LUMIERE

Symbole V^.

L'histoire chimique de la lumière ne peut être faite qu'en étudiant longtemps sa nature, son origine, sa composition, ses propriétés et son action sur les autres corps. Nous ne prétendons en donner id qu'une bien faible ébauche.

Deux hypothèses ont été faites sur la nature de la lumière ; l'une est due à Descartes et suppose l'existence d'une matière subtile, répandue dans tout l'univers, qui pénètre les corps et les traverse avec la plus grande facilité; ce fluide a reçu le nom d'éther. Les partisans

de cette hypothèse, parmi lesquels on compte des hommes d'un grand mérite, considèreut la lumière comme le résultat d*UD certain mouvement de vibration da corps lumineux qui se conf&munique à Téther, ainsi que les vibrations sonores se communiquent à Tair.

Cette théorie, dite des vibrations ou des ondulations, explique d*une manière satisfaisante la propagation de la lumière, la réflexion à la surface de certains corps, et la réfraction en passant à travers d'autres. Mais on ne conçoit pas comment la vibration de Téther produirait une action chimique sur certains corps. £n l'étendant à la manifestation de la chaleur et des deux électricités, son insuffisance devient encore plus manifeste , puisque ces corps peuvent prendre l'état de repos et entrer dans des combinaisons.

Une autre objection, c'est que, si la lumière était une vibration de réther, qui remplit tous les espaces, elle devrait se propager dans tous les sens et autour de tous les obstacles par des ondes lumineuses secondaires, comme se propagent les vibrations sonores dans Tair; en sorte qu'il ne devrait Jamais se former d'ombre derrière un corps opaque, et qu'un tel corps, placé devant notre œil , ne devrait pas arrêter notre vue.

Nev^n, l'auteur de la seconde hypothèse, a considéré la lumière comme un fluide éminemment subtil, émané du foyer lumineux et lancé dans l'espace avec une grande vitesse; ce fluide, dont les molécules se succèdent sans interruption, a la propriété de traverser certains corps, que pour cela on nomme corps diaphanes ; il est, au contraire, réfléchi à la suribce des corps opaques et brillants, de la même manière qu'un corps solide élastique , en faisant l'angle de réflexion égal à l'angle d'incidence. Les corps de couleurs ternes ont la propriété d'absorber une grande partie des rayons; enfln ce fluide est susceptible d'agir chimiquement sur divers corps.

Cette tliéorie, dite de l'émission, n'est pas complète, car elle n'apprend rien sur la nature de la lumière , mais elle est Texpression des faits observés, et nulle objection sérieuse ne peut lui être faite. On a dit cependant qu'il était absurde de supposer que les astres pussent toujours émettre de la lumière sans s'amoindrir, si cette lumière était une substance; mais il est permis de croire que le soleil et les étoiles sont des masses énormes de corps combustibles, brûlant au milieu de corps comi)urants, et ([ne le temps qu'ils mettront à brûler est seule-

ment très-long. Ne voyons-npus pas qi^e certaine^ é^jjc^^'^eigneot 7 La terre elle-même n'est-elle pasi un soleil éteint ? sa chaleur centrale et les corps brûlés qui constituent son enyeloppq e^térienre peuvent le faire penser.

Entre ces deux théories, notre choix n'es^ pas douteux. Descartes suppose d'abord Téther et ensuite la vibration : sa théorie est done fondée sur deux suppositions. Si l'on objecte que lei$ physiciens ont découvert que la lumière se propageait en ondulant, nous répondrons que c'est le fluide subtil de Newton qu'ils ont observé, et ce que nous avons à dire , touchant les propriétés chimiques de la lumière, eo donnera la preuve.

La lumière la plus pure et la plus puissante nous vient du soidi; c'est elle qui vivifie la nature entière.

La réunion des deux électricités à l'état de tension produit aussi une vive lumière, dite lumière électrique, que nous avons déjà signalée ^ traitant du calorique produit par la réunion des deux courant^ de la pile.

