CHAPITRE Il

Le mouvement vibratoire de l’éther se manifeste sous forme de phénomènes très dissemblables suivant la longueur d'onde ou, ce qui revient au même, suivant la fréquence des vibrations. Ces phénomènes, que nous appellerons phénomènes de radiation, sont caractérisés par l'apparition d'effets chimiques, d'effets lumineux, d’eflets calorifiques ou d'effets électriques et magnétiques. Les effels chimiques correspondent à la radiation caractérisée par les plus faibles longueurs d'onde (ou la plus grande fréquence des vibrations) : ces longueurs d'onde sont comprises à peu près entre 0,1 et 0,4 micron('). Les effels lumineux (accompagnés aussi, d’une façon plus ou moins marquée, d'effets chimiques et d'effets calorifiques) correspondent à la radiation caractérisée par des longueurs d'onde comprises à peu près entre 0,4 et 0,75 micron. Les effets calorifiques correspondent à la radiation caractérisée par des longueurs d'onde comprises entre 0,70 et 60 x environ. Enfin les effets électriques el magnéliques correspondent à la radiation caractérisée par des longueurs d'onde comprises entre 4 millimètres (actuellement) et quelques kilomètres. Les vibrations correspondant à des longueurs d'onde comprises entre 60 4 (0,06 millimètre) et 4 nullimètres nous échappent actuellement. Il y a lieu d'ajouter à cette énumération deux catégories de rayons dont la découverte est d'origine récente : ce sont les rayons Rôüntgen et les

(1) Le micron, que nous désignerons dans la suite par la lettre a, est une unité ayant pour valeur un millième de millimètre : 1 5 — 0,001 millimètre.

rayons y du radium ("), dont la longueur d'onde s’abaisse jusqu à un dix-millième de micron.

Rayons lumineux ; rayons chimiques et calorifiques.

La nature nous a doté d'un appareil optique particulier, nommé œil, qui, sous l’action d'un mouvement vibratoire dont la longueur d'onde est comprise entre 0,4 et 0,75 y, c’est-à-dire sous l’action de vibrations dont la fréquence est comprise entre 700 et oo bilhions par seconde, perçoit une certaine sensation que nous appelons la lumière.

Une vieille expérience de physique bien connue consiste à faire passer à travers un prisme en verre un faisceau de lumière blanche homogène. On constate alors, en plaçant un écran au delà du prisme, que le faisceau de lumière blanche homogène est décomposé en une bande de rayons lumineux de différentes couleurs rangées dans l’ordre suivant: violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge. Cela tient à ce que les rayons qui donnent à notre réline la sensation que nous nommons lumière blanche sont formés par la superposition de mouvements vibratoires de différentes longueurs d'onde, comprises entre 0,4 et 0,75 y, ou, autrement dit, par la superposition d’un certain nombre de rayons simples correspondant chacun à des vibrations d'une fréquence donnée. L'indice de réfracton du verre du prisme ayant une valeur différente pour chacun des rayons simples qui constituent le rayon complexe, ce dernier se trouve décomposé en ses éléments constiluufs, et l’on voit apparaître une série de rayons qui donnent à notre rétine des sensations variables, comprises entre ce que nous appelons lumière violette et ce que nous appelons lumière rouge. À chaque mouvement vibratoire simple d'une longueur d'onde déterminée correspond une sensation, ou couleur, déterminée : le violet correspond à une longueur d'onde de 0,4 y; le Jaune correspond à la longueur d'onde de 0,54u; le rouge correspond à la longueur d'onde de 0,754.

(1) Le radium émet simultanément plusieurs sortes de rayons nettement distncles, désignées par les lettres «, B, y.

Les vibrations correspondant à des longueurs d'onde inférieures à 0,4 ou supérieures à 0,75 sm n’exercent aucune impression sur notre œil. Cependant on peut constater que, en deçà du violet, pour des longueurs d'onde comprises entre 0,1 et 0,4 m,1lexiste des rayons invisibles, appelés ultra-violets, qui produisent des effets chimiques, faciles à déceler, par exemple au moyen d'une plaque photographique. De même, au delà du rouge, 1l existe encore des rayons invisibles, dont les longueurs d'onde s'étendent entre 0,75 et 6oy, et qui produisent des effets calorifiques, faciles à déceler, par exemple au moyen d'un thermomètre recouvert de noir de fumée. Ces rayons sont appelés infra-rouges.

