DU SPECTRE; CLARTÉ OU LUMINOSITÉ DU SPECTRE

L'on donne le nom de spectroscope à l'ensemble constitué par un collimateur, un ou plusieurs prismes (ou un réseau) et une lunette d'observation. Les spectroscopes peuvent être divisés en deux classes: les spectroscopes à dispersion, dans lesquels l'appareil qui sert à analyser la lumière est constitué par un ou plusieurs /?mm6»5; et les spectroscopes d diffraction^ dans lesquels l'appareil qui sert à analyser la lumière est constitué par un réseau (généralement les réseaux par réflexion, plans ou concaves, de Rovvland, ou d'autres systèmes interférentiels plus compliqués, comme par exemple dans le spectroscope à échelons de Michelson).

Lorsque la lunette d'observation d'un spectroscope est remplacée par un objectif photographique faisant partie d'une chambre photographique, l'instrument prend alors le nom de speçtrographe.

11 convient encore de citer les spectroscopes à bolomètre qui permettent d*étudier le rayonnement calorifique d^un corps, surtout dans la région infra-rouge du spectre. L'on peut remplacer le bolomètre bien connu de Langley par le radiomètre de Crookes, ou par le radiomicromètredeBoys, ou encore par la pile thermo-électrique perfectionnée de Rubens.

Nous ne nous occuperons dans ce qui siiit que des spectroscopes et des spectrographes.

Nous commencerons d^abord par définir les notions fondamentales suivantes qui servent de base à toute théorie des appareils spectraux.

1. Dispersion angulaire. — Considérons deux rayons de longueurs d'onde X et X + rfX et soit rfô l'angle d'écart de ces deux rayons après leur passage à travers le prisme. La dispersion angulaire est définie par le rapport:

rfx

du changement de direction du rayon à la variation de la longueur d'onde.

I bis. Dispersion linéaire. — Lorsque /est la longueur focale de la lunette d'observation (ou de l'objectif photographique), la dispersion linéaire L est par définition:

IL Pouvoir de résolution, — Le pouvoir de résolution d'un appareil spectral dans une région du spectre est la capacité de l'appareil de pouvoir séparer deux raies très voisines, dont les longueurs d'onde diffèrent extrêmement peu l'une de l'autre. Il est défini par le rapport:

rfX

où X est la longueur d'onde moyenne des deux rayons considérés. Cette notion a été introduite dans la speclroscopie par Lord Rayleigh. En supposant la fente du collimateur infiniment fine, le pouvoir de résolution ne dépend que du corps dispersif, nullement de la partie restante de l'appareil. Mais c'est là une notion purement théorique.

III. Pureté du spectre. — C'est la qualité d'un spectre dans lequel

deux raies dont les X sont très voisins restent séparées par l'appareil spectral. Il s'agit ici du pouvoir de résolution d'un appareil spectral et de la pureté (fun spectre.

Le pouvoir de résolution est une constante pour chaque appareil spectral, tandis que la pureté dépend de la largeur de la fente, etc. C'est M. Schuster qui, le premier, a fait observer que la largeur de la fente du collimateur est loin d'être sans influence sur la qualité du spectre, et, en tenant compte de celle-ci, il arrive à une formule assez exacte de \^ pureté A'xxn spectre. Mais il y a encore un autre point à considérer : c'est que les raies spectrales ne sont jamais constituées par de la lumière homogène, ou du moins, rigoureusement homogène ; les recherches de Michelson el de Fabry et Perrot le prouvent surabondamment. 11 faut donc encore tenir compte de ce dernier fait; de sorte que, même pour une fente infiniment fine, Timage correspondant à une longueur d'onde moyenne X, aura une certaine largeur^ provenant précisément du polychromatisme de la raie. C'est M. F.-L.-O. Wadsworth qui eut l'idée d'introduire cette nouvelle variable. De sorte que la pureté d'un spectre dépendra maintenant de deux variables: la largeur de la fente et la largeur de la raie considérée.

IV. Clarté ou luminosité du spectre» — Elle dépend en premier lieu de l'éclat (intensité) de la lumière incidente; elle dépend ensuite de la largeur de la fente, de la dispersion, de la position du corps dispersif, de la perte de la lumière par absorption et par réflexion dans le corps dispersif et sur les surfaces réfléchissantes, des dimensions des différents appareils constituant le spectroscope, du mode de division du réseau dans le cas d'un spectroscope à diff'raction, etc.

Tels sont les paramètres dont dépend la qualité d'un spectre. Nous allons maintenant les considérer chacun séparément.