Accidents de lumière

Ce genre de caractère comprend la couleur, la qualité ou rintensité de Téclat et "certains jeux de lumière, tels que les reflets changeants, auxquels on a donné le nom de chatoiement.

Pour se faire une juste idée de ces divers caractères qui résultent de Vaction de la lumière sur les pierres précieuses, et dont quelques-uns tiennent à des phénomènes trèsremarquables , ainsi qu'on le verra dans la suite, il est nécessaire d'avoir une connaissance générale des différentes routes que suivent les rayons de ce fluide, soit à l'extérieur soit au-dedans des corps qui se sont rencontrés sur leur passage.

Réflexion et réfraction de la lumière.

Les surfaces des corps^ à moins qu'ils ne soient parfaitement noirs et ternes, déterminent toujours au moins une partie des rayons qu'elles reçoivent à rej^aillir vers l'air, et cela de manière que, s'ils sont arrivés obliquement à l'une des surfaces dont il s'agit, ils rejaillissent sous le même degré d'obliquité. Cet effet porte le nom de réflexion ^ et les rayons qui l'ont subi s'appellent rayons réfléchis.

Supposons que le corps sur lequel tombe obliquement la lumière soit transparent; cette lumière se divisera en deux portions, dont l'une sera réfléchie à la surface ,' comme je viens de le dire, et l'autre pénétrera dans l'intérieur du corps. Tout le monde a remarqué qu'une eau tranquille fait l'office de miroir ; or, les images qui se peignent dans le miroir proviennent de la portion de lumière que la surface de l'eau envoie vers le soleil par l'effet de la réflexion, tandis qu'elle livre passage à l'autre portion p«ur la traverser.

Les rayons qui composent cette seconde portion ne restent pas sur la route qu'ils suivaient avant d'arriver' à l'eau; ils s'en détournent en y entrant et forment une espèce de pli auquel on a donné le nom de réfraction et l'on dit des mômes rayons qu'ils sont réfractés. C’est par suite de changement de direction qu'un bâton que Ton plonge obliquement dans Teau paraît rompu. La réfraction a lieu en général toutes les fois que la lumière passe obliquement d'un corps dans un autre qui est plus ou moins dense que lui. A mesure que les rayons arrivent à la surface du second corps, sous un plus grand degré d'obliquité, la quantité dont ils sont pliés par la réfraction va en augmentant; elle diminue au contraire, à mesure qu'ils sont moins obliques à la même sur-

face ; en sorte que, s'ils lui sont perpendiculaires, ils continueront de se mouvoir suivant la même direction dans Tintérieur du corps qu'ils pénètrent.

J'ai supposé jusqu'ici que les corps sur lesquels tombait la lumière étaient du nombre de ceux qu'on appelle incolores, c'est-à-dire sans couleur, tels que l'eau lorsqu'elle est limpide, le verre et le cristal de roche, lorsqu'ils jouissent de toute leur pureté. L'action de chacun de ces corps sur les rayons qui lui arrivent n'a d'autre effet que de les déterminer à changer de route dans le cas où ils se présentent obliquement à sa surface; de manière que les uns se dirigent du côté opposé à celui^vers . lequel tendait leur mouvement , et les autres continuent de se mouvoir du même côté, suivant qu'ils sont réfléchis ou réfractés. Les corps colorés ot transparents, tels que le rubis, l'émeraude, l'améthyste, etc., produisent des effets analogues sur les rayons qui les rencontrent, mais avec des modifications particulières d'où dépendeht les couleurs de ces corps, et dont je vais donner aussi une idée.

Couleurs considérées dans la lumière.

La lumière qui nous vient du soleil et des autres corps lumineux par eux-mêmes, est composée d'une infinité de rayons diversement colorés, dont la réunion produit le blanc. Toutes les nuances de couleurs dont ces rayons offrent la gradation lorsqu'ils sont démêlés les uns des autres, à l'aide d'une expérience connue de tous les physiciens, peuvent être rapportées à sept termes généraux, qui sont le violet , Vindigo, le bleu, le vert, le jaune, V orange et le rouge. La succession de ces sept couleurs se montre dans l'arc-cn-ciel, de manière qu'étant prise de bas en haut, elle commence par le violet et finit par le rouge. L'assemblage de tous les rayons dont se composent ces diverses couleurs a été désigné sous le nom de lumière blanche, parce qu'à proportion de I l'abondance avec laquelle la surface d'un corps les réfléchit j dans l'état de mélange où elle les reçoit, l'impression qu’ils font sur notre œil approche davantage de celle que produit la blancheur parfaite.

Couleurs considérées dans les corps en général.

Chacun des corps colorés fait, dans le mélange dç rayons ' de toutes les couleurs qui lui arrivent, le triage de ceux qu'il est disposé à réfléchir de préférence (1), et il faut bien qu'il

(i) Je me borne, pour le moment, à la considération des rayons réfléchis; je parlerai plus bas de ceux gui sont réfractés*

y ait en 'lui quelque chose qui détermine cette préférence. Or, nous trouvons dans Topale, qui est une des pierres précieuses les plus recherchées, tant pour la beauté que pour la diversité de ses couleurs, un sujet en quelque sorte tout préparé pour nous faire concevoir, d'après la doctrine de Newton, en quoi consiste la différence qui existe entre un corps rouge et un corps vert, ou un corps violet, relativement à la faculté qu'a chacun d’eux de réfléchir les rayons de sa propre couleur plutôt que les autres.

L’opale est remplie d’une multitude de fissures qui interrompent la continuité de sa matière propre, et qui sont occupées par autant de lames d’air très-minces. Ce sont ces lames qui réfléchissent les rayons diversement colorés dont les beaux effets font le mérite de l’opale. L’expérience qui a fourni à Newton la clef de sa théorie sur la coloration des corps, n’a fait que ramener à un aspect plus symétrique et plus favorable à l’étude, ce qui a lieu naturellement dans cette pierre.