Il ne faut pas croire que les rayons chimiques, lumineux et calorifiques soient nettement distincts les uns des autres : 1ls forment toujours ensemble une radiation complexe et sont engendrés simultanément par tous les corps portés à l'incandescence (*). D'ailleurs les rayons lumineux proprement dits (longueurs d'onde comprises entre 0,4 et 0,75 p) peuvent euxmêmes produire, dans certains cas, des effets chimiques et des effets calorifiques. |

Le soleil, formé de gaz et de vapeurs incandescents, est une puissante source lumineuse dont les radiations éclairent et chauffent la terre. Il était tout naturel que l'esprit des physiciens s’attachât à chercher les causes et les lois de ces radiaüons: c'est pourquoi la. théorie des phénomènes lumineux et les lois de l'optique sont connues depuis un grand nombre d'années et nous sont, pour ainsi dire, devenues familières.

Rayons électriques.

Tandis que les lois auxquelles obéissent les phénomènes lu-

(1) L'énergie dépensée pour échauffer un corps met en vibration les molécules où les atomes de ce corps. Plus la température à laquelle le corps est chauffé est élevée, et plus est grande la fréquence des vibrations, c’est-à-dire plus est courte la longueur d’onde des rayons émis. Aux températures inférieures à celle de lincandescence, le corps émet seulement des rayons de grande longueur d'onde, c’est-à-dire des rayons calorifiques. À mesure que la température s'élève, il émet de plus en plus de rayons lumineux.

mineux étaient bien déterminées, celles auxquelles obéissent les phénomènes électriques l’étaient infiniment moins, et l’analogie entre ces deux sortes de phénomènes, quoique pressentie par quelques savants et, en particulier, par Maxwell, n'avait pu être démontrée expérimentalement. Il y a une vingtaine. d'années, un physicien allemand, H. Hertz, réussit à produire, au moyen d'un appareil que nous étudierons dans la suite, des. oscillations électriques susceptibles de communiquer à l’éther un mouvement vibratoire ayant une longueur d'onde de quel-. ques mètres. Sur les rayons électriques ainsi engendrés, Hertz renouvela, avec des appareils appropriés, les expériences fondamentales de l'optique (réflexion, réfraction, etc.) et constata que les rayons électriques obéissent exactement aux mêmes lois. que les rayons lumineux. L'identité des deux mouvements vibratoires était ainsi nettement démontrée : la théorie électromagnétique de la lumière, énoncée par Maxwell, recevait uneéclatante confirmation, et la physique générale franchissait un grand pas.

Pour diminuer l'intervalle séparant les rayons électriques. des rayons calorifiques, Hertz et différents expérimentateurs, parmi lesquels 1l convient de citer M. Righi, s'attachèrent à diminuer autant que possible la longueur d'onde du mouvement vibratoire ainsi produit, en augmentant la fréquence des vibrations électriques. On est parvenu, ainsi, par des moyens appropriés, à produire des ondes de 4 millimètres environ de longueur d'onde, c'est-à-dire des vibrations électriques ayant une fréquence de 35 000 000 000 ou 75 milliards par seconde. [n'y a aucune impossibilité à ce que l’on obtienne des ondes encore. plus courtes : on n’est limité dans cette voie que par des difficultés d'ordre mécanique et par la sensibilité des appareils. employés pour déceler la présence des ondes électriques.

Energie rayonnante.

On appelle souvent énergie rayonnante l'énergie propagée par rayonnement, sans spécifier quels sont les effets produits par le mouvement vibratoire de l’éther. Comme nous l'avons.

vu, la nature de ces effets dépend uniquement de la longueur d'onde des rayons, ou de la fréquence des vibrations, et, quels que soient ces effets, les ondes sont toujours de nature électrique ou, pour mieux dire, électromagnétique.