Enfin la lumière se produit dans le phénomène ordinfdre de la combustion, comme nous le voyons dans les foyers, dans les lampes et dans les phares.

La lumière est évidemment formée des mêmes éléments que I9 calorique, c'est-à-dire d'éthérile et d*électrile^ et comme le calorique se transforme en lumièrepar une simple accumulation, nous devons en conclure que ces éléments sont encore unis dans les mémes,proportions.

Faut-il en conclure ^ue le calorique et la Iqpière i^pt ^une sciule et même chose? Non, certainement, car Qjçp composés 4a(ipondérable8 Jouissent, comme on le sait,dep|fpgri^tés^))ie)idifférente^; J'qnjéf^ tandis que l'autre éclaire ; mai^ il faut chercher quelles sont lesJpis particulières qui président aux unions des corps impondérables entre eux. En effet, les études que nous avons faites sur l'union d^e il'é^bârii^ à l'électrile, entre les deux pôles de la pile, nous ont dçnaont^ qoe trois produits peuvent s'obtenir sans que le rappoi^t de quantité soit changé entre les deux éléments qui s'unissent. Ce qui. fait varier le produit, c'est le degré de condensation de ces 4eux cprps éininemment élastiques, au moment de leur rencontre.

Les mêmes courants qui , sur des fils fiifs, donnent de la lumière, doivent donner seulement du calorique avçc un fil nçi^çiyen, et dufioidB neutre éthéré avec un fil plus gros et plus long.

Le composé Et El, que nous noitimoiis fluide nenlve éthM, on fluide éllier, est évidemment if moins actif et ie moins pénétrant de ces trois composés. Vient ensuite le calorique C^, qui, plus condensé, pénètre les corps et se combine de manière à faire reconnaître sa présence, soit pnr là sensation qu'il produit sur nos organes, soit par l'augmentation de volume et de température qu'il détermine. Il peut déjà, par son élasticité, participer aux propriétés de la lumière en rayonnant, sans toutefois devenir visible. Enfin la lumière, que nous représenterons par L"^, doit être le composé le plus condensé, et par cela même doué de cette élasticité puissante qui le iiBdt rayonner de son foyer de production avec une extrême Titesse et se réfléchir sur les corps polis.

Cette propriété de la lumière, de s*élancer du foyer de production avee une vitesse extrême, que l'on sait être de 57,000 lieues par seconde, se conçoit difficilement; cependant en considérant que ia tamière est formée de corps élastiques fortement condensés, et qu'elle Jouit elle-même d'une grande élasticité, on comprend sa force d'expimsfon au moment de sa formation. On sait d'ailleurs que rien ne r«rrête dans sa mMcbe rapide, tant qu'elle ne rencontre que des atmosphièâres diaphanes ou les espaces 4|ui séparent les globes. Elle n'est arrêtée on déviée de sa route que par les corps opaques.

La lumière que nous produisons par la combustion est toiyours faible et mêlée de calorique rayonnant ; mais celle qui nous vient du soleil doit être pure, car il se produit d'autant plus de lumière que la source est poissante. Beaoconp de physiciens ne voient cependant dans laichaleur des rayons du soleil que l'effet du calorique rayonnant qui accomplie la hnhière, mids ils sont forcés de reconnaître que ce calonque se comporte autrement que celui d'une lampe, puisqu'on neJ'arfêtetpafl sane diminuer la quantité de lumière, et plusieurs avouent qu'il y a identitéfpàrfaite entre ce calorique rayonnant et la lumière. Or, si l'on reconnaît son identité, pourquoi ne pas l'appeler lumière et reconnaître que edle-ci, lorsqu'elle s'arrête et se fixe, se transforme en calorique. Cette manière de voir n'est point une simple théorie, mais l'expression des faits.