Newton étant parvenu, par des moyens dont l’exposé nous mènerait trop loin, à obtenir une lame d’air d’une trèspetite épaisseur, qui variait dans les différents points de cette lame, remarqua qu’elle réfléchissait des couleurs plus ou moins vives, qui de même étaient variables en allant d’un point à l’autre, en sorte qu’à chaque degré d’épaisseur répondait une couleur particulière. 11 en était des différentes parties de la lame dont il s’agit, à peu près comme de plusieurs cordes d’instruments qui seraient de la même longueur et également tendues, mais dont l’épaisseur ou le diamètre augmenterait ou diminuerait d’une corde à l’autre. Chaque variation déterminerait, dans la corde correspondante, un ordre de vibrations d’où naîtrait un degré de ton particulier. De plus, le meme point de la lame d’air qui réfléchissait telle couleur, en réfractait une autre, composée de rayons qui avaient échappé à la réflexion, en sorte que cette seconde couleur succédait à la première, lorsqu’on regardait à travers la lame d’air.

Maintenant, pour revenir à l’opale, il est aisé de concevoir que les lames d’air logées dans ses fissures peuvent être assimilées à celles dont nous venons de parler. Leur épaisseur est nécessairement variable en allant d’un point à l’autre, par une suite de l’irrégularité des mêmes fissures, qui sont de purs accidents; et "de là cette diversité de couleurs qui semblent se jouer au-dedans de la pierre lorsqu’on la fait mouvoir. Si l’opale jouit d’iin certain degré de transparence et qu'ûu la mette entre l’œil et la lumière, les couleurs

qu’elle offrait, lorsqu’on la regardait par réflexion, sont remplacées par d’autres, qui proviennent des rayons réfractés, comme dans l’expérience de la lame d’air que j’ai citée d’abord.

Les couleurs du cristal de roche que l’on appelle irisé, sont de même produites par une lame d’air qui occupe une légère fissure qu’une cause accidentelle a fait naître dans l’intérieur de ce corps. Parmi les glaces qui altèrent la transparence de certaines pierres précieuses , on en observe quelquefois qui présentent un effet analogue ; mais les glaces et les gerçures déparent ces pierres aux yeux des amateurs. Il n’en est pas de même de l’opale; on pourrait dire qu’elle doit sa beauté à ses imperfections.

Une lame d’eau produit des effets analogues à ceux d’une lame d’air. Nous en avons un exemple dans les boules d’eau savonneuses qui servent de jouet aux enfants. Les belles couleurs dont^leur surface est peinte ont été vues de tout le monde; mais, en. y regardant de près, on remarque que ces couleurs, distribuées d’abord par anneaux autour de la partie supérieure de la boule, changent de place en s’avançant vers le bas, à mesure que la pellicule aqueuse dont est formée la boule, s’amincit par l’écoulement de l’eau excédante qui descend du sopmet.

Couleurs considérées spécialement dans les pierres précieuses.

D’après^ l’exposé que nous venons de tracer, on peut con- ’cevoir la cause de couleurs dont un grand nombre de pierres précieuses sont ornées. Si ces pierres étaient pures, elles seraient incolores, comme l’est ordinairement le diamant,

I le cristal de roche, etc.; mais la plupart des pierres fines I sont mélangées de substances métalliques qu’on nomme principes colorants, parce que c’est d’elles que ces pierres empruntent les teintes qui varient leur aspect. Par exemple, dans la pierre orientale, c’est le fer à l’état à! oxyde plus I ou moins oxygéné qui produit la diversité des couleurs. I Ainsi, dans le rubis oriental, la quantité d’oxygène donne aux particules le degré d’épaisseur qui s’accorde avec la réi flexion des rayons rouges. Dans la topaze, une autre quan- 1 tité, en changeant l’épaisseur de particules, y fait réfléchir le rayon jaune, etc.

; L’émeraude a pour principe colorant l’oxyde de chrome; j les particules composées de ces deux matières ont ainsi une I épaisseur assortie à la réflexion de rayons verts. Dans le , ^pinçUe, ce métal plusQxyclé augmente l'épaisseur des par-

ticules qui réfléchissent ainsi les rayons rouges. La présence de ces particules étrangères disséminées dans les pierres précieuses^ ne trouble pas pour Tordinaire leur transparence; seulement elle est plus altérée à proportion que la couleur est plus ou moins foncée. De plus^ cette couleur est la même, soit qu’on regarde la pierre par réflexion ou par réfraction. L’on doit en excepter le saphir d’eau, qui rentre dans l’analogie de la lame mince d’air dont nous avons déjà parlé, où la couleur transmise ditfère de celle qui est réfléchie. Si, en regardant à travers un morceau de ce minéral, on dirige le rayon visuel parallèlement à l’axe de sa forme primitive, la couleur est d’un bleu-violàtre, comme celle que réfléchit la surface ; si, au contraire, le rayon visuel est dirigé perpendiculairement à l’axe, la couleur est d’un jaunebrunàtre.

Caractère distinctif que fournit dans certains cas le ton de couleur de la lumière réfractée.

Quoiqu’en général la couleur d’une pierre précieuse, vue par réfraction, soit de la même espèce que celle de rayons réfléchis, il arrive assez souvent qu’elle est d’un ton différent; et l’on peut proîiter de cette ditïérence, dans certains cas pour apercevoir une distinction cachée sous l’analogie que présente la couleur de deux pierres précieuses, lorsqu’on les tient à une distance sensible de l’œil. Ainsi, quand on regarde à la manière ordinaire Vessonife , dite hyacinthe et la variété de grenat, dite vermeille, elles paraissent rouge ponceau ; mais si on les regarde en les tenant appliquées contre l’œil, l’essonite sera de couleur jaune sans mélange bien apparent de rouge, et le grenat oflrira une teinte sensible de cette dernière couleur.

Chatoiement.

