on trouve encore de la chaleur en dehors du spectre visible, sur une longueur à peu près égale à la partie lumineuse. Il y a donc des rayons infra-rouges, moins réfrangibles que les rayons visibles, qui possèdent seulement la propriété calorifique, sans avoir en même temps la propriété lumineuse.

Les rayons solaires possèdent encore une autre propriété, celle d'exercer une action chimique, de provoquer la combinaison de certains corps simples et de détruire au contraire certains composés. Mais cette qualité est aussi distribuée inégalement dans le spectre : à l'inverse de la précédente, elle se manifeste surtout dans la partie bleue et violette, et se

FLUORESCENCE ET PHOSPHORESCENCE. 359 l.rolonge même. au deUà de l'extrémité visible • il existe donc des rayons rdtra-violets, plus réfrangibles que l'e rayons visi .le et qui possèdent seulement lapropriété chimique MaTs 1

I au t bien remarquer que les rayons lumineux, chimique e alorihques, ne forment pas trois espèces de radiaUon dis

Unctes : certains de ces rayons n'ont qu'une ou deux de ces qualités mais pour ceux qui en possèdent plusieurs elle son inséparables, et l'on ne peut enlever l'une^ans d [ru re 1 autre en même temps. uonuire

460. Fluoresceuce et phosphorescence. - Placées dans un faisceau de lumière solaire ou de lumière électrique, certaines substances répandent une lueur dont la coloration varie avec leur nature : elle est rouge pour la chlorophylle verte pour le verre d'urane, bleue pour le sulfate de quinine. Cette lueur s éteint du reste avec la lumière qui l'a produite Les corps qui jouissent de cette propriété sont dits fluorescents. 1 els sont certains échantillons de spath fluor, le verre d'urane s solutions d'écorce de marronnier d'Inde dans l'eau de hlorophylle dans l'alcool, de sulfate de quinine dans les •Ides tartrique ou sulfurique étendus. Tous les rayons du l>ectre ne sont pas également aptes à produire la 'fluores- ■nce:ce sont les radiations chimiques (bleues et ultra-viottes), qui possèdent cette qualité. D'ailleurs, la lumière qui traversé un premier corps fluorescent devient incapable de produire une nouvelle fluorescence; ce fait prouve que la w eraière substance a absorbé complètement les rayons actifs, l'.-r conséquent les composés qui jouissent de cette propriété Ijsorbent les rayons chimiques et émettent toujours des ra- -liations moins réfrangibles que celles qu'ils ont absorbées.

II existe aussi d'autres corps qui, après avoir été exposés à ^ ' lumière, restent lumineux dans l'obscurité pendant un

iiips plus ou moins long; on dit qu'ils sont phosphorescents. I Issont la plupart des sels de chaux, les sulfures alcalins, etc. n'y a du reste aucune difl'érence, si ce n'est la durée, entre phénomène et le précédent. M. Ed. Becquerel a montré que i fluorescence n'est qu'une phosphorescence de très courte iurée. Presque toutes les substances sont phosphorescentes, 'îxcepté les métaux. Mais, pour certains- corps, tels que le plalino-cyanure de potassium, l'émission de lumière ne dure 'lu'un instant (0,002 seconde) tandis que d'autres, comme les i-ulfures do calcium, de baryum, de stronliuin, restent lunii- •leux pendant plusieurs heures.

La fluorescence permet de rendre visibles les rayons ultra-

sur

violeLs du spectre solaire : il suffit de projeter ce spectre un écran enduit d'un composé fluorescent.

Il ne faut pas confondre avec les phénomènes précédents les lueurs émises parle bois et certains corps organiques en putréfaction, par le phosphore, parles lampyres ou vers luisants, et parles animalcules marins qui produisent la phosphorescence de la mer. La lumière qui se produit dans cesdiflérents cas est généralement accompagnée d'une action chimique.

470. Action chimique de la lumière; influence sur le» animaux et les Téffétanx. — La lumière du soleil favorise beaucoup de réactions chimiques; elle provoque certaines combinaisons, notamment celle du chlore et de l'hydrogène, et décompose au contraire un grand nombre de composés : ainsi les sels haloïdcs et l'azotate d'argent donnent un précipité noir d'argent métallique très divisé ; c'est la cause de la coloration noire produite par le contact de la pierre infernale. Elle agit de même sur les sels analogues de mercure. Elle favorise l'action de l'oxygène sur le bitume de Judée et sur d'autres matières organiques. La gélatine et le bichromate de potasse, insensibles séparément, subissent son influence quand ils sont mélangés : la gélatine absorbe l'oxygène cédé par le bichromate et devient insoluble dans l'eau. Plusieurs de ces réactions sont utilisées dans la photographie. Les lumières artificielles riches en rayons chimiques, comme la lumière électrique et la tlamme du magnésium, agissent d'une manière analogue.

Les animaux et les plantes n'échappent pas plus que les composés chimiques à l'influence delà lumière, et son action bienfaisante préside à la plupart des phénomènes de la vie. Elle permet à la chlorophylle des plantes d'absorber pendant le jour l'acide carbonique et de fixer le carbone nécessaire a leur nutrition ; par suite elle assure aux herbivores l'alimentation qui leur est indispensable, et ceux-ci peuvent a leur tour servir de nourriture aux carnivores. La lumière parait exercer aussi une action salutaire directe sur le développement des animaux : mais cette action n'est connue que très imparfaitement.

Photographie.

471. Chambre noire. - Le but de la photographie est de fixer les images de la chambre noire en les recevant sur une