RECHERCHES SUR L'AFSORPTION DE LA LUMIÈRE ET SUR LA PHOSPHORESCENCE

La recherche des causes de l'absorption et de l'émission élective de certaines radiations par divers corps, à une température inférieure à celle de l'incandescence, constitue un des problèmes les plus intéressants de la Physique, et dont la solution est liée à la connaissance des modes divers de transformation de l'énergie à l'intérieur des corps.

I.es travaux analysés ci-après apportent sur cette question des données nouvelles et importantes.

18. Phénomènes de phosphorescence divers sous l'influence des radiations infra-rouges.

{Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. XCVI, p. i853 ; i883. ) Maxima et minima d'extinction de la phosphorescence.

L'extinction de la phosphorescence sous l'influence des radiations infrarouges présente des particularités très remarquables. Pour la plupart des substances phosphorescentes, lorsqu'elles sont exposées dans le spectre infra-rouge, l'extinction est inégalement rapide dans les diverses régions. Cette extinction se produit sous l'influence de radiations déterminées, souvent à l'exclusion des radiations voisines, et l'image du prolongement du spectre sur la substance phosphorescente se compose alors d'une ou plusieurs bandes où l'extinction a été très active, séparées par des régions où l'action a été, soit nulle, soit entièrement difl"érente.

Sous l'influence des radiations infra-rouges, certaines substances phosphorescentes émettent avant de s'éteindre une lueur différente comme couleur de celle qu'elles émettent à la température ordinaire; bien plus, la même substance exposée dans des régions différentes du spectre infrarouge peut donner lieu à des lueurs de teintes diverses, de sorte que le prolongement lumineux du spectre se présente sous forme de larges bandes de couleurs différentes. Ces effets varient avec la température des substances phosphorescentes. On sait qu'à l'autre extrémité du spectre les phénomènes d'excitation phosphorogéniques, sous l'influence des radiations violettes et ultra-violettes, présentent des maxima et minima, et des variations de couleurs analogues à celles qui viennent d'être décrites; il paraît même y avoir une relation entre les longueurs d'onde des rayons qui, pour la même substance, correspondent d'un côté du spectre aux maxima d'excitation phosphorogénique, et de l'autre aux maxima d'extinction; l'eusemble de ces régions actives constitue en eff"et le spectre d'absorption de la substance, une radiation ne pouvant produire un effet phosphorogénique qu'à la condition d'être absorbée.

Phénomènes d'extinction à diverses températures. l^iniluence d'une élévation de température paraît en général hâter les effets d'extinction et réduire la durée des diverses phases du phéno-

mène. On sait, d'autre part, que les phénomènes d'excitation dans l'ultraviolet sont eux-mêmes modifiés. Lorsqu'une substance phosphorescente est portée à une température déterminée, si l'on vient à abaisser la température, l'émission de lumière diminue au point de devenir insensible. Si l'on porte de nouveau le corps à la température primitive, la phosphorescence reparaît, et s'avive de nouveau si l'on dépasse cette température. L'expérience suivante donne une idée de ces variations : diverses préparations de sulfure de calcium ont été portées à la température de 240". Excitées par des rayons violets et ultra-violets, elles étaient vivement lumineuses et le spectre solaire, projeté sur celles-ci, avait éteint la phosphorescence dans la région infra-rouge et marqué en noir la trace de cette région. On a laissé les substances se refroidir à l'obscurité; au bout de quelques instants elles étaient devenues obscures, et on les laissa ainsi à l'obscurité jusqu'au lendemain. Vingt-quatre heures plus tard on chauffa de nouveau à 240° l'étuve où étaient les sulfures. Ceux-ci restèrent obscurs; mais aussitôt que cette température fut atteinte et dépassée, ils reprirent l'éclat qu'ils avaient la veille, et l'on voyait aussi distinctement la trace du prolongement infra-rouge du spectre solaire que si celui-ci venait d'être projeté sur les substances.

Cette expérience montre nettement que par le refroidissement l'émission lumineuse est presque annulée et que, dans ces conditions, les substances gardent pendant un temps très long l'énergie lumineuse acquise lorsqu'elles étaient à une température supérieure.