On donne le nom de chatoiement aux reflets changeants que quelques pierres précieuses lancent de leur intérieur^ et qui sont dus à l’interposition d’une matière étrangère qui paraît être dénaturé terreuse. J’ai remarqué, ajoute M. Haüy, que l’arrangement des particules de cette matière était en rapport avec la structure de la pierre, en sorte que le chatoiement se montrait sur des plans parallèles à un ou plusieurs des joints naturels, situés entre les lames cornpolantes de la pierre. Le corindon, dit astérie, est dans un cas particulier ; scs reflets chatoyants se montrent sous la forme d’une étoile à six rayons; et, pour que cette étoile soit régulière, il faut que la face qui la présente soit perpendiculaire à i'axc de sa forme primitive.

Nomenclature des couleurs et des différentes espèces d'éclat.

Une pierre précieuse est nommée incolore^ quand elle n’offre aucune couleur sensible; opaque^ quand on n’aperçoit aucune lumière en regardant à travers; translucide , (piand l’œil voit à travers une faible lumière, sans aucune image de corps; transparente ^ quand les rayons lumineux, la traversent en assez grande quantité pour permettre à l’œil de voir plus ou moins distinctement les images des objets, d’où partent ces rayons. Les marbres, les porphyres, sont opafjues; le chrysophrase, translucide, la topaze, dite goutte d'eau, transparente, etc.

Quant à l’éclat, les dénominations qu’on lui donne sont celles dont on se sert ordinairement, à l’exception de celle du diamant. L’éclat de celui-ci est nommé adamantin, d’après la propriété suivante : Si l’on incline peu à peu vers la lumière un diamant taillé, en regardant une de ses facettes, la force de réflexion, qui ira toujours croissant, atteindra un terme où cette facette prendra un éclat qui aura beaucoup d’analogie avec celui de l’acier poli : c’est Véclot adamantin. Le zircon, dit jargon de Ceylan, produit un effet du même genre, mais dans un degré moins marqué. Il en est de même des diamants colores dans lesquels l’éclat métallique perce à travers leurs teintes de rouge, de jaune, d’orange, etc., sous la position qui donne une forte réflexion. Quant "aux diamants incolores, on pourra remaniuer ipie leurs facettes passent de l’éclat métallique cà un aspect sombre et môme noirâtre, lors(iu’on les incline en sens contraire, c’est-à-dire du côté opposé à celui d’où vient la lumière.

Les autres pierres précieuses , telles que les émeraudes , les rubis, les topazes, etc., peuvent aussi être amenées à un degré d’inclinaison qui détermine une réflexion plus ou moins abondante de la lumière blanche sur leurs facetjfes ; mais l’éclat dont elle est accompagnée n’est pas du même genre, et tire plutôt sur celui qu’on nomme vitreux, ou analogue au verre de cristal.

Cristallisation.

Les molécules intégrantes des corps, liquéfiées par le calorique, ou par un liquide convenable, prennent, par le refroidissement, ou par l’évaporation d’une partie de ce liquide, un arrangement symétrique plus ou moins régulier, mais toujours fixe et constant pour chaque espèce de mi-

néral; c’est cet arrangement symétrique qu’on appelle cristallisation.

Il est certaines conditions qui favorisent la cristallisation :

10 on doit laisser refroidir lentement le corps ou le liquide qui le tient en solution^ sinon l’on n’obtien t que des masses informes ; 2^ il faut le repos du liquide dans lequel a lieu la solution; il est cependant des cas où un léger mouvement détermine la cristallisation ; 3® la présence de l’air : le sulfate de soude ne cristallise point dans le vide ; 4» une masse saline convenable, car plus elle est forte, plus les cristaux sont gros; 5® un degré de froid suffisant; aussi ne manquet-on pas d’exposer les solutions salines dans des endroits frais. La pression peut même déterminer la cristallisation; enfin on peut obtenir des cristaux très-beaux et très-réguliers, en suivant la méthode de Leblanc; elle consiste à placer dans une solution saline des cristaux très-réguliers du même, sel, et à les retourner tous les jours.

Les molécules intégrantes des minéraux ont pour chacun d’eux une forme invariable à laquelle doivent être rapportées toutes celles que prennent leurs cristaux. En effet, un cristal n’est qu’une réunion de molécules qui, quoique ayant toutes la même forme, peuvent cependant, par un arrangement particulier, donner naissance à une infinité de formes secondaires qui participent toutes de la forme primitive. On peut donc regarder comme une loi, en cristallographie, que toutes les formes secondaires que les cristaux nous offrent ne sont produites que par la superposition ou par l’arrangement différent que prennent les molécules intégrantes.

La forme primitive se trouve comme enveloppée par des lames, dont l’arrangement représente quelquefois celui de la forme primitive; mais, le plus souvent, il donne lieu à diverses formes dites secondaires, qui s’en écartent. De nos jours, on est parvenu à démontrer, par le clivage ou la dissection des cristaux, l’heureuse' application de la pratique à cette théorie. On peut en effet, à l’aide dé la dissection, parvenir à reconnaître la forme primitive d’un cristal ; mais cette dissection n’est possible que sous certaines conditions.

11 est des faces qui résistent aux instruments, tandis que d’autres se laissent aisément diviser; ces effets sont produits suivant que l’instrument est dirigé dans le sens naturel de la superposition des lames de cristal, ou dans le sens opposé : d’où il résulte que toutes les fois qu’on parvient à enlever les lames parallèlement aux faces, la forme de ce cristal est la même que la primitive, attendu qu’en continuaat cgttQ cIîssqcUqù; on uq fait que diininuer la grosseur

du cristal sans altérer sa forme. Lorsqu'au contraire on ne peut détacher que des fragments obliques aux faces^ on doit en coilclure que la figure du cristal est secondaire, c'està-dire engendrée par la superposition et l'arrangement des lames qui enveloppent sa figure primitive. Nous allons donner un exemple de dissection d'un cristal, et de son retoui» à la forme primitive ; nous l'emprunterons à l'un des plus habiles minéralogistes. Si l'on prend donc un prisme hexaèdre très-régulier de carbonate de chaux, et que l'on essaie de le diviser parallèlement aux arêtes, d'après les contours des bases, on trouvera que trois de ces arêtes, prises alternativement dans la base supérieure, par exemple, se prêtent à cette division; et, pour réussir dans la base inférieure, il faudra, prendre , non pas les arêtes qui correspondent aux précédentes, mais leurs arêtes intermédiaires.

