G8 TRAITÉ DE PHYSIQUE

phores artificiels connus ; mais en général les plus actifs sont ceux à base de chaux et de baryte.

Diverses substances animales et végétales non phosphorescentes le deviennent quand elles ont été exposées à une forte chaleur. Nous citerons la chair musculaire, les tendons desséchés, les os brûlés, les cornes, les grains de café, les marrons, les pois, etc. Il pourrait se faire que diverses substances ne deviennent phosphorescentes que parce qu'elles sont privées d'eau.

Les couleurs que présentent les coquilles d'huîtres rendues phosphorescentes sont assez variables. Les teintes prédominantes sont le vert, le jaune, le rouge orangé, et quelquefois le bleu verdâtre. Calcinées seules, les coquilles ne présentent que deux teintes, le verdâtre et le rouge orangé. Calcinées avec du soufre , les coquilles prennent généralement une teinte jaunâtre. Il en est de même avec un mélange de soufre et de persulfure de potassium ; calcinées avec ce dernier, la couleur verte prédomine, et les coquilles sont très-phosphorescentes. Malgré cette teinte prédominante, il se trouve quelquefois des morceaux qui ont telle ou telle couleur; pour juger alors de la teinte générale, il faut pulvériser une certaine quantité de coquilles, les exposer à la lumière solaire, et voir la teinte de la poussière.

Les phosphores artificiels, en raison de l'intensité et de la durée de leurs effets lumineux, sont employés de préférence aux autres substances phosphoriques pour l'étude des propriétés générales de la phosphorescence.

Du spectre phosphorogénique.

Les rayons solaires , ainsi que la lumière électrique , excitant la phosphorescence dans un grand nombre de corps , il est important de rechercher dans quelles parties du spectre sont situés les rayons actifs ou rayons phosphorogéniques, qui doivent occuper, comme les rayons chimiques , une place à part. Aous prendrons pour sujets de nos expériences les deux substances les plus lumineuses par insolation, savoir, les phosphores de Bologne et de Canton, c'est-à-dire les sulfures de barium et de calcium. Quelques anciens physiciens, particulièrement Beccaria, avaient annoncé, que de tous les rayons du spectre, le rayon violet était le plus apte, et le rayon rouge le moins apte à exciter la phosphorescence ; mais les expériences que nous fîmes conjointement avec M. Biot sur l'action phosphorogénique de l'étincelle électrique , nous apprirent que les rayons phosphorogéniques étaient différents des rayons lumineux. M. Edmond Becquerel est

parti de là pour rechercher la composition du spectre phosphorogénique, et s'assurer en même temps si ce spectre n'était pas traversé, comme le spectre solaire , par des raies noires. Ces recherches l'ont conduit à ce résultat important, que les raies de ces deux spectres sont absolument les mêmes, en considérant les parties de même réfrangibilité. En faisant les expériences qui l'ont conduit à ce résultat remarquable, il est parvenu à la découverte de nouveaux rayons, dont nous devons parler avant de décrire les raies du rayonnement phosphorogénique, parce que nous ferons connaître en même temps le mode d'expérimentation employé pour la découverte des raies.

On réduit en poudre un des sulfures précédemment décrits, celui de calcium, par exemple, puis, après avoir mis une couche de gomme arabique sur une feuille de papier tendue dans un cadre de bois , on la saupoudre avec la poussière de ce sulfure; on a ainsi, après dessiccation, une surface également phosphorescente dans toutes ses parties. Le papier, ainsi préparé , est placé au foyer d'une lentille donnant par projection le spectre solaire. Si l'on tient les yeux fermés pendant que le spectre réagit sur le sulfure de calcium, et que, fermant ensuite l'ouverture par laquelle passent les rayons solaires , on regarde le papier, on aperçoit deux bandes lumineuses ap, y°i Ag- 8, pi. VllI , séparées par un intervalle peu éclairé. La partie du spectre qui donne la phosphorescence au sulfure de calcium s'étend donc de G en Z, au delà de P, fig. 2. Il y a donc deux maxima d'action, l'un entre G etH , mais plus près de H, et l'autre en 0. Dans la partie supérieure de la fig. 13, qui représente cet effet, les portions éclairées sont blanches, et les portions obscures noires. Il y a donc pour ainsi dire deux spectres phosphorogéuiques. En laissant continuer l'action pendant quelque temps, un quart d'heure, par exemple, la lumière diffuse qui accompagne le spectre impressionne presque partout le reste de la surface, de sorte qu'en fermant de nouveau l'ouverture du volet, on voit toute la surface à peu près lumineuse, les parties a p, y o, étant plus éclairées que les autres. Mais ce qui est remarquable, c'est que l'espace compris depuis la raie G jusqu'au delà de A est complètement obscur. La partie inférieure de la fig. 8 représente l'effet produit.

