A BC D E F G HK

Spectre Solaire

Hydrogène

Sel de Sodium

Potassium

Calcium

arvum

Lithium

Raies spectrales de quelques substances comparées aux raies dans le spectre solaire.

Les astronomes ont alors lecours à d'autres considérations que nous allons étudier sommairement.

Les expériences précédentes ne nous ont, en somme, fourni qu'une sorte de thermomètre. L'examen de différents spectres va nous guider dans des voies autrement fécondes. Jusqu'ici nous n'avions observé que des spectres continus plus ou moins larges, sans doute, mais s'offrant à nous sous l'aspect d'un ruban ininterrompu :

ce sont les spectres des objets solides ou liquides incandescents.

Même dans notre bec de gaz, le spectre

était produit par de petites particules solides lumineuses.

Procurons-nous une lampe à alcool ordinaire; la flamme n'est plus éclairante; elle ne donne aucun spectre visible dans notre instrument, mais comme elle est très chaude, elle va nous servir à volatiliser des substances, en d'autres termes à rendre gazeux des corps solides ou liquides.

Projetons donc au milieu de la flamme quelques fragments de sel de cuisine que les chimistes désignent sous le nom de chlorure de sodium. Immédiatement un spectre apparaît, non plus sous torme *de

LES REVELATIONS DE LA LUMIERE

bande, mais sous l'apparence d'une ligne extrêmement étroite. L'aiguille de notre instrument ne donne plus une image étalée. Toutes les couleurs ont disparu, excepté un mince filet lumineux situé dans le jaune. C'est ce qu'on appelle la raie du sodium. Avec un spectroscope plus perfectionné, cette raie se dédoublerait en deux autres très rapprochées.

Maintenant, si, au lieu de projeter un sel de sodium, nous avions introduit dans notre flamme un sel d'une autre substance, nous observerions d'autres raies situées dans des régions différentes. Ainsi, le potassium, base de la potasse que vous connaissez bien, nous eût fourni deux raies principales, Tune dans le rouge, l'autre dans le violet. Le baryum, qui, sous la forme de sel de baryte, entre dans la composition des poudres pour feux d'artifices, nous eût donné une demi-douzaine de raies distribuées dans le jaune et le vert. Les sels de lithine, trop connus des arthritiques, fourniraient une faible raie jaune accompagnée d'une jolie raie rouge, etc. L'hydrogène lui-même donne quatre raies principales caractéristiques correspondant

Dans les spectroscopes puissants, la raie D du sodium est dédoublée en Dj et D^ (Spectre du bas de la figure).

Dans le haut, ces raies observées au milieu de l'arc électrique sont encore doubles à leur tour.

à des intervalles sombres dans le spectre solaire.

Vous pensez bien que physiciens et chimistes n'ont pas attendu longtemps pour fixer la position de cesraies qui ne varientpas

pour un même corps etqui, par conséquent, suffisent à caractériser une substance. Le jour où cette découverte fut au point, les savants se trouvaient ainsi en possession d'une méthode d'analyse tout à fait nouvelle et qui devait leur rendre les plus précieux services.

Outre que le moyen est expéditif et peu coûteux, aucun autre procédé ne peut rivaliser avec cette analyse spectrale, au point de vue de la sensibilité. En voici des exemples tout à fait typiques : dans une salle de soixante mètres cubes, pulvérisons une masse d'eau contenant deux milligrammes de sel de cuisine et allumons un bec de gaz, aussitôt la flamme examinée au spectroscope montrera la présence de la raie du sodium.

Dans un coin de la même salle, on a fait détoner une pastille contenant 3 milligrammes de chlorate de sodium pendant qu'à l'aide du spectroscope on observait la flamme d'une lampe placée à l'autre

flouûe UranoéJjWinE Vert Bleu Indigo Violet

Reproduction du dessin original de Fraunhofer montrant les principales raies

qu'il avait découvertes dans le spectre.

En haut, la courbe de l'intensité lumineuse.

Les raies du spectre solaire dans le violet : région des lettres G, H et K.

extrémité de la pièce. Au bout de quelques minutes, la raie du sodium se montra très nette. Le calcul indique que l'air entretenant la combustion de la lampe n'apportait cependant au sein de la flamme que un trois jnilliardiètne de gramme de cl;iîorate, pendant chaque seconde; et c'était suffisant pour faire apparaître la raie jaune caractéristique. Cette sensibilité est telle qu'elle ennuie parfois les observateurs inincapables de faire disparaître cette fameuse raie jaune.

On retrouve du sodium partout ; près des côtes où il est entraîné par les f^ vents; toutes les ' fois qu'on remue des objets, qu'on bat des étoffes, qu'on ferme un livre et qu'on soulève des poussières.

Avant d'écrire ces lignes, ce soir, j'ai refait quelques expériences en commençant par des sels de sodium projetés dans la flamme d'un bec

Bunsen, et en continuant par bon nombre d'autres substances; j'ai eu beau nettoyer les appareils, me laver les mains, toute la nuit la raie du sodium s'est montrée dans l'instrument; elle ne disparaîtra que dans quelques jours.