Ces six sections mettent à découvert un pareil nombre de trapèzes; savoir, les deux qui interceptent les arêtes, et celui qui intercepte l'arête inférieure. Chacun de ces trapèzes possède un éclat et un poli qui démontrent évidemment qu’il coïncide parfaitement avec l'un des joints naturels dont l'assemblage forme le prisme. On tenterait en vain de diviser le prisme suivant d'autres directions. Mais si l'on continue la division parallèlement aux premières sections, on voit évidemment que, d'un côté, les surfaces des bases deviendront de plus en plus étroites, tandis que de l'autre, les élévations des plans latéraux décroîtront; parvenu enfin au point où les bases auront totalement disparu, le prisme se trouvera transformé en un dodécaèdre à faces pentagonales, dont six seront les résidus des six pans du prisme, et les six autres seront le résultat immédiat de la division mécanique.

Au-delà de ce même terme, les faces extrêmes conserveront leur figure et leurs dimensions, tandis que les faces latérales diminueront incessamment de hauteur, jusqu'à ce que les points du.pentagone venant à se confondre avec les points du dodécaèdre, et ainsi de même pour les autres points semblablement situés, chaque pentagone se trouvera réduit à un simple triangle. Enfin, si l'on continue de nouvelles sections sur ces triangles, de manière à ne laisser aucune trace de la surface du prisme, on arrive au noyau ou à la forme primitive qui sera un rhomboïde obtus, dont le grand angle est de 101» 32’ 13". Pour de nouveaux exemples et de plus amples explications, nous renvoyons au savant Traité de Minéralogie de Haüy. Nous nous bornerons à dire que, d'après l'exposé que nous venons de donner du clivage des cristaux, leur forme primitive est, à proprement parler, leur noyau, ou, si l'on

veut, un solide d’une forme constante, symétriquement engagé dans tous les cristaux d’une même espèce, et dont les faces sont dans la direction des lames qui composent ces cristaux.

Les formes primitives connues jusqu’à ce jour sont au nombre de six : le dodécaèdre à plans rliombes, tous

égaux et semblables ; 2® le dodécaèdre à plans triangulaires, composé de deux pyramides droites réunies base à base;

3« l’octaèdre ; 4» le parallélipipède ; le prisme hexagonal ; 6® le tétraèdre régulier.

Ces formes primitives, ou ces noyaux de la cristallisation, ne sont pas cependant le dernier terme de la division mécanique des cristaux, puisqu’on peut toujours les sous-diviser parallèlement à leurs différentes faces, et quelquefois aussi dans d’autres directions : on parvient ainsi à leur molécule intégrante. Les nombreuses recherches que l’on a faites ont prouvé que les formes des* molécules intégrantes, auxquelles toutes les formes primitives peuvent se réduire, sont au nombre de trois : le pàrallélipipède, ou le plus simple des so¬

lides qui aient leurs faces parallèles deux à deux ; 2® le prisme triangulaire, ou le plus simple de tous les prismes; 3° le tétraèdre, ou la plus simple des pyramides.

D’après cet exposé, l’on sent combien il est important que les minéralogistes recourent au clivage des minéraux, et qu’ils fassent connaître, en même temps leurs propriétés physiques, le nombre de leurs clivages, leur direction, leur facilité, leur netteté, ainsi que les angles que forment entre elles les faces auxquelles ils peuvent donner lieu. Il arrive souvent que les minéraux ont plusieurs clivages ; on doit alors s’attacher spécialement aux plus fréquents, aux plus nets, i en un mot, à ceux qui offrent le solide le plus propre aux : observations cristallographiques que l’on a entreprises. Les j autres sont connus sous le nom de clivages surnumérai- I res. Les cristaux se trouvent quelquefois isolés dans la nature, ou bien implantés dans une gangue qui leur sert .do ciment pour les lier ensemble ; mais le plus souvent ils sont groupés entre eux, de manière à décrire un grand nombre de formes, soit pseudomorphiques, soit en cristallisation régulière. Ainsi, l’on voit souvent des groupes de cristaux cubiques donner lieu, parleur union, à des octaèdres réguliers, à des dodécaèdres rhomboïdaux, etc. C’est aussi par de semblables réunions de cristaux de même forme, et implantés i l’un à l’autre par un seul point, qu’ils affectent des formes^ nouvelles. Ainsi, les cristaux à sommet dièdre sont suscepti- j| blés de se réunir autant parles faces b que par les faces a; \

caractères des pierres précieuses, 11

il en résulte qu’alors, si ^inclinaison de b sur b est de 90»^ la réunion de quatre cristaux semblables donnera lieu à une croix rectangulaire Si Tangle est au contraire plus petit j trois cristaux ABC pourront se réunir ; ils seront obliques Tun sur Fautre^ et le cristal dont le sommet dièdre sera égal à un autre angle^ pourra se grouper dans ce xide. Un tel arrangement explique tous ceux qu'ont pris les divers cristaux qui représentent des roses, des gerbes, etc.; on peut les étudier dans la Minéralogie d'Haüy^ dans le Traité élé~ mentaire de Minéralogie de Beudant^ etc.

