RECHERCHES SUR L'ABSORPTION DE LA LUMIÈRE
En poursuivant ses recherches sur les phénomènes intcrmoléculaires, l'Auteur a été conduit à étudier l'absorption élective de la lumière par divers corps. De longues séries d'observations ont donné des résultats nouveaux et importants, non seulement par leur portée théorique, mais encore par leurs applications immédiates.
L'Auteur a d'abord étudié l'absorption de la lumière par les composés d'uranium qui, au point de vue de la phosphorescence et de l'absorption, présentent une constitution moléculaire particulièrement remarquable. Les spectres d'émission par phosphorescence et les spectres d'absorption des composés uraniques présentent une série de bandes, lumineuses dans les premiers, obscures dans les seconds, distribuées suivant les mêmes lois, d'une part dans la région lumineuse, et d'autre part dans la région bleue et violette. Les vibrations lumineuses qui correspondent à ces bandes sont telles (jue, d'une bande à l'autre, la différence du nombre des vibrations lumineuses pendant l'unité de temps soit sensiblement constante, de sorte que les vibrations émises par phosphorescence paraissent être des harmoniques inférieures des radiations excitatrices. Les composés uraneux ne sont pas phosphorescents; ils n'absorbent pas les rayons bleus et violets, mais ils présentent dans la région la plus lumineuse et dans l'infra-rouge (les bandes observées pour la première fois par l'Auteur, et dont la loi de répartition paraît la même que pour les spectres d'émission des composés uraniques.
En examinant les spectres d'absorption de divers cristaux remarquables par leur phosphorescence : la strontianite d'Écosse, la leucopliane, l'Auteur observa dans le spectre des raies fines qui disparaissaient pour certaines directions des vibrations lumineuses traversant le cristal. Ces raies ap-
pai'tenaient au didyme, dont la présence se trouvait incidemment signalée dans ces minéraux. L'Auteur rapprocha l'observation de la disparition des bandes d'une observation semblable faite, au travers du sulfate de didyme, par Bunsen, en 1866, et qui avait été jusque-là considérée comme une manifestation curieuse et isolée du polycliroïsme. Il établit aussitôt la généralité du phénomène dans tous les cristaux biréfringents qui donnent des bandes d'absorption. Dans ces cristaux, le spectre d'absorption est variable avec la direction des vibrations lumineuses qui les traversent. L'Auteur donna les lois de ces variations, qui peuvent se résumer comme il suit :
A chaque bande d' absorption correspondent, dans an cristal bia.xe, trois directions rectangulaires de symétrie; quand les vibrations lumineuses traversant le cristal coïncident avec l'une de cq?, directions principales d'absorption, l'absorption est maximum; elle a une intensité moyenne pour une autre des directions principales, et quand la vibration lumineuse est dirigée suivaiit la troisième direction, la bande disparaît généralement.
Dans les cristaux uniaxes, les variations sont plus simples, et sont les mêmes pour toute direction normale à l'axe, qui est lui-même une direction principale.
Dans les cristaux orthorliombiques, oii tous les phénomènes moléculaires sont symétriques par rapport aux trois mêmes directions rectangulaires, les trois directions principales d'absorption de toutes les bandes coïncident avec les axes comn)uns d'élasticité optique.
x4vec les cristaux clinorhombiques, qui ont seulement un axe binaire de symétrie et un plan de symétrie, le phénomène est plus complexe. L'axe de symétrie est toujours une direction principale d'absorption commune à toutes les bandes; mais les deux antres directions principales rectangulaires des diverses bandes peuvent être diversement orientées dans le plan de symétrie. Les unes s'écartent peu des axes d'élasticité optique du cristal, les autres font avec ceux-ci des angles quelconques. Ces dernières ont été appelées par l'Auteur directions principales anomales.
L'observation de ces directions anomales est un des résultats les plus importants de ces recherches. On sait en effet que, dans un mélange de substances isomorphes optiquement diflTérentes, chaque molécule transporte avec elle ses propriétés optiques particulières, et que les axes d'élasticité du cristal composé ne sont que les directions de symétrie de l'effet résultant exercé par toutes les molécules sur la propagation des ondes lumineuses.
Il n'en est pas ainsi pour l'absorption. Lorsqu'une molécule absorl)e une région du spectre, l'absorption est indépendante de l'action des molécules voisines : tout se passe comme si la molécule absorbante était seule, et les directions principales d'absorption doivent être, par rapport aux directions géométriques du cristal, les mêmes que si la matière absorbante était cristallisée isolément. Deux bandes du même cristal qui n'ont pas les mêmes directions principales d'absorption doivent donc appartenir à des substances différentes engagées dans le cristal. En outre, comme, chaque fois que la symétrie impose des orientations communes aux axes d'élasticité optique des molécules composantes, les directions [)rincipales d'absorption coïncident avec ces axes, on peut admettre que cette coïncidence existe toujours dans chaque molécule, et que dans un cristal complexe les directions principales d'absorption anomales sont aussi les directions principales d'élasticité optique de la molécule absorbante.
Les sels de didyme cristallisés permettent de vériher les déductions précédentes de la manière la plus complète. On sait en effet que, récemment, on a pu séparer le didyme en deux groupes de matières, le néodvme et le praséodyme. Dans le sulfate ou les azotates, ces deux groupes ont des directions principales d'absorption très différentes, qui les auraient fait découvrir immédiatement si, sur ce point, la méthode chimique n'avait pas devancé la méthode présente. Le praséodyme se compose lui-même de trois bandes principales que leurs directions anomales d'absorption permetlent d'attribuer à trois matières différentes. Les méthodes de séparation chimiques sont venues depuis contrôler cette déduction.
En étendant ces considérations à toutes les bandes d'absorption du didyme, on reconnaît la présence d'un grand nombre de matières; mais toutes ces matières ne sont pas des corps simples distincts; les divers composés d'un même corps se comportent chacun comme une substance différente. L'Auteur a mis ces faits nettement en évidence, en comparant aux spectres d'absorption des sels de didyme cristallisés les spectres d'absorption de la dissolution dans l'eau des mêmes sels. La plupart des bandes éprouvent dans la dissolution des déplacements individuels, indépendants de ceux des bandes voisines, et l'étude de ces déplacements conduit aux mêmes conclusions que l'observation des directions anomales d'absorption; en outre, la disparition de certaines bandes dans les dissolutions montre que ces bandes appartenaient à des composés qui ont été détruits et transformés par l'eau.
Enfin les produits obtenus en chassant par des calcinations progressives.