Cette expérience semble indiquer dans cette partie du spectre l'existence de rayons ;igissant en sens inverse des rayons phosphorogéuiques, c'est-à-dire détruisant la phosphorescence. Voici comment on peut prouver l'existence de ces rayons. Avant d'exposer la surface phosphorescente à l'acliou du spectre , on la soumet pendant quelques secondes à l'action des rayons solaires ou de la lumière diffuse. Cette

surface devient alors lumineuse. Mais si Ton projette dessus le spectre pendant quelques minutes et qu'on regarde de nouveau la surface, on voit qu'elle est restée lumineuse, à l'exception de [j. v qui est devenue complètement obscure, et des deux parties a [i, y S dont l'intensité est augmentée. Cette partie [;i.v contient donc des rayons agissant en sens inverse des autres, et détruisant par conséquent la phosphorescence.

Vient-on ensuite à élever la température de la feuille de papier avec une lampe à alcool, toutes les parties antérieurement brillantes acquièrent alors une phosphorescence extrêmement vive, tandis que la partie p.v reste complètement obscure. D'après cela, les rayons dont nous venons de signaler l'existence enlèvent non-seulement aux molécules leur phosphorescence, mais détruisent encore complètement cette faculté quand on vient à chauffer.

Ces rayons, pour le sulfure de calcium, dans leur moins grande réfrangibilité, commencent entre G et H, mais plus près de G, et s'étendent jusqu'au delà , de v ou au delà de A ; ils peuvent être rendus sensibles au moyen des écrans.

Que l'on prenne des verres rouges qui ne laissent passer que des rayons rouges et orangés et les rayons phosphoi'ogéniques qui les accompagnent, on verra, comme on devait s'y attendre, que ces verres ne laissent passer que les rayons qui détruisent la phosphorescence. En effet, si l'on prend une feuille de papier préparée comme ci-dessus , et qu'après l'avoir exposée à la lumière du jour , on la rentre dans l'obscurité, où elle est alors lumineuse, et qu'on la recouvre d'une carte qui n'en couvre qu'une partie ; puis qu'on place dessus un verre rouge et qu'on expose le tout à l'action des rayons solaires pendant une minute 5 si l'on regarde le papier dans l'obscurité, on voit que toute la partie garantie de l'action des rayons qui ont traversé le verre rouge est encore très-brillante, tandis que le reste de sa surface est devenu obscur.

Les rayons qui traversent le rouge détruisent donc la phosphorescence , comme les parties les moins réfrangibles du spectre. On ne peut pas dire que ce soient les rayons calorifiques, car ces rayons jouissent au contraire de la propriété d'augmenter la faculté lumineuse des corps.

Un papier préparé avec le sulfure de barium donne un spectre dans lequel la partie a p, fig. 9, pi. VIII, est lumineuse; mais il n'y a qu'un seul maximum, situé entre les raies I et M. Les limites du spectre phosphorogénique sont d'une part vers G, de l'autre vers P, fig. 2.

Eu impressionnant la surface comme ci-dessus , avant l'expérience,

on reconnaît qu'il existe également, conome avec le sulfure de calcium, un espace qui s'obscurcit depuis [j. jusqu'à v, fig. 'j. C'est dans cette partie que se trouvent les rayons qui détruisent la phosphorescence et s'étendent presque aussi loin que ceux qui agissent sur le sulfure de calcium , et leurs efl\3t3 sont les mêmes sur ces deux sulfures.

Passons aux raies du spectre phosphorogénique. Pour les apercevoir, il faut agrandir le spectre par projection. Celui employé dans les expériences précédentes avait la dimension de ceux dessinés sur la planche ; mais avec ces spectres on ne peut distinguer les raies. Au lieu de recevoir le spectre par projection , au foyer de la grande lentille , sur une surface enduite d'une matière phosphoi'escente , on place sur la route des rayons une lentille de 1 décimètre de foyer au plus , afin que le foyer de la grande lentille tombe entre le foyer et la surface de la seconde. Alors, de l'autre côté de celle-ci, on a un spectre agrandi. En promenant donc la seconde lentille dans toutes les parties du spectre primitif, puis cherchant avec un carton blanc le lieu de l'image , ou a un spectre dans lequel les raies sont larges et bien distinctes. En la recevant sur la surface enduite de matières phosphorescentes , on retrouve les mêmes raies que dans le spectre lumineux. Si on veut les apercevoir plus distinctement , on fait tomber le spectre sur la surface sensible, on referme ensuite l'ouverture du volet et on chauffe le papier à 2 ou 300". Les parties qui ont reçu l'impression des rayons phosphorogéniques deviennent lumineuses, tandis que les portions correspondantes aux raies restent totalement noires. Ces raies sont les mêmes que celles du spectre solaire, mais plus faibles à distinguer dans les rayons les plus réfrangibles que dans les rayons les moins réfrangibles.

Il est démontré, par les faits cités précédemment, qu'avec les rayons situés au delà des rayons visibles, c'est-à-dire, avec des rayons obscurs, on produit de la lumière , tandis qu'avec les rayons lumineux, rouges, orangés, jaunes, verts, blancs, on détruit cette faculté, puisque les corps deviennent obscurs.

De la coïncidence des raies dans les spectres solaires, phosphorogéniques et même chimiques, on en conclut que la cause qui produit la perte de certains rayons dans la lumière solaire, est aussi celle qui amène la disparition de ces rayons dans le rayonnement phosphorogénique.

Nous allons terminer ce qui concerne les propriétés phosphorogéniques du spectre solaire , en rapportant les principales observations qui ont été faites concernant l'action des rayons colorés sur le diamant.

En comparant la phosphorescence du diamant à celle de la pierre de Bologne préparée , Dufay a observé que tous deux émettaient l'éclat le plus brillant, lorsqu'on les expose pendant quelque temps à la lumière bleue concentrée avec une lentille. La seule différence entre ces deux substances , est que la pierre de Bologne émettait une lumière semblable à celle d'un charbon enflammé^ tandis que le diamant donnait une lumière d'un blanc tirant sur le jaune. Il trouva que dans les rayous rouges ou jaunes, ces substances n'acquièrent point la phosphorescence. Cependant ils brillèrent en les exposant à l'action des rayons rouges concentrés en grand nombre au foyer d'une lentille. Dans ce cas, probablement les rayons rouges n'étaient pas simples. Tous les diamants, même ceux colorés, tels que des diamants rouges, jaune foncé, jaune d'or, restèrent obscurs , quoique exposés pendant plusieurs minutes au foyer des rayons bleus. Sans doute ces diamants , en sortant de leur gangue, étaient phosphorescents, et ils avaient perdu leur propriété par l'exposition à la lumière, de même que ceux soumis à la lumière électrique conservent indéfiniment leur faculté lumineuse s'ils restent dans l'obscurité.

Michel Grosser, qui a fait des expériences analogues à celles de Dufay, a été conduit à des résultats semblables, quant à l'influence des rayons du spectre et à celle des verres colorés. iMais ayant voulu voir si la faculté lumineuse dépendait de la présence de quelques sels, il fit les expériences suivantes. Il jeta un diamant du poids de 6 grains, non phosphorique , dans du borax en fusion , dirigea pendant un quart d'heure la flamme sur le diamant, et ne cessa de souffler que lorsque le borax évaporé en partie ne le couvrait plus. Ayant été retiré et refroidi , le diamant placé au foyer des rayons bleus concentrés par une lentille , produisit la phosphorescence la plus brillante. D'autres diamants , traités de la même manière , donnèicnt les mêmes résultats. Les expériences furent répétées sur des diamants non taillés: les effets furent les mêmes. On ne peut savoir précisément les changements produits pendant le traitement que Michel de Grosser a fait subir aux diamants; mais il est probable que la température a pu modifier leur constitution moléculaire de manière à les rendre phosphorescents sous l'influence de la lumière. Tous ces exemples viennent à l'appui de l'opinion que nous avons émise sur l'importance de l'étude de la phosphorescence mise en regard de la constitution moléculaire des corps.

