Transmission. Réfraction

i°. — La même conclusion s'applique aux phénomènes de réfraction. Mais, comme ici les radiations doivent traverser un milieu autre que Pair, l'absorption par transmission intervient au premier chef. Il est bon de préciser nos idées et de généraliser les notions vulgaires sur la transparence et l'opacité.

Produisons un spectre pur avec une lumière intense, un arc électrique, par exemple. Interposons un verre coloré immédiatement avant la fente S (fig. 175). Nous voyons des bandes noires se dessiner dans le spectre; preuve que le verre coloré absorbe certaines radiations et en laisse passer d'autres sans absorption notable. L'intensité transmise I en fonction de l'intensité reçue I est donnée par une expression de la forme :

I = I exp (— xr);.

a, coefficient d'absorption, estime fonction de la longueur d'onde; .*: est l'épaisseur de la lame.

Les corps peuvent donc être transparents pour certaines radiations,

absorbants pour d'autres : c'est à cause de cela qu'ils sont colorés. De même les corps peuvent être thermochroïques : c'est dire

COMPLEXITÉ DE LÀ LUMÏÈÏtE

qu'ils peuvent absorber certaines radiations invisibles et* en transmettre d'autres. En particulier, il existe des corps parfaitement opaques pour la lumière visible, et très transparents pour le spectre infra-rouge.

2°. — Pour le prouver, devant un arc A plaçons un écran E percé d'un trou, que nous pouvons recouvrir à volonté d'un volet, puis à quelque distance une pile thermoélectrique (fig. 180).

Découvrons brusquement le trou ; nous mesurons l'intensité du faisceau envoyé, par la déviation de première impulsion de l'aiguille d'un galvanomètre relié à la pile.

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Fig. 180.

Déterminons la déviation quand rien n'est interposé entre le trou et l'arc; puis interposons une cuveC formée de glaces de verre, plan* parallèles. L'expérience montre que la déviation diminue : le verre absorbe donc', en partie, les rayons invisibles calorifiques. La déviation diminue davantage si nous remplissons la cuve d'eau; c'est pourquoi, dans les cinématographes, on interpose une couche d'eau entre l'arc et le film ; sans cela le film brûlerait»

Au contraire, une plaque de sel gemme ne diminue pas sensiblement la déviation : ce corps est donc très transparent pour les radiations infra-rouges.

Interposons une auge en sel gemme remplie de sulfure de carbone; nous vérifions ainsi la transparence du sulfure pour les rayons infra-rouges : c'est à peine si sa présence diminue la déviation de quelques centièmes.

Ajoutons au sulfure de l'iode qu'il dissout en grande quantité : nous constatons ce fait au premier abord étrange que la solution, parfaitement opaque pour les radiations visibles, est quasi parfaitement transparente pour les radiations infra-rouges.

3°. — La solution d'iode dans le sulfure permet donc de séparer les rayons obscurs des rayons lumineux. Au delà de l'auge, plaçons une lentille de sel gemme : au foyer conjugué de l'arc par rapport à cette lentille nous pourrons réunir les rayons calorifiques, y allumer du papier, y produire l'incandescence d'une feuille de platine.

Le sulfure de carbone a malheureusement le défaut d'être très inflammable. Il est bon de placer l'arc dans une caisse métallique percée d'un trou qu'on recouvre d'une lame de sel gemme. Au reste,

on peut remplacer l'auge de sel gemme par un ballon de verre rempli de la solution d'iode dans le sulfure : au foyer de cette espèce de lentille (§ 106) on obtient des effets calorifiques intenses.

4°. — Tout ce qui précède s'applique, mutatis mutandis, aux rayons ultra-violets.

Certains corps les transmettent sans presque les absorber, par exemple le quartz. D'autres les absorbent beaucoup, par exemple la vapeur d'eau. Conséquence : la radiation solaire est infiniment plus ricKe en radiations ultra-violettes sur les montagnes que dans la plaine ; à preuve, le coup de soleil inévitable quand on se promène sur les glaciers.

Comme nous allons le voir, les radiations ultra- violettes transportent une quantité si petite d'énergie que la pile ou le bolomètre les décèlent difficilement.

146. Energie dans le spectre solaire en fonction de la longueur d'onde.

i°. — Nous voici donc parvenus à des résultats généraux. La lumière émise par les diverses sources est constituée par un ensemble de radiations simples, définies chacune par un paramètre que nous savons déterminer, sa longueur d'onde. Les prismes et les réseaux décomposent cet ensemble, le' dispersent. La loi de dispersion, très simple pour les réseaux, varie suivant la matière du prisme. La quantité de chaque radiation est définie par l'énergie qu'elle transporte.

La composition de la radiation varie suivant les sources. Un poêle, une boule pleine d'eau chaude, sont des sources au même titre qu'un bec Auër. Mais une boule d'eau chaude n'envoie que des radiations invisibles, de grandes longueurs d'onde, tandis qu'un bec Auër émet, outre des radiations invisibles, des radiations d'assez petites longueurs d'onde pour être visibles.

2°. — Fixons les idées par l'étude de la radiation solaire.

Nous pouvons la considérer comme parfaitement déterminée, à la condition d'éliminer l'absorption atmosphérique, en opérant vers midi, par un temps parfaitement clair et sec, ou mieux sur une haute montagne.

Le problème consiste donc à comparer les énergies transportées par les diverses radiations en fonction de leur longueur d'onde, l'énergie transportée étant la seule commune mesure entre toutes les radiations.

Aux raies de Fraunhofer près, le spectre est continu ; les instruments de mesure (pile thermoélectrique linéaire, bolomètre) ont des dimensions très petites ; nous sommes naturellement conduits à opérer avec un réseau (par réflexion, pour éviter les effets d'absorption), de manière que les radiations soient étalées proportionnellement aux longueurs d'onde. La pile mesure alors l'énergie transportée par les radiations dont la longueur d'onde varie de A — AX : 2 à X + AX : 2, la variation AX restant invariable.

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En définitive, l'expérience consiste à déplacer la pile d'un bout à l'autre du spectre, et à déterminer pour chaque position (c'est-à-dire pour chaque longueur d'onde moyenne a) une quantité proportionnelle à l'énçrgie transportée.

Energies transportées

Longueurs d'onde en fx.fi.

Fig. 181;

On obtient la courbe représentée par la figure 181. Loin qu'il y ait proportionnalité entre l'effet optique d'une radiation et son effet caloriûque, les radiations du spectre solaire qui transportent le plus d'énergie, sont déjà dans la partie infra-rouge; elles sont invisibles.

Théoriquement, une courbe telle que la précédente caractérise parfaitement bien une source. Malheureusement les renseignements qu'elle fournit sont incertains pour les violets et les ultraviolets, tant la quantité d'énergie transportée est petite.

Achromatisme.