Il est un point essentiel sur lequel nous devons nous arrêter, c'est qu'une cause des variations dans les formes secondaires des minéraux, qui cependant jouissent de la même forme primitive, se trouve dans la mesure des angles qui résultent de l'inclinaison de leurs faces. Cette mesure est déterminée à l'aide d'un instrument nommé goniomètre; il est dû à Haüy : il se compose de deux lames d'acier jointes par un axe, autour duquel on peut les faire tournér et glisser par les rainures, afin de les allonger ou de les raccourcir à volonté. Lorsqu'on veut s'en servir, on les place sur les deux faces dont on se propose de mesurer l'inclinaison mutuelle ^ ou angle dièdre, perpendiculairement à leur intersection, ou sur les deux arêtes dont on veut déterminer l'angle plan ; cela fait, on met ces lames sur un rapporteur de cuivre, ayant une cavité dans laquelle s'adapte exactement une virole ; un petit taquet, en rentrant dans la rainure, contribue à fixer ces lames dans une position sûre. Ces dispositions prises, on lit sur le limbe le degré d'ouverture de ces lames. Ce limbe est divisé en degrés; Gillet de Laumont y a fait subir d'utiles modifications ; il l'a divisé en dixièmes. Comme, dans les descriptions des instruments, il faut être aussi clair qu'exact, nous aimons mieux emprunter celle-ci à Beudant que de la rendre imparfaitement. Nous dirons donc, d'après lui, que Gillet de Laumont a fait tracer sept cercles concentriques à égale distance l'un de l'autre, et tirer des diagonales, entre les deux cercles extrêmes, d'un degré à l'autre. L'alidade marque alors un degré exact, ou 1 degré 10, 20, !30, 40, 50 minutes, suivant qu'elle corresxjond exactement à l'un des rayons tracés de degré en degré, ou à l'intersection de la diagonale avec le 2% 3^, 4®, 5® cercle concentrique ; ou ’ bien, comme les rayons ne sont pas marqués partout, pour 1 1 éviter la confusion, l'alidade marque le degré exact, ou un ■ 1 degré plus 10, 20, 30, 40, 50 minutes, suivant qu'elle corres- ^ pond aux extrémités opposées des deux diagonales voisines,

^ ou à l'intersection de la diagonale la plus rapprochée de 18Û<î^

Î>REMÎÈRE PARTIE.

avec le 3®^ 4^ et 5^ cercle. Ce goniomètre n’est exempt d’inconvénients; on a cherché à y remédier en tâchant à mesurer les angles par la réflexion de la lumière. Wollaston a inventé un goniomètre aussi simple (pie commode. Enfin, Adelman en proposa un qui donne des résultats assez satisfaisants : l’un et l’autre ont été décrits fort exactement par Beudant.

Pesanteur et poids spécifique.

La pesanteur est une des propriétés caractéristiques de la matière ; ainsi, l’on doit donner le nom de poids spécifique à la densité de la matière dont les corps sont composés, en la comparant, sous le meme volume, et à la même température, à celle d’un autre corps que l’on est convenu de prendre pour terme de comparaison, et qui est l’eau distillée, dont la température est de 15o.5 c. Nous ne parlerons ici que de la manière de reconnaître le poids spécifique des corps solides ; elle consiste à les peser dans l’air, à les attacher ensuite, au moyen d’un cheveu, au plateau d’une balance dite hydrostatique, et à les peser de nouveau, en les plongeant dans un vase exactement rempli d’eau distillée. Il est évident que le corps, en plongeant dans l’eau, en déplacera un volume égal au sien, et que le poids de cette eau, comparé à celui de ce corps dans l’air, indiquera son poids spécifique ; il.est aussi démontré que les corps pesés dans l’eau, perdent en poids celui que donne une quantité d’eau égale à leur volume ; ce qui offre un autre moyen de comparaison pour établir leur densité respective. Nicholson a appliqué l’aréomètre de Fahrenheit à la détermination du poids spécifique des corps solides, et Haüy l’a adopté pour prendre le poids spécifique des pierr-es précieuses, comme étant peu dispendieux et d’un transportjfacile. La pièce principale de cet aréomètre est un cylindre creux de fer-blanc, arrondi à ses deux extrémités, dont l’une porte une tige déliée, faite d’un fil de laiton, terminée par une petite cuvette, au-dessus de laquelle on en place une seconde qui est plus grande, et'qUe Fon peut enlever à volonté. A la partie inférieure est suspendu un cône renversé, concave à l’endroit de sa base et lesté endedans avec du plomb. La tige supérieure du laitoilest marquée vers son milieu d’un trait b fini a la lime. Cet aréomètre doit être lesté de manière que lorsqu’il est plongé dans un vase de verre, contenant de 1 eau pure ou mieux distillée, dont la température est d’environ 14 Réaumur, ou 17.5 c., une partie de ce cylindre doit en partie surnager l’eau. Quand pu se propose de prendre le poids spécifique d'un corps, on

plonge raréomètre dans Teau et Ton met dans la cuvette^ le poids nécessaire pour que le trpit b se trouve à fleur d'eau, et que rinstrument reste stationnaire; c'est ce qu'on nomme affleurer Varéomètre. Cette quantité de poids est nommée première charge de Varéomètre. Supposons qu'elle soit de 2 décag., 3 grammes, 5 décig., 5 centig. et 6 millig. ainsi exprimés en calcul décimal 2.3556, on retire le poids de la cuvette, l'on y pèse le corps dont on veut connaître le poids absolu, et y ajouter les poids nécessaires pour que la tige affleure de nouveau en h ; cette seconde somme supposée dans cette expérience à 1.9413, c’est la seconde charge de l’instrument. Il est évident que ce qu'elle a de moins représente le poids exact 'des corps; cette différence ou ce poids est de 0.4143.

Après cette expérience on sort l'aréomètre de l'eau, l'on place le corps dans la cavité inférieure, et l'on replonge l'instrument dans l'eau , on s'aperçoit alors que le trait 6, dont 1^ tige est marquée, remonte au-dessus de sa première position, parce que l'eau qui environne celle dont le corps a pris la place, soutenant une partie de ce corps, en aura déchargé l'instrument. Ayant donc repris la cuvette supérieure, on ajoute la quantité de poids nécessaire pour arriver à un nouvel affleurement de la ligne b. En admettant que cette quantité, jointe à celle qui était déjà dans la cuvette, forme un total de 2.0582, c'est la troisième charge de Varéomètre. Ce qu'elle a de plus que la seconde sert à compenser la perte que le corps a faite de son poids dans l’eau, ou, si l'on veut, le poids d’un volume d'eau égal à celui de ce corps. Ainsi, en retranchant

De la 3® charge . 2.0582

De la 2® charge . 1.9413

L'on obtient . 0.1169

Ainsi, 0.1169 est le poids exact du volume d’eaii^égal à pelufdu corps que l'on a pesé. On divise ensuite le*^ poids ; ibsolu de ce même coq^s par celui de son volume d'eau , )U comme le poids absolu a été reconnu de 4l43, en le divisant par 1169 (en supprimant le point) l'on a pour quoient 3.544 et une fraction qui est son poids spécifique, l'unité lu poids spécifique de son volume d'eau étant admis à 1000. /est ainsi qu'on opère au moyen de la méthode de Niliolson.

Bijoutier, Tome J.

PftEMlÊRÈ partie i

Dureté.

On jugeait autrefois de la dureté des corps par le choc dil brifiuet i cette méthode est défectueuse 5 c est moins la dureté des corps qui détermine les étincelles qui se produisent, que leur mode d'agrégation 5 car, nous avons des variétés de quarz qui, étant friables, ne donnent point d^étincelles, quoique étant de même nature que les silex les plus durs. On a donc cru devoir juger de la dureté des minéraux par la résistance qu^ils opposent à se laisser rayer par d autres, et c^est la comparaison de cette même résistance entre les corps plus ou moins durs qui établit leur degré de dureté. Lorsqu'on fait de pareils essais, il faut, autant que possible, prendre des échantillons cristallisés. Sous le rapport de la dureté, on a divisé les minéraux en six clasSes :

La première comprend ceux qui ne sont rayés que par le diamant, qui est le plus dur de tous les corps.

La deuxième, ceux qui le sont par le quarz. ‘ ,

La troisième, ceux par Tacier. Ainsi, le marbre est raye par Facier, tandis que le porphyre ne l’est pas, ce qui sert

à les distinguer. , , x. n

La quatrième, ceux dont on compare la durete avec celle du verre. Ainsi, quoique Fasbeste et la tremolite se ressemblent beaucoup, celle-ci raie le verre, tandis que la première ne produit point cet effet.

La cinquième a pour point de comparaison le marbre.

La sixième, la chaux sulfatée ou gypse, qui est rayé par

^ ^Le^professeur Mohs, qui a beaucoup étudié les degrés de dureté des minéraux, les a exprimé s. ainsi .

1 exprime celle du talc.

2 id

4 id

6 id

8 id

idem

gypse.

idem

spath-calcaire.

idem

spath-fluor.

idem

apatite.

idem

feld- spath.

idem

quarz.

idem

topaze.

idem

corindon.

idem

diamant.

Dans quelques ouvrages de minéralogie, on range les corps en durs, demi-durs et tendres. i *

10 Les durs ne se laissent pas entamer par le couteau, et {ont feu avec l’acier. On appelle extrêmement durs ceux quj

né se laissent pas entamer par la lime ; très-durs ceux qui lui cèdent un peu^ et durs ceux qu'elle est susceptible de rayer.

2o Les demi-durs ne font pas feu au briquet^ et se laissent difïîcileftient entamer par le couteau.

30 Les tendres sont coupés aisément par le couteau^ mais non entamés par Tongle.

La rayure et râclure.

On donne le nom de rayure ou râclure à la marque qu’un corps plus dur qr.e le minéral qu'on examine laisse à sa surface. La couleur de cette rayure ou râclure est analogue à celle du minéral, ou bien d'une couleur différente.

Réfraction double. •

C’est la déviation des rayons lumineux qui traversent un corps transparent ; elle est simple lorsqu'on ne voit qu'une fois l'image de l’objet à travers le corps, et double quand on l'aperçoit deux fois. La double image se voit tantôt à travers des faces naturelles et parallèles du minéral transparent, tantôt à travers des faces préparées. Toutes les fois que les faces du minéral ne sont ni parallèles ni perpendiculaires à l'axe de réfraction, la double image s'aperçoit en regardant à travers deux faces parallèles. Lorsque le passage, dit Haüy, se fait, par exemple, de l'air dans le verre ou de l’air dans l'eau, les rayons suivent tous la même route que la réfraction leur a fait prendre, et c'est pour cela qu'on ne voit qu'une seule image d'un objet que l'on regarde à travers deux faces opposées d'un des corps qui sont dans le cas dont je viens de parler. Mais il y a des substances naturelles, telles que beaucoup de pierres précieuses, qui ont la propriété remaniuable de solliciter les rayons qui leur ont été transmis par un autre corps à se partager en deux faisceaux qui suivent deux routes différentes : c'est ce qu'on nomme double réfraction. Les mêmes corps, par certaines conditions, font voir deux images de chacun des objets que l’on regarde à travers deux de leurs faces opposées, que Haüy nomme faces réfringentes. Une des conditions dont je viens de parler, ajoute-t-il, au moins lorsqu'il s’agit de pierres précieuses, qui sont les seules substances que nous ayons ici à considérer, est que les deux faces réfringentes, dont l'une, qui est tournée vers les objets, reçoit les rayons qui en proviennent, et l'autre, qui est du côté de l’œil, leur donne une issue, soit inclinées entre elles.

De rélectricité.

Le premier fait physique que Ton trouve consigné dans Thistoire de l'électricité, c'est la propriété dont jouit le suc^ cin ou ambre jaune qu'on vient de frotter, d'attirer ^ petits corps. Tlialès de Milet attribue la force d'attraction et de répulsion de l'électricité, à un esprit particulier mis en mouvement par le frottement; cette hypothèse fut reproduite par Boyle. L'histoire des phénomènes que présente l'électricité, se rattache plus particulièrement à la physique.