Phosphorescence spontanée.

Après avoir passé en revue avec d'assez grands développements leâ pliénomènes de phosphorescence produits dans les corps inorganisés par les actions mécaniques et chimiques, la chaleur, la lumière et les décharges électriques , nous allons maintenant étudier ces mêmes phénomènes dans les composés organiques et les corps organisés, soit par l'effet d'actions lentes et spontanées, soit par la volonté de l'animal. Cette classe de phénomènes est de nature à nous révéler la présence de l'électricité dans quelques-uns des principaux phénomènes de la vie.

Dans la règne animal, nous citerons les poissons et les infusoires marins vivants ou morts : parmi les premiers, on distingue les poissons à écailles, le folade, la méduse phosphorique et divers mollusques. Le merlan, le hareng, le maquereau.

Les poissons d'eau douce deviennent aussi lumineux, mais moins facilement que les précédents. Pour les poissons marins, il leur faut une température de 8 ou 10", une humidité soutenue et le contact de l'air. On voit par là pourquoi la phosphorescence n'est que superficielle. Les parties muqueuses sont les plus phosphorescentes.

La chair de quelques quadrupèdes est aussi quelquefois phosphorescente ; mais le cas est rare.

Parmi les insectes, il en est plusieurs qui jouissent de cette propriété; entre autres, les fulgores (porte-lanterne), les lampyres ou vers luisants. La scolopendre électrique est une espèce de crabe nommée cancer fulgens.

On a observé que la quantité de lumière émise par les substances animales en putréfaction n'était pas en proportion avec cet état, mais que, bien au contraire, plus la putréfaction était grande, plus la quantité de lumière était faible ; de sorte que la phosphorescence ne se manifeste que lorsque ces substances se trouvent dans un certain état de décomposition qui précède la putréfaction. Il paraîtrait qu'elle se montre particulièrement dans la lutte qui a lieu entre les forces de la nature organique et celles de la nature inorganique, puisqu'elle cesse tout à fait quand celles-ci l'emportent.

Si Ton prend des harengs, et qu'on les suspende dans un endroit quelconque, mais frais, ils commencent assez promptementà devenir lumineux à l'obscurité. Leur surface se ita et d'une matière lumineuss qu'on enlève facilement avec un couteau. La lumière diminue à me-

sure que le hareng se putréfie, et linit par s'éteindre tout à fait.

Pour hâter la phosphorescence des poissons , on prend environ 12 grammes de chair de hareng, que l'on met dans une solution composée de 6 grammes de sulfate de magnésie et de 48 grammes d'eau. On place le tout dans un bocal, et on l'rihaudonne aux actions spontanées. Le second jour, on voit distinctement un anneau luisant sur la surface du liquide, tandis que la partie inférieure reste obscure. En remuant le bocal , le tout devient lumineux et reste dans cet état. Le troisième jour, la lumière se rassemble de nouveau à la surface, mais l'anneau lumineux paraît moins vif; en secouant le bocal, le tout devient encore lumineux. Avec une solution de sel marin, on obtient les mêmes effets.

La laite du hareng, le maqu€reau et sa laite, produisent aussi la phosphorescence. On a remarqué que les laites de ces deux poissons émettaient plus de lumière que le poisson lui-même; cette lumière atteint son maximum d'intejisité vers la troisième ou quatrième nuit.

Hume , qui a beaucoup expérimenté sur la phosphorescence spontanée, a recherché quelles étaient les substances qui éteignaient la matière lumineuse ; il a trouvé que l'eau de chaux , l'eau chargée d'acide carbonique, d'hydrogène sulfuré, produisaient cet effet. Il y a, au contraire, des substances qui ont la propriété de devenir lumineuses quand on les mêle avec la matière enlevée dessus un hareng préparé dans la solution de sulfate de magnésie, telles que les solutions de carbonate de soude , de tartrate de potasse , de phosphate de soude, de nitrate de potasse, le miel , le sucre en solution.