Le professeur Roirlavd gtjyciut lui-nicme ses réseaux qui remplacent le prisme dans les spectrosocpes.

Avec des spectroscopes composés de plusieurs prismes, ces raies que j'ai présen-^ lées comme simples apparaissent triples, quadruples, etc. Pelles sont d'une telle finesse qu'il est facile de les repérer.

Nous avons vu dans D'oii vejions-nous?

que le spectre visible du rouge au violet s'étend depuis 450 jusqu'à ySo trillions de vibrations par seconde, mais le spectre que nous connaissons empiète sur le rouge et sur le violet. C'est dans l'extrême infrarouge que les vibrations sont les plus larges: il en faudrait toutefois i 25o mises

bout à bout pour couvrir un espace deun millimètre, tandis que dans!

le violet elles onti moins d'amplitude : il en fau-J drait 2 5oo poui couvrir li> même longueur. A la limite de l'ultraviolet, il y en a loooo par milH-j mètre!

Ces chiffres n'ont rien de fantaisiste; les spectroscopistes mesurent chaque jour ces petites longueurs d'ondes pour fixer exactement l'emplacement des raies dans le spectre. Ainsi, la lumière jaune présente une raie dont la longueur d'onde est de 5 895dix millionièmes de millimètre. De même que la distance du Soltil à /j

LES FEVELATIONS DE LA LL'MILRE

Terre est l'unité de la longueur employée par les astronomes, le mètre celle dont se servent les arpenteurs, le dix millionième de millimètre est l'unité admise en speclroscopie.

On ne peut demander plus de précision à une méthode qui s'appuie sur l'emplacement des dilïerentes raies pour fixer la nature d'une substance.

Mais les révélations du spectroscope sont allées plus loin.

Jusqu'à ce moment, nous avons é.udié les spectres continus fournis par des solides ou liquides ^incandescents et les spectres discontinus àraiesbrillantes que donnent des gaz lumineux. L'interposition d'une masse gazeuse obscure entre une vive lumière et notre spectroscope va nous fournir un autre genre ce

de phénomènes, connu sous le nom de renversement des raies.

Les protubérances solaires nous disent aeltcment que nous avons affaire à des masses d'hydrogène illuminées. Certaines raies apparaissent dans l'instrument aux mêmes endroits, le reste du sp:ctre est sombre et sans couleur. Qu'arriverait-il si nous examinions ces masses hydrogéné.'s passant devant un corps fortement éclairé, un bain de fonte en fusion, je suppose?

L'auteur examinant les prutubérancen solaires au spectroscope.

Toutes les raies brillantes seraient remplacées par des raies noires occupant la même position, et leurs intervalles seraient colorés. Or, c'est précisément ce que nous voyons à la surface du soleil.

Celui-ci étant entouré d'une atmosphère

assez épai^sC) les gaz se laissent traverser par la lumière de l'astre, mais ils en interceptent une partie au passage, si bien que tous produisent des raies noires répondant à leurs natures différentes.

Ces raies obscures dans le spectre solaire furent découvertes par Woi- Jaston en 1802, mais ce ne fut qu'en 1814 seulement qu'un opticien bavarois, Fraunhofcr, en découvrit l'interprétation.

Son travail ne se borna pas à cette découverte : ce fut ce même physicien qui classa les raies et les distribua dans le spectre suivant leur position. N.us avons de lui un dessin qui contient ju-^qu'à 5/6 raies spectrales!

A mesure que l'optique se perfectionnait, on s'aperçut que Fraunhofer n'avait pas tout noté. Àngstrom gradua le spectre et détermina la situation de près de i 000 raies! Thollon poria ce nombre à plus de 3 000 dans la partie inférieure, c'est-à-dire vers l'extrémité rouge. Plus tard le chanoine

Spée continua son travail, mais tous furent distancés par Rowland, l'inventeur du spectroscope à réseau, qui parvint à noter la position exacte de 20000 raies l On aura une idée approximative d'un tel travail lorsque nous aurons ajouié que ces 200CO raies exigent pour leur identification un dessin qui n'a pas moins de i3 mètres de longueur 1

Evidemment, notre spectroscope simplifié ne peut nous faire même entrevoir la complexité de cette science nouvelle dont les applications fécondes ont déjà trans-

formé notre connaissance de l'univers. Néanmoins, il nous a servi à comprendre le principe sur lequel repose la spectroscopie. Grâce à lui, nous entrevoyons dès maintenant la possibilité de pénétrer plus avant dans la connaissance des mondes éloignés et nous sommes à même d'apprécier ces belles théories qui ont permis à l'astronome d'analyser les substances multiples brûlant dans les étoiles et celles moins nombreuses qui s'agglomèrent lentement au sein des pâles nébulosités où se forment les mondes.