Dans des circonstances favorables, le frottement, le contact, la pression, l'élévation de température, etc., développent dans tous les corps une propriété dite électrique, en vertu de laquelle ils attirent à eux et repoussent ensuite les corpuscules légers. L'explication de ce phénomène, et celle des attractions qui ont lieu entre certains corps électrisés, ont conduit le plus grand nombre de physiciens à admettre dans les deux corps deux fluides de nature ditférente, qui se neutralisent dans les corps à l'état ordinaire, et constituent cet état d’équilibre qu'ils appellent repos électrique. Lorsqu'ils contiennent un excès de l'un de ces fluides, ils attirent les autres corps non électrisés. Par le frottement on accumule l'un de ces fluides à la surface des corps. Si l'on en approche alors un autre, ce fluide pourra traverser l'air et produire, en s'unissant avec celui qui est de nature différente, une étincelle, accompagnée de bruit, de lumière et de chaleur, et en répandant une odeur sui yeneris. Ces deux fluides réunis et neutralisés ont reçu le nom d’électricité ou fluide électrique. On a assigné à chacun d'eux un nom différent : l'un est connu sous celui de fluide positifs et l'autre sous celui de négatif. On leur donne également ceux de fluide vitré et de fluide résineux. Ces dernières dénominations sont impropres, attendu que le verre et la résine se chargent de l’im et de l'autre de ces fluides, suivant la nature des corps avec lesquels on les frotte (1), et même suivant l’état de leur surface. Les molécules d'un même fluide se repoussent, et celles des fluides de diverse nature s'attirent.

(i) Il existe une loi g*?n<5rii!e, c’est que les corps frottés et frottants acquièrent des électricités opposées, à l’exception du dos d’un chai vivant, qui s’électrise toujours vitreusement, quel que soit le frottoir que l’on emploii*. Tous les métaux électrisent les soufre vitreusement, si l’on en excepte le plomb et les autres frottoirs qui l’électrisent résineusement. Les résines, frottées entre elles, développent l’électricité vitrée et résineuse, et, avec tous les autres corps, cette dernière. La soie blanche s’électrise vitreusement avec la soie noire, le drap noir et les métaux, tandis qu’elle s' électrise résioeu-* sement avec le papier, la main de l’ homme, la peau de belette, etc.

Tous les minéraux sont susceptibles de devenir électriques, soit par le frottement, soit par la pression, soit par le contact ou bien par la chaleur; il est des substances chez lesquelles on peut les provoquer par tous les moyens.

Les corps vitreux, résineux ou pierreux, sont susceptibles d'étre immédiatement électrisés^ar Tun de ces moyens; et d'autres, tels que les métaux, ont besoin d'être isolés pour que l'électricité puisse s'y développer, effet que l'on opère en les plaçant sur des corps qui, de même que le verre, la résine, etc., ne livrent point passage au fluide électrique. De ces deux propriétés sont nées deux grandes divisions ; les minéraux isolants et les minéraux conducteurs.

Les corps frottés ou comprimés ne prennent pas tous la même électricité ; en général elle est chez les uns vitreuse^ et chez les autres résineuse. Cette règle n'est pas’ cependant invariable, puisqu'il arrive souvent qu'un cristal d'un même corps prend une électricité, tandis qu'un autre en prend une opposée. Haüy a remarqué que, dans un même cristal, il arrivait parfois qu'une face développait, par le frottement, une électricité contraire à celle qu'une autre face manifestait par le même moyen.

Les minéraux conservent et prennent plus ou moins facilement l’état électrique. Il en est, tels que le spath d'Islande, qui n'ont besoin que d'être pressés entre les doigts. La topaze s'électrice aussi très-facilement, et, ainsi que le spath d'Islande {carbonate de chaux cristallisé), conserve très-longtemps l'électricité, quoique étant en contact avec des corps conducteurs; tandis que le diamant, le cristal de roche, ne la conservent pas plus d'un quart-d'heure.

Nous avons déjà dit que certains corps pouvaient s'électriser par la chaleur; ces corps sont du nombre des isolants. Les plus remarquables sont la topaze et la tourmaline. On a observé que, lorsqu'il se produit deux pôles d'électricité différente, une des extrémités du cristal offre le pôle positif et l'autre le négatif, et que les difïérences ont presque toujours un rapport direct avec la cristallisation. En effet, on a constaté que, dans les cristaux réguliers, chaque pôle présente des ramifications particulières, le pôle positif offrant plus ou moins de faces que le négatif, ou vice versât ou bien des faces d'un autre genre.

Les minéraux ne s’électrisent pas tous au même degré de température; il en est, en effet, qui le sont constamment à la température atmosphérique, et d'autres qui deviennent électriques à une chaleur plus ou moins forte, et qui la perdent à un çlegré de calorique supérieur.

Il est un moyen bien simple de reconnaître la nature de Téiectricité des minéraux; il est dû à Haüy^ et consiste à adapter à une des extrémités d'une aiguille métallique un petit barreau de spath d'Islande ; on la place sur un pivot isolé, sur lequel elle doit être en équilibre au moyen d'une longueur suffisante de ra4ftre extrémité de l'aiguille. Ces dispositions prises, on électrise vitreusement le spath d'Islande en le pressant entre les doigts; on électrise ensuite le minéral, et on le présente au barreau de spath; s'il l'attire, il est électrisé résineusement; s’il la repousse, c'est vitreusement. Il est bon de faire observer qu'il faut bien s'assurer que le minéral qu'on examine est électrisé.

Surface extérieure,

1® Inégale, lorsqu'elle offre de petites élévations et dépressions qui sont peu régulières.

2® Grenue, quand ces petites élévations sont arrondies.

3° Lisse, quand elle ne présente aucune aspérité ou inégalité.

4o Striée, lorsque les petites élévations se prolongent en ligne droite et parallèlement.

5® Drusique, quand elle est couverte de très-petits cristaux qui sont réunis en druses.

00 Raboteuse, quand les élévations de la surface sont plus saillantes. Il n'est pas besoin de pousser plus loin un examen auquel rintelligence du lecteur peut aisément suppléer.

Cassure et structure.

C'est la surface intérieure que présente un minéral, quand il a été cassé dans un sens inverse à ses joints naturels. Ce caractère est assez incertain, puisqu'il peut varier dans le même minéral ; il peut cependant servir à la distinction de quelques variétés. On distingue plusieurs cassures; les princi^jales sont :

1° La régulière, qui n'étant, selon Brongniard, que la division naturelle des lames de cristal, doit être rangée parmi les caractères appartenant à la structure.