Nous rappellerons ici l'examen que fait Berzélius de cette traas* formaticin de la lumière Solaire en chaleur, et nous répondrons ensuite aux objections des physiciens, qu'il reproduit ; il expose (d'HaîMeursiles iaits avec une grande eiarté dansées lignes suiiiantes :

« Notre globe reçoit da soleil la majeure partie de sa chaleur, sans que nous puissions nous rendre exactement compte de ce fait. Supposons que la lumière solaire tombe sur un miroir plan d'argent, bien poli, librement suspendu par des fils de fer, et muni d'un thermomètre qui indique les variations de température. Si la surface du miroir est parfaitement polie, sa température ne s'élèvera pas au-dessus de celle de l'air ambiant. Les rayons du soleil qui frappent le miroir ne conservent pas leur direction, ils en sont réfléchis d'après les lois connues. Mais, dès que l'on couvre la surface du miroir d'une couche trèsmince de noir de fumée, la lumière solaire n'est plus réfléchie -, elle disparaît entièrement, tandis que le miroir devient chaud-, même brûlant, quand l'air est transparent et le soleil très-élevé au-dessus de l'horizon; il s'échaufferait davantage encore si l'air environnant n'enlevait la majeure partie de la chaleur. Qu'est-ce qui s'est passé dans ce cas? Qu'est devenue la lumière ? D'où vient la chaleur ? Nous ne saurions répondre à ces questions avec parfaite sécurité. De prime abord on serait tenté de croire que la lumière , dont la marche a été interrompue, a passé à l'état de chaleur ; mais plusieurs circonstances s'opposent à cette manière de voir. Quand la lumière solaire traverse un milieu qui s'oppose au passage du calorique rayonnant, comme par exemple l'eau placée entre deux plaques minces de verre, la surface métallique noircie ne s'échauffe plus, quoique la plus grande partie des rayons lumineux traverse ce milieu et disparaisse sur le miroir. A la vérité, nous ne saurions dire ce que devient la lumière en disparaissant ainsi. »

Berzélius, on le voit, croirait à la transformation de la lumière en calorique, si la lumière qui traverse un vase contenant de Teau échauffait encore le miroir noirci : c'est là son objection capitale; mais cette objection n'est pas d'une bien grande solidité. Nous avons répété vingt fois l'expérience avec un écran formé de deux lames de verre, contenant une forte couche d'eau, et la lumière solaire, qui traversait cet écran, recueillie sur la boule noircie d'un thermomètre, nous a donné constamment du calorique eu forte quantité^ qui s'ajoutait au calorique ambiant.

Les deux expériences suivantes ont surtout donné des résultats qui paraissent concluants.

Je suspendis un fort thermomètre au mercure, dont le réservoir

— voletait enfomé à la lampe, dans une petite caisse ouverte et placée terticaleroent en face du soleil ; le côté ouvert de cette caisse étant fermé par un carton ayant une ouverture ronde vis-à-vis la boule du thermomètre, Je plaçai d'abord contre cette ouverture un petit carton arrêtant parfaitement les rayons du soleil, et lorsque le thermomètre fut fixé, j'observai qu'il marquait 20*. Je remplaçai alors l'écran en carton par un antre écran de 15 millimètres d'épaisseur, formé de deux lames de verre assemblées par un cercle bien luté et renfermant de l'eau distillée. Le soleil ne pouvait arriver dans la caisse qu'en traversant l'eau et les deux lamesde verre, et cependantenhuit minutes le thermomètre monta à SO^': c'était 10» d'augmentation. Je substituai alors l'écran de carton à récran d'eau, et le thermomètre en très-peu de temps redescendit à 20*. C'était le 15 octobre 1857, à une heure; et Jusqu'à deux heures, chaque fois que je replaçai l'écran d'eau, j'obtins la même élévation de température.

C'est alors que je songeai à poser une loupe sur l'écran d'eau que je tenais à la main, et à diriger les rayons du soleil rassemblés au foyer sur les corps environnants. L'eau ne transmettant pas le calorique rayonnant, je devais, comme dans la première expérience, juger de l'effet calorifique de la lumière pure. Cet effet fut manifeste ; en une minute je charbonnai le bois blanc de la caisse en plusieurs endroits, et des allumettes furent enflammées.

