H I HO

3 5 5 j «. dichlorhydrine.

Les dérivés secondaires des radicaux d'alcool sont appelés éthers simples ou oxydes.

Ainsi ^„, I 0 éther méthylique ou oxyde de méthyle.

Les radicaux oxygénés engendrent généralement des acides hydratés par leurs dérivés primaires, et des acides ' anhydres par leurs dérivés secondaires. Le propre de ces corps est de faire facilement échange de la moitié du radical ou de rhydrogène qui en tient la place avec un métal ou un radical d'alcool.

Les acides hydratés à radicaux polyatomiques sont le plus souvent polybasiques, c'est-à-dire qu'ils peuvent échanger la totalité de l'hydrogène disponible contre une quantité équivalente de métal.

„j " acide tartnque. ^ „, '"

0* tartrates.

Mais un acide peut être diatomique et monobasique à la fois. Ainsi l'acide glycolique,

„j ! 0* donne des glycolates saturés de formule

cmH)

MH

5** Les radicaux organiques, en se substituant à l'hydrogène de l'ammoniaque, fournissent des azotures primaires, secondaires ou tertiaires, suivant le degré de substitution.

Les azotures à radicaux d'alcool conservent la propriété de l'amanoniaque de s'unir aux hydracides et aux oxacides hydratés; on les appelle des aminés. Ainsi on dira éthylamine (Az,XC>H«)H>), diéthylamine (Az,XCaH«)^H), triéthylamine, Az.XC^H»)^).

Les diamines et les triamines représentent le type ammoniaque deux ou trois fois condensé.

Les araides sont les azotures neutres à radicaux d'acides, acétamide Az,,XC^H30)HS diacétamide Az,,(C*H30)«H, triacétamide Az^^XCl'H^O)^

Les composés organiques dont la constitution est bien définie se classent ainsi naturellement d*après leurs fonctions chimiques.

Deux ou plusieurs corps qui jouent le même rôle et appartiennent au même type, sont dits isologues; ils sont de plus homologues^ s'ils ne diffèrent entre eux que par unnombre entier de fois CH^, en plus ou en moins. Ainsi les alcools méthylique CH*0 et éthylique C^H*0 sont homologues et isologues, tandis que les acides acétique C^H*0^ et benzoïque CH^O^ sont seulement isologues.

Les composés organiques formaient, il n'y a pas plus de dix ans, une classe à part.

L'impossibilité, admise pendant longtemps, de les reproduire artificiellement par l'union de leurs éléments constitutifs, avait fait penser que les forces dites vitales étaient seules capables de les engendrer.

Il y avait donc, semblait-il, une barrière infranchissable entre la chimie minérale, où tout se fait par synthèse comme par analyse, et la chimie organique, où les affinités ordinaires paraissaient inaptes à présider à l'union du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène et de l'azote.

Dans ces derniers temps on est parvenu à rompre ces obstacles. Grâce surtout aux efforts de M. Berthelot, on a pu, avec le seul secours des forces chimiques, reproduire artificiellement un grand nombre de substances prises parmi celles qu'élaborent directement les plantes et les animaux, ou celles qui dérivent des principes immédiats par des réactions connues.

La question de la synthèse organique a une grande valeur même au point de vue industriel. Le fabricant peut

prévoir dès à présent que, dans un avenir donné, il formera directement les précieuses * matières colorantes qu'il doit encore, en partie du moins, emprunter aux plantes et aux animaux.

Déjà le goudron de houille est devenu une riche mine de corps colorés remarquables par la beauté de leurs nuances. Il est évident, d'après les succès réalisés, que l'industrie des toiles peintes et de la teinture est actuellement dans une ère remarquable de transformation et d'avancement. Elle se modifie en se simplifiant, ce qui constitue le meilleur caractère du vrai progrès, et c'est bien à la science pure et à ses découvertes d'abord désintéressées qu'elle le doit.