2» La compacte. Elle est ainsi nommée quand toutes les parties forment entre elles continuité. 11 arrive qu'elle offre souvent de petites Inégalités; elle est dite alors esquilleuse ou écailleuse, lorsque ces inégalités forment des espèces d'écailles; conchoïde, lorsqu'elle forme de petites élévations arrondies comme les coquilles ; unie, quand elle ne présente aucune inégalité; inégale, quand ces inégalités sont anguleuses et irrégulières; elle est alors à gros grains, à petits

grains et à grains flns^ suivant la grosseur de ces inégalités ; terreuse, quand elle a Taspect de la terre sèche ; crochue ou ramiforme, quand elle offre des aspérités très-petites^ en forme de crochet^ et peu sensibles à la vue ; c^est celle qu'offrent plus particulièrement les métaux.

30 Fibreuse, c'est-à-dire présentant des filaments unis, ensemble^ et non susceptibles d'être mesurés; ces fibres* sont disposées parallèlement ou bien sont courbes, diver-g entes, entrelacées , etc.

¥ Rayonnée, ne diffère de la précédente que parce que les fibres sont épaisses^ aplaties et susceptibles d'être mesurées; suivant leur largeur et leur élévation^ elles présentent des cannelures ou des stries.

50 Feuilletée ou lamelleuse, offre des lames minces , lisses et polies^ plus ou moins grandes^ droites ou courbes, etc.

60 Vitreuse, a l'aspect du verre. Elle est dite résineuse, quand elle paraît semblable à la résine; vitro-résineuse, lorsqu'elle semble participer de ces deux substances.

La structure est bien souvent une propriété inhérente à ces corps; la cassure nous la dévoile dans un minéral,

: puisqu'elle en est une dépendance constante. Ainsi, dans les minéraux à structure régulière, la cassure est unie, et porte le nom de lamelleuse ou feuilletée, suivant l'épaisseur des lames,' etc. Il est donc reconnu qu'il doit y avoir un grand nombre de structures diverses, que nous nous abstiendrons de nommer, puisqu'elles sont analogues 'aux cassures que nous venons d'énumérer.

Nous croyons utile d’ajouter, pour complément, un essai d'analyse des pierres en général, afin d’en faire une application aux pierres précieuses, qui soit propre à en reconnaître la nature par leurs principes constituants et à pouvoir acquérir ainsi des notions exactes pour les reproduire/ artifi- I ciellement , comme on %tit pour l’émeraude , le grenat , la jtôpaze, le rubis, 1q saphir, etc. L'analyse des substances ; métalliques , que nous avons placée à la seconde partie de icet ouvrage, servira de complément à celle-ci, ou, poui^ mieux dire, servira de guide pour reconnaître les oxydes métalliques qui existent dans certaines pierres précieuses.

Analyse des 'pierres.

Les pierres, ainsi que les terres qui en sont les débris, ïont composées quelquefois d'un, mais généralement de plusieurs oxydes; il arrive aussi qu'elles sont unies à des jubstances combustibles, à des acides et à des sels.

Ën général; les pierres sont composéos d'alumine, de chaux.

de magnésie, de silice^ et des oxydes de fer et de manganèse en combinaison binaire, ternaire, quaternaire, etc. Il en est quelques-unes, mais c^estle très-petit nombre, qui comptent parmi leurs principes constituants la potasse , la soude , la glucine, la zircone, ryttria, boxyde de chrome, et même la baryte, Toxyde de nickel , etc.

De tous les oxydes, ceux qui entrent le plus souvent et en plus grande quantité dans la composition des pierres , sont la silice et raluminc ; la chaux vient après ; la silice y est en combinaison saline, et donne lieu à des silicates simples^ ou multiples; on croit que Talumine jouit de cette même propriété.

Comme presque toutes les pierres ont une assez grande cohésion ou dureté pour être inattaquables par les acides hydrochlorique, nitrique et sulfurique, on devra les réduire en poudre très-fine, en les broyant dans un mortier d'agate ; si eUes sont trop dures pour pouvoir être broyées, on les fera rougir et on les plongera dans beau, ce qui rendra pour lors cette pulvérisation beaucoup plus facile. Ce préliminaire rempli, on mêle 10 grammes de cette poudre avec 30 grammes dliydraté de potasse ou de soude, et on soumet ce mélange dans un creuset de platine , surmonté de son couvercle, à une chaleur rouge, jusqu’à ce qu’il soit ou fondu ou du moins à l’état pâteux, ce qui exige de trois quarts-d’heure à une heure. Lorsque le tout est refroidi, on y verse de l’eau bouillante à plusieurs reprises , et l’on décante chaque foii dans une capsule, en ayant soin de ne rien perdre. Lorsqu’il ne restera plus rien dans le creuset, on place la capsule sui le feu, et on y verse peu à peu de l’acide hydrochlorique en remuant la matière avec une spatule de verre, jusqu’i ce que la dissolution soit complète. Par l’évaporation, on en dégage l’excès de cet acide , et lorsque la liqueur est parvenue à l’état pâteux par une douce évaporation, l’hydro-; chlorate de silice se décompose, et cet oxyde se précipite j on l’obtient séparément, et on en*détefmine la quantité ei délayant le résidu de cette évaporation dans dix fois soi volume d’eau distillée, portée à l’ébullition et filtrant. L; silice lavée et séchée est mise à part. On réunit les eaux di a lavage de la silice à la liqueur; on la sature par l’ammol^ niaque, qui en précipite l’alumine et l’oxyde de fer; on filtre| on lave le filtre et le précipité, et l’on réunit ces eaux d’ lavage à la liqueur. On fait bouillir le précipité humide ave' de la potasse préparée à l’alcool , qui dissout l’alumine san’ toucher à l’oxyde de fer; pour l’en séparer, on filtre, on 1 i lave et on le fait sécher; on précipite l'alumine de son nnio. ^