Relation entre l'absorption et rémission

Quand un ra3on traverse un milieu absorbant on dit souvent que le milieu absorbe les couleurs correspondant, à sa période propre de vibration, ce qui est conforme à la théorie de Helmholtz. Reprenons en effet l'équation :

Si Téther n'existait pas, on aurait

d'où

l, =ey-'PiS

de même pour 52,..-Ç„ ; les périodes propres du milieu sont donc données par les valeurs p^f p.jj ... p„ de p qui correspondent aux raies d'absorption.

On suppose ordinairement que, quand le rayon lumineux

RELATION ENTRE L'ABSORPTïON ET l'ÉMISSION 253

traverse un milieu absorbant, les molécules matérielles, entraînées par celles d'éther entrent en vibration. S'il n'y a pas concordance entre les périodes, Tamplitude de ces vibrations reste très faible. S'il y a concordance, au contraire, l'amplitude va en croissant : les molécules matérielles absorbent de la force vive et leurs vibrations constituent la chaleur. D'après cette manière de voir, l'amplitude de l'élongation des molécules matérielles croit quand il y a absorption.

Dans la théorie de Helmholtz, Tamplitude d'clongation des molécules matérielles reste constante, mais il y a un frottement qui absorbe de la force vive et la transforme en chaleur.

Bien que la première conception ne soit pas facile à mettre en équation, il est probable qu'elle conduirait aux mêmes résultats que celle de Helmhollz, même en ce qui concerne la dispersion anomale, car dans nos équations le terme R| nous a servi seulement à exprimer Texistence de l'absorption.

Elle rendrait d'ailleurs, peut-être mieux que celle de Helmholtz, compte de l'émission des radiations par les corps qui les absorbent. Les molécules portées à haute température vibrent et communiquent leur énergie aux molécules d'éther.

Une partie des difficultés que nous avons rencontrées tiennent aussi à l'hypothèse particulière que nous avons faite sur la nature de Tonde : comme nous avons considéré une onde plane, remplissant tout l'espace, il ne peut y avoir ravonnement.

Nous savons qu'un excitateur possède une période propre et que, placé dans un champ électrique variable, il entre en vibration et devient un résonateur.

Pour expliquer les phénomènes de dispersion et d'absorption, on a supposé la matière parsemée de petits conducteurs susceptibles de jouer ainsi le rôle d'excitateurs et de résonateurs pour les oscillations extrêmement rapides qui constituent la lumière.

Voici quel avantage cette conception peut présenter. Dans la théorie de Helmholtz nous sommes obligés, pour expliquer l'existence de (n — 1) raies, d'imaginer n espèces de molécules. Comme les raies sont extrêmement nombreuses, il nous faudrait admettre dans chaque molécule un nombre d'atomes extrêmement considérable.

Or les raies du spectre forment des groupes qui paraissent suivre des lois analogues aux lois des sons harmoniques, quoique beaucoup plus compliquées ;' il semble donc qu'on devrait pouvoir trouver une relation qui permette de déduire une quelconque de ces raies des précédentes. Si cette relation existait, le nombre des raies et celui des atomes devraient être infinis, ce qui semble inadmissible.

Déjà ce problème avait frappé M. Brillouin, qui en avait cherché diverses solutions. La théorie électromagnétique aurait pu lui en fournir une nouvelle assez satisfaisante.

Le milieu est parsemé d'excitateurs de formes et de périodes diverses, répartis en un certain nombre de groupes, correspondant aux diverses sortes de molécules mobiles de Helmholtz.

Mais on sait qu'un excitateur est susceptible d'une infinilé de vibrations dont les périodes obéissent à des lois analogues à celles des harmoniques d'une corde vibrante ; dans le cas des excitateurs linéaires, ces lois se réduisent à ces dernières.

Chaque groupe d'excitateurs donnera donc non pas une

raie, mais une infinité de raies se succédaDt conformément à une certaine loi.

On retrouverait d'ailleurs, sauf cette différence, une théorie tout à fait analogue & celle de Helmholtz.

A chaque catégorie de ces excitateurs correspondra dans les équations une des composantes que nous avons appelées l^1 Sj ••• In- Les équations trouvées ont même forme que celles que nous avons écrites. Seulement Tinterprctation des termes est difîérente; en particulier les coefficients p^, p^, ... p^ représenteraient les coefficients de self-induction des excitateurs,

etc.; les coefficients H^ -|" ^i' ^2 + ^2 ••• H« "t~ ^« ^^ représenteraient les capacités, etc.

Enfin, et c'est là un autre avantage de cette théorie sur celle de Helmholtz, les termes en R^, R^ ... R» ne soulèvent plus la difficulté que j'ai signalée plus haut. R^, R^ ... R^, représentent alors les résistances de nos excitateurs, et Ténergie absorbée par ce que Helmholtz appelle le frottement n'est autre chose que la chaleur de Joule.

Les équations seraient d'une forme un peu plus compliquée que celles de Helmholtz, parce qu'il faudrait tenir compte de l'induction mutuelle des excitateurs. Mais rien de ce qui est essentiel ne serait changé, il n'y a pas lieu du reste de faire un choix entre ces théories différentes. Ce serait très prématuré. J'ai voulu seulement, par cette discussion, montrer ce qui est essentiel dans les hypothèses de Helmholtz, et ce qui est secondaire.