Dans les considérations générales qui précèdent, nous avons envisagé les corps dans leurs rapports mutuels, au point de vue chimique des combinaisons et des décompositions qu'ils sont susceptibles de subir ; ou, en d'autres termes, des modifications permanentes de leurs qualités essentielles. Les transformations passagères qu'ils éprouvent dans leur conflit avec les forces physiques et les agents impondérables, sont du domaine de la physique.

Nous ne parlerons ici que des phénomènes lumineux qui touchent plus particulièrement au sujet que nous traitons, afin de bien préciser l'essence de ces manifestations et l'influence qu'exercent sur elles les corps matériels.

Les couleurs que le fabricant dépose ou forme sur la fibre textile ne sont pas des générateurs ou des sources de lumière, elles ne nous apparaissent avec leur nuance propre qu'à la suite de leur action particulière sur les rayons émanés du soleil ou des étoiles fixes, ou de toute autre lumière artificieUe.

L'impression lumineuse produite sur la rétine et transmise par le nerf optique au cerveau qui la traduit en sensation, est la conséquence d'un mouvement vibratoire particulier des molécules d'un milieu impondérable, éminemment fluide, répandu partout, dans le vide planétaire comme dans les espaces intermoléculaires de la matière pondérable.

Fig. 1.

Ce milieu est appelé Véther.

Soit P {fig. l ) une particule d'éther. Dès l'instan t où elle entre en vibration elle devient source de lumière. Le mouvement vibratoire (non la molécule) se transmet, si rien ne vient Tentraver, suivant des sphères concentriques de rayons de plus en plus grands. Il résulte de là que son intensité décroît proportionnellement aux surfaces de ces sphères, ou au carré de la distance. La vitesse de translation du mouvement vibratoire est très-grande; elle a été évaluée à V= 70 948 lieues de 25 au degré par seconde, et comme elle est uniforme, au bout du temps T compté à partir du début de la première vibration de P, le mouvement aura atteint toutes les molécules placées sur la surface d'une sphère de rayon égal à VT. Nous pouvons envisager chacune de ces molécules «, «', a" comme centre d'action ou source lumineuse, de sorte qu'après un nouveau temps t le mouvement se sera transmis aux molécules placées sur les sphères de rayons égaux à V/, et tracées des points «, a', a" comme centres, ou à une sphère unique de rayon V (T + ^) tracée du point P, comme centre. Il est donc indifférent, dans l'analyse du phénomène de propagation, de considérer toujours un seul et même centre lumineux ou de le remplacer, à un moment donné, par plusieurs centres dérivés (principe d'Huygens).

On voit que d'un point à un autre la lumière se propage en ligne droite ; c'est le rayon de la sphère qui va du point lumineux initial ou dérivé au point éclairé placé sur la surface de la sphère ; c'est ce que l'on nomme le rayon lumineux.

Nature de la vibration. — La molécule éthérée exécute

Fig. 2.

des mouvements égaux de va-et-vient d'un côté et de Tautre de sa position d'équilibre, et parcourt dans un temps trèscourt une trajectoire d'une dimension si petite qu^elle échappe à nos moyens de mesure. Le plan de cette trajectoire est perpendiculaire à la direction suivant laquelle la lumière se transmet, par conséquent aussi au rayon lumineux. Ainsi la lumière se propageant aux molécules . situées sur la droite AB {fig, 2), celles-ci exécuteront des oscillations suivant des lignes a'aa'\ b'bb".

Soit d la durée d'une vibration (temps que la molécule a met à aller de a en a\ de a' en a, de a en a" et de a" en a), au bout du temps d compté à partir du commencement de la première oscillation de ^{fig. 3), le mouvement a atteint toutes les molécules d'une sphère tracée de P comme centre avec Vrf comme rayon ; elles vont commencer leur première vibration, tandis que P l'a terminée, et de P en «les molécules sont d'autant plus loin de l'avoir achevée, qu'elles sont plus éloignées de P. Leur position actuelle par rapport au rayon peut se représenter par la ligne sinueuse Vxyza,

Au bout d'un nouveau temps cT, les molécules de P en « se retrouveront dans la même position, avec cette différence qu'elles auront exécuté tout ou partie de leur secofide oscillation ; de plus, cet état sera aussi celui des molécules comprises entre a et a\ aa' étant égal à P<2, mais celles-ci seront en train de faire leur première vibration.