Le 16, je répétai les mêmes expériences; le soleil était plus ardent, le thermomètre noirci se fixait sous Técran de carton à 26,5«. Avec l'écran d'eau de 15 millimètres, il monta à 40». Après avoir ramené le thermomètre à 26,5<^ en l'isolant, je remplaçai cet écran d'eau par un autre de 82 millimètres d'épaisseur, et en huit minutes la température indiquée fut encore de 40<>.

Avec la loupe appliquée sur l'écran d'eau, de 32 millimètres, j'ob« tins aussi l'inflammation du soufre et de l'amadou, et la carbonisaticn du bols.

On voit que l'objection des physiciens, opérant avec la substance la plus capable d'arrêter le calorique, ne démontre nullement que la lumière ne se transforme point en calorique sur les corps opaques où elle est arrêtée.

Quant aux autres substances diaphanes capables d'arrêter la cha<* leur, et le nombre en est grand, puisque le sel gemme est le seul corps

qui n'en absorbe au passage aucnne partie sensible, ils sont tousinca* pables d'empêcher l'effet calorifique de la lumière solaire sur les corps non réfléchissants. Si Ton emploie une suite d'écrans dans lesquels se trouvent des corps colorés, on arrête en effet du calorique, mais c'est évidemment par la décomposition d'une partie de la lumière. M. Pouillet cite le verre vert et l'alun en plaques suffisamment épaisses; dans ee cas, le verre vert doit décomposer une forte partie de la lumière en calorique rayonnant dont l'alun s'empare, tandis qu'il n'y a que la partie de la lumière la plus subtile et la moins décomposable qui traverse, et par sa vivacité fait croire à la transmission de la presque totalité de la lumière. En effet, certaines parties delà lumière paraissent beaucoup plus difficile^ à décomposer que d'autres, et ce sont les parties les plus éclairantes et les plus subtiles. Nous ne pouvons donc pas nous étonner de ne pouvoir les transformer en calorique par nos moyens ordinaires.

On prétend aussi démontrer la présence dn calorique rayonoant tout formé dans les rayons du soleil, en recevant ceux-ci sur un verre noir ou sur du cristal de roche enfumé ; la lumière, dans ce cas, est, ditron, absorbée et détruite, tandis que le calorique passe en pnq^ tion bien sensible. Le calorique passe, donc il existe?

Ce phénomène nous paratt pouvoir être expliqué d'une manière plus plausible; nous disons : sur le cristal enfumé, comme sur les verres noirs, la lumière'absorbée est transformée en calorique rayonnant qu achève de traverser ces substances et se manifeste sur les corps qu'il rencontre à sa sortie.

Nous prouvons la Justesse de cette théorie en interposant un écran d'eau entre le verre noir et la boule enfumée du thermomètre, et constatant que celui-ci ne varie pas sensiblement, tandis que dans les expériences citées plus haut, la même lumière, sans interposition du verre noir, le faisait monter de 10 à 30o. Dans le premier cas, c'était dose la lumière qui donnait le calorique en se décomposant sur le thermomètre noirci à la sortie de l'eau, et ici c'est simplement du calorique rayonnant formé par la décomposition de la lumière sur le cristal de roche enfumé, ou les verres noirs.

Quelques physiciens admettent que les rayons lumineux sont mélangés de rayons chimiques qui n'ont de visible que leur action; selon nous, rien n'appuie cette supposition; car pour concevoir l'action dii-

roique de la lumière et du calorique, il nous suffit de saToir que ce sont des composés formés par TuDion de l'éthérlle à l'électriie dans deux conditions; on conçoit alors ce que peut devenir la lumière quand eUe est absorbée et comment ses éléments peuvent agir chimiquement sur les autres corps, quand ils ne sont pas dans les conditions à être totalement transformés en calorique.