Quand la lumière spontanée est éteinte , on peut facilement la reproduire : à cet effet on prend une solution de 2 1 grammes de sulfate de magnésie dans 24 grammes d'eau dans laquelle la matière lumineuse du poisson s'est éteinte ; on y ajoute six fois le volume d'eau, et le liquide devient parfaitement phosphorescent ; il conserve cette faculté pendant quarante-huit heures. On peut répéter l'expérience d'une manière inverse , c'est-à-dire éteindre une solution lumineuse en y ajoutant du sulfate de magnésie. Cette expérience prouve que la phosphorescence dépend d'un arrangement moléculaire , et que l'on peut éteindre et raviver une dissolution phosphorique un certain nombre de fois. Dans une série d'expériences , Hume a obtenu successivement dix extinctions. Les solutions faites avec le sel marin produisent les mêmes effets.

La lumière spontanée est rendue plus vive par le mouvement.

Ce fait est d'accord avec la manière dont nous envisageons la production de la phosphorescence; elle n'est pas accompagnée d'un dégagement de chaleur appréciable au thermomètre.

Des harengs lumineux , placés dans un mélange frigorifique composé de neige et de sel marin , s'éteignent peu à peu. Dans une expérience, au bout d'une heure et demie, la lumière était totalement éteinte et les poissons gelés; en les mettant dans de l'eau froide pour les faire dégeler , ils reprirent leur état lumineux. L'abaissement de température éteint également la phosphorescence du bois dans un certain état de décomposition, ainsi que celle du lampyre.

Si l'on place devant un foyer de chaleur une partie d'un hareng lumineux et qu'on ne l'y laisse que peu de temps, mais de manière à ce qu'elle s'échauffe fortement, eu le transportant dans l'obscurité, on trouve que le côté qui a été exposé au feu est devenu sombre, tandis que l'autre reste lumineux.

L'eau bouillante éteint aussi la phosphorescence. Il n'en est pas de même du bois faiblement luisant quand on le met dans de l'eau tiède ; sa phosphorescence augmente , et il finit par reluire d'une manière remarquable. En élevant la température ju.squ'à l'eau bouillante , la phosphorescence s'éteint et finit par disparaître.

Quand on chauffe le fond d'un tube rempli d'un liquide phosphorescent à la partie supérieure, en repos depuis quelque temps, la matière lumineuse descend en filets jusqu'au fond, et s'éteint graduellement après avoir illuminé tout le liquide. Pour que cet effet s'opère , il faut que la matière qui éclaire acquière de la densité par l'action de la chaleur. Cette expérience réussit bien en opérant avec des solutions de sulfate de magnésie, de soude, de sel marin, de sel ammoniac; si l'on emploie les deux premiers, la proportion la plus convenable est 1 p. de sel et 8 p. d'eau.

Quand on mêle la matière lumineuse avec du coagulum conservé pendant quelque temps et devenu noir par la putréfaction , la lumière s'éteint peu à peu. Si l'on mêle le liquide lumineux avec du sérum en décomposition , la matière lumineuse est rejetée en globules et s'attache à la paroi du vase. L'urine, quand elle est vieille, éteint la matière lumineuse très-promptement. 11 en est de même de la bile et du lait tourné, tandis que le lait devient lumineux. Tels sont les phénomènes généraux relatifs à la phosphorescence spontanée.

176 îftAlTé DE PHVSIQtE.

De la phosphorescence des lampyres.

La lumière émise par cet insecte (suivant plusieurs physiciens, et principalement M. Macaire, Bibl. universelle, 1821 ), commence à être visible entre sept et huit heures du soir dans les mois chauds de l'année, et assez ordinairement au coucher du soleil ; elle est produite au moyen d'un appareil qui existe dans l'abdomen. On aperçoit effectivement sur la surface intérieure des trois derniers anneaux une matière jaune blanchâtre , demi - transparente , qui , vue au microscope, présente une organisation de fibrilles composées de nombreuses ramifications , et qui émet une vive phosphorescence. On a remarqué que la volonté de l'animal influe singulièrement sur le phénomène , puisque le bruit ou le mouvement suffit pour le déterminer à affaiblir sa faculté lumineuse.

Les lampyres, suivar.t M. Macaire, conservés dans une boîte à labri de la lumière du jour, ne deviennent pas phosphorescents lorsqu'on ouvre la boîte pendant la nuit. L'influence de la lumière solaire est donc nécessaire pour la production du phénomène, à moins que l'animal , gêné dans ses habitudes , ne soit plu's apte à devenir lumineux. Sa volonté dominant cette faculté , il est certain que l'action nerveuse y entre pour beaucoup.

Si l'on chauffe un lampyre vivant et obscur dans de l'eau dont la température soit de 14" cent., à la première sensation de chaleur, l'animal s'agite beaucoup, et à 27° la lumière commence à paraître; son éclat est des plus vifs à 41°. Bientôt après l'animal meurt, sans que pour cela la phosphorescence disparaisse, car elle continue jusqu'à 57°. Si le lampyre est jelé dans de l'eau à 45 ou 50°, il meurt de suite, et acquiert une vive phosphorescence. Il en est encore de même avec les lampyres morts, mais non desséchés, pourvu toutefois qu'ils n'aient pas été exposés à une température de 55 à 60°.

Un lampyre mort ayant été placé dans 48 grammes d'eau à la température de 14°, dans une fiole à large ouverture, que l'on mit ensuite dans de l'eau bouillante, la lumière du lampyre augmenta en intensité et devint plus vive.

La phosphorescence diminue par le froid, et cesse (juand la température est au-dessous de 12°. Si l'on expose l'animal à l'action de la chaleur, il reprend sa faculté lumineuse. Cette propriété se retrouve également dans les corps inorganiques doués de la phosphorescence.

En enlevant la tête d'un lampyre , la lumière s'affaiblit peu à peu,

puis s'éteint, pour reparaître ensuite , mais avec moins d'éclat qu'avant; en augmentant l'action delà chaleur, il reluit davantage.

Dans le vide, l'animal paraît mort pendant quelque temps. Si on le chauffe alors jusqu'à 50°, la lumière ne paraît pas; tandis que s'il est chauffé préalablement dans un tube plein d'air , il jette une vive lumière; aussitôt que l'on rend l'air, le corps de l'animal reprend ses dimensions et une vive lumière se manifeste. Dans le gaz oxygène, il y a aussi émission d'une vive lumière , qui jette plus d'éclat que celle que l'on obtient dans l'air à l'instant où on élèvela température. Le gaz oxyde de carbone produit à peu près les mêmes effets. Dans l'hydrogène, un lampyre luisant y meurt bientôt, et la lumière ne paraît plus, même en appliquant l'action de la chaleur ; même effet dans les gaz acide carbonique, sulfureux, hydrogène sulfuré.

Les décharges électi'iques successives ne raniment pas la phosphorescence quand elle est perdue. 11 n'en est pas de même de l'électricité voltaïque. L'animal vivant et obscur, placé dans le circuit voltaïque, y devient légèrement lumineux; on augmente encore l'action en l'humectant d'eau pour rendre son corps meilleur conducteur. Si l'on en~ lève la tête de l'animal et que l'on introduise l'un des fils conducteurs de la pile jusqu'auprès des trois anneaux et l'autre dans une partie telle que le courant traverse le corps, la phosphorescence se manifeste de la manière la plus vive, surtout lorsque le courant traverse la partie inférieure de l'abdomen où se trouve l'organe lumineux. Dans le vide, il n'y a aucun effet.

La matière seule , soumise à l'expérience , augmente d'éclat jusqu'à environ 41", après quoi elle diminue , devient rougeâtre et cesse tout à fait à 52°. Elle se comporte en général dans les gaz comme le lampvre. Tout concourt à faire rentrer les phénomènes lumineux propres à ces insectes dans la phosphorescence spontanée. On voit donc que dans le lampyre, et probablement dans les animaux lumineux, la phosphorescence est le résultat d'une action chimique que domine la volonté de l'animal, puisqu'il a la faculté de la diminuer insensiblement jusqu'au point de la. faire disparaître tout à fait. Passons inaintenant à la phosphorescence des infusoires.

M. Ehrenbery , qui a étudié la lumière émise par les infusoires et les annélides, qui, dans certaines contrées, rendent la mer lumineuse, surtout lorsqu'une brise légère agite sa surface, a placé sur le porte ^ objet de son microscope de l'eau renfermant de ces animaculos; il a été fort étonné de voir que la lueur diffuse qui les entourait n'était autre que la réunion d'une multitude de petites étincelles qui partaient dç