Les mouvements vibratoires que nous connaissons corres- pondent à des longueurs d'onde comprises entre 0,0001# et 6ou, puis entre 4 millimètres et l'infini, c’est-à-dire qu'ils ont des fréquences comprises entre 3 tnillions et 5 bilions, puis. entre 70 milliards et zéro. Notre œil est impressionné par les rayons de longueurs d'onde de 0,4 à 0,75 uw, c’est-à-dire par des fréquences de 750 à 400 billions par seconde : c’est là une. portion extrêmement faible de la gamme totale des vibrations. Quant aux mouvements vibratoires de longueurs d'onde comprises entre 60 & (onde calorifique la plus longue) et { maillimètres (onde électrique la plus courte), nous ne connaissons pas, à l'heure actuelle, leurs propriétés particulières, mais, suivant toute probabilité, ils sont semblables aux rayons électriques. D'ailleurs MM. Rubens et Aschkinass ont pu isoler, par réflexions successives, des ondes calorifiques de 61 y de longueur et ont constaté que ces ondes ressemblent beaucoup, plus aux ondes électriques qu'aux ondes lumineuses.

Les mouvements vibratoires de l’éther se propagent non seulement dans l'espace libre, mais encore dans les corps. soldes, liquides ou gazeux, puisque ceux-c1 contiennent de l’éther. Dans certains de ces corps, 1ls subissent une absorption très considérable, parfois même une transformation, et sont ainsi arrêtés. Dans d’autres, au contraire; 1ls ne subissent qu'une absorption très faible et semblent traverser librement ces corps. C'est ainsi que les corps opaques arrêtent les rayons. lumineux, tandis que les corps transparents, comme le verre, les laissent passer avec une très fable absorption ; le verre arrête, par contre, les rayons ultra-violets, que le quartz laisse. passer. Les rayons électriques sont arrêtés par les métaux et, en général, par les corps bons conducteurs de l'électricité ; ils. traversent librement, au contraire, les isolants, tels que le verre, le bois, la pierre, etc. On peut résumer les propriétés des corps matériels par rapport aux mouvements vibratoires. de l’éther en disant que chacun d'eux absorbe fortement les.

rayons de certaines longueurs d'onde et faiblement les rayons d’autres longueurs d'onde. En outre, quelques corps ont la propriété de transformer les rayons d’une longueur d'onde donnée en rayons d’une longueur d'onde un peu différente : ces corps sont dits fluorescents: la rhodamine en est un exemple, et transforme les rayons situés dans la partie violette

du spectre en rayons situés dans la partie rouge.

Transmission de l'énergie par le mouvement vibratoire.

D'après ce qui précède, on conçoit facilement que le mouvement vibratoire de l’éther puisse être utilisé dans la télégraphie sans fil pour transmettre, au moyen de rayons électriques, des signaux déterminés, de même que la télégraphie optique utilise pour cela des rayons lumineux. Îl existe une différence, non de principe, mais d'application, entre ces deux systèmes de télégraphie à distance : c'est que, dans la télégraphie optique, on peut concentrer les rayons lumineux en un faisceau parallèle au moyen d'un système de miroirs et de lentilles, tandis qu'en télégraphie sans fil, on ne peut employer le même procédé, par suite des dimensions énormes qu'il faudrait donner aux appareils : en elfet, les longueurs d'onde employées en télégraphie sans fil sont environ cinq cent millions de fois plus grandes que les longueurs d'onde des rayons lumineux, et les dimensions des appareils devraient être accrues à peu près dans les mêmes proportions. Un poste transmetteur émet donc des rayons électriques dans toutes les directions. Au poste récepteur, on emploie un détecteur d'ondes électriques, jouant, vis-à-vis de celles-ci, le rôle que jouent, vis-à-vis des ondes lumineuses, les cellules et les bâtonnets de notre œil. Les rayons électriques ont, sur les rayons lumineux, l'avantage d'être beaucoup plus difficilement absorbés parce que leur longueur d'onde est beaucoup plus grande.