L'Auteur continue actuellement l'étude de ces faits, qui se rattachent aux transformations des mouvements vibratoires intermoléculaires des corps et qui offrent le plus haut intérêt.

Une partie de ces recherches ont été publiées dans les Annales de Chimie et de Physique, 5^ série, t. XXX, p. 53; i883.

19. Relations entre l'absorption de la lumière et l'émission de la phosphorescence dans les composés d'uranium.

{Comptes rendu.'! de V Académie des Seieincs, t. CI, p. r2J2.)

Les composés d'uranium présentent, au point de vue des phénomènes de phosphorescence et d'absorption, une constitution moléculaire exceptionnelle. Ils peuvent se diviser en deux classes correspondant à des propriétés

optiques distinctes: i" les composés iiraniques, dont la phosphorescence a été étudiée il y a longtemps par M. Ed. Becquerel; 2° lescomposés uraneux, qui ne sont pas phosphorescents, et dans lesquels l'Auteur a observé des phénomènes d'absorption caractéristiques très remarquables.

i" Composés uraniques. — Les composés uraniques sont pour la plupart phosphorescents. On sait que, si l'on analyse au spectroscope la lumière qu'ils émettent, on observe en général un spectre discontinu formé de sept à huit bandes ou groupes de bandes régulièrement distribuées entre les raies C et F du spectre solaire, et dont les positions et les apparences dépendent de la nature des composés. Ces mêmes substances présentent un spectre d'absorption formé de bandes ou groupes de bandes, dont la position et le groupement semblent figurer dans le spectre la continuation de la série régulière des bandes d'émission par phosphorescence.

Les longueurs d'onde de toutes ces bandes, soit du spectre d'émission par phosphorescence, soit du spectre d'absorption, sont liées entre elles par une même loi que l'Auteur a été conduit à formuler comme il suit : La différence des inverses des longueurs d'onde, ou, en d'autres termes, la différence des nombres de vibrations lumineuses pendant le même temps est sensiblement constante lorsqu'on passe d' un groupe au suivant.

Chaque bande d'absorption correspond à un ensemble de radiations qui excitent la phosphorescence, et, sous l'influence de chacun de ces groupes de radiations excitatrices, le spectre d'émission par phosphorescence se compose toujours des sept ou huit mêmes bandes qui paraissent être des harmoniques inférieures des radiations excitatrices.

En outre, l'auteur a observé que l'on pouvait constater la coïncidence d'une ou deux des bandes d'absorption les moins réfrangibles avec les dernières bandes visibles du spectre d'émission par phosphorescence, et il a conclu de ce fait que la cause même de l'absorption était probablement due à la propriété qu'ont ces corps de vibrer à l'unisson de certaines des radiations qui les frappent. Le phénomène de l'absorption dans ce cas aurait une certaine analogie avec celui que présentent les vapeurs incandescentes qui arrêtent les radiations synchrones de celles qu'elles émettent; mais il y a entre les deux phénomènes cette diff"érence capitale que, dans le cas de la phosphorescence, la force vive absorbée se retrouve en partie sous forme de mouvements vibratoires lumineux moins rapides que ceux des radiations absorbées.

2" Composés uraneux . — L'Auteur a été conduit à étudier les composés

uraneux dont les propriétés optiques n'étaient pas connues, et où il a observé la présence de bandes d'absorption caractéristiques non seulement dans la région visible, mais encore très loin dans l'infra-rouge.

Un fait qui ajoute encore à l'importance des vues théoriques résumées plus haut est que les bandes d'absorption des composés uraneux suivent avecune règulaiitè remarquable la loi de répartition des bandes d'émission par phosphorescence des composés uraniques, sans avoir toutefois les mêmes intensités relatives.

Les positions et les caractères de ces bandes varient avec la nature du composé, et suivant que celui-ci est cristallisé ou dissous dans l'eau.

Ces considérations, particulières aux composés d'uranium, paraissent pouvoir s'étendre à un grand nombre d'autres corps; l'auteur s'occupe en ce moment de cette question.

En dehors des données théoriques, les caractères décrits plus haut fournissent à l'analyse spectrale un moyen précieux de déceler des traces de composés uraneux dans certaines substances et en particulier dans certains minéraux (zircons et jargons de Ceyian, du Groenland, de Norvège, etc.).