Si l'on fait glisser la ligne sinueuse ax'y'z'a' {fig. 4) sur la première Vxyza^ elles se superposent. Il est facile de voir qu'après un temps quelconque le rayon lumineux peut être partagé, à partir de P, en portions de longueurs égales à P«,

Fig. 3.

et telles que les diverses molécules comptées à égales tances des extrémités prises du côté de P sont dans le m état. Il va sans dire que ce n'est que pour des temps qui s

Fig. 4.

des multiples entiers de d que la ligne sinueuse passe les points de division ainsi établis.

La longueur Pa est appelée longueur d'onde, on la rep sente par X = Vrf. Les surfaces des sphères successi comprenant toutes les molécides d'éther qui sont dans même état et au même numéro de vibration sont des ond

Si la source lumineuse est très-éloignée, une portion mitée d'une onde peut être considérée comme plane. Elle propage suivant une direction perpendiculaire à son pla c'est la direction du rayon lumineux.

Tout ce que nous venons de dire jusqu'à présent ne s'a plique qu'à la marche de la lumière dans un milieu contii et homogène. Considérons maintenant deux milieux hom gènes de densités différentes, tels que l'air et l'eau, sépar par une surface plane et traversés par un flux lumineux.

Au moment de son passage de l'air dans l'eau, la lumiè éprouve dans sa itiarche deux genres de modifications impc tantes. -

Elle est en partie renvoyée ou réfléchie dans le premi milieu, et en partie transmise à travers le second, mais apr avoir subi une déviation brusque appelée réfraction. Ces dei phénomènes obéissent, on le sait, à des lois rigoureuses, m thématiques, mais très-simples. l'^Le rayon incident (dire tion de l'onde incidente), le rayon réfléchi (direction de l'onc réfléchie) et la normale menée du point d'incidence à la su

face de. séparation sont dans un même plan, et de plus, les angles des deux rayons avec la normale sont égaux.

2* Le rayon incident, le rayon réfracté (direction de Fonde réfractée) et la normale menée du point d'incidence à la surface de séparation sont également dans un même plan. Les angles des rayons incidents et réfractés avec la normale ne sont pas égaux ; mais quelle que soit Tincidence, le rapport des sinus de ces angles est constant pour deux mêmes milieux, et ce rapport est appelé indice de réfraction.

Le changement de marche de la lumière transmise est une conséquence directe et inévitable de la variation de vitesse qu'éprouve la lumière en passant d'un milieu dans un autre de densité différente. La théorie des ondulations conduit à supposer que plus le milieu est dense, plus petite est la vitesse de propagation. Cette conséquence a été vérifiée par M. Foucault par une expérience mémorable ; il a prouvé directement que dans l'eau la vitesse est moindre que dans l'air.

En passant d'un milieu moins dense dans un autre plus dense, le rayon se rapproche de la normale ; c'est l'inverse dans le cas contraire.

Les considérations géométriques suivantes montrent avec quelle simplicité les lois énoncées plus haut découlent de la théorie.

{fig. 5).

Soit une onde plane AB tombant obliquemenf sur la surface limite de l'air et de l'eau xy^ et voyons ce qui se passera dans le plan du tableau ^^^' ^'

qui coupe l'onde et la surface, suivant AB et xy^Vonv plus de simplicité n'examinons que la portion AD de l'onde dont l'action se transmet à la ligne AG limitée par les rayons CD et AF. '

Soient V et Y les vitesses de la lumière dans l'air et d l'eau, V < V. Prenons chacun des points compris entre J C, comme centres d'action, et cela à mesure qu'ils comm cent à participer au mouvement. Lorsque ce mouvem

aura atteint le point C, c'est-à-dire au bout du temps ■

compté à partir de la position initiale de l'onde AB, la n lécule A aura déjà transmis son mouvement à des sphè

DG

de rayons -^ x V = DG pour le milieu supérieur (l'air),

DG

-^ X V pour le milieu inférieur (l'eau).

Les points intermédiaires tels que E auront transn leur mouvement à des sphères de rayons d'autant plus j tits qu'ils sont plus près de G.

Il est facile de démontrer géométriquement que les lign menées de G dans le plan du tableau, tangentiellement a deux sphères émanées de A, sont aussi tangentes à toutes ] sphères intermédiaires. Ge qui est vrai pour le plan de figure, l'est aussi pour toutes les sections parallèles; nos ta gentes deviennent des plans tangents qui représentent l'oni réfléchie et l'onde réfractée. Ainsi l'onde primitive AD c

DG

transformée au temps -^ en deux autres, dont l'une CA' r

trograde dans le premier milieu et dont l'autre GA'' se pr page dans l'eau.

Les lois énoncées plus haut se déduisent aussi facilemen par de simples considérations géométriques. Il est enco: aisé de voir que l'indice de réfraction est égal au rapport di

vitesses ;^, de la lumière dans l'ail* et dans l'eau.

Les phénomènes de la réfraction se présentent avec le ci ractère de simplicité que nous venons d'indiquer lorsque J lumière est le résultat d'un seul genre de mouvement, cara( térisé par une durée de vibration déterminée ; mais tel n'ci

pas le cas de la lumière émanée des diverses sources dont nous disposons, et notamment du soleil. Celle-ci est la résultante d'un grand nombre de lumières distinctes dont le caractère différentiel principal réside dans la durée de la vibration, et par conséquent dans la longueur d'onde.

Un rayon de lumière émanée du soleil est composé d'une foule de mouvements ondulatoires à longueurs d'ondes distinctes, se propageant dans le vide avec la même vitesse et suivant la même direction, sans se gêner mutuellement.

Chacun de ces mouvements élémentaires subit, dans son passage d'un milieu dans un autre, une altération spéciale dans la vitesse de sa marche, d'où résulte une déviation d'autant plus grande que la vitesse est plus affaiblie. (Dans le cas de l'incidence normale, il n'y a déviation pour aucune des lumières composantes.) Ces mouvements élémentaires qui marchaient simultanément en suivant un rayon unique, s'écartent à partir du point d'incidence et suivent des rayons isolés divergents. (Chacun d'eux pris isolément provoque dans l'œil un6 impression distincte qui va, en les prenant par ordre de déviabilité ou de réfrangibilité, du rouge au violet, en passant par l'orangé, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo; tandis que réunis ils formaient du blanc.

L'appareil qui permet le mieux d'étudier et de prouver la nature composée de la lumière porte le nom de prisme. Il est formé d'un milieu transparent, solide et très-dense, le verre, terminé par deux surfaces planes qui se coupent suivant une arête qui est le sommet du prisme {fig. 6).

En appliquant les lois de la réfraction, il est facile de voir qu'un rayon incident tombant obliquement sur la face aa! se dévie une fois à son passage de l'air dans le verre, et une seconde fois dans le ^^s- ^*

même sens à son passage du verre dans l'air par ab. Cette

seconde déviation exagère la première. De plus, si le ray est composé, il sera partagé en un faisceau divergent rayons diversement colorés, et cette divergence sera au mentée par la seconde réfraction.

Soit un prisme à arête verticale, au lieu d'un seul ray de lumière blanche, envisageons une bande mince de raye superposés parallèlement à cette arête, comme on pe l'obtenir en laissant passer la lumière solaire à travers ui fente mince verticale. Cette bande lumineuse, à son éme gonce par la face « ô, sera changée en une série continue ( bandes divergentes, de sorte qu'un écran en papier blai placé en mn perpendiculairement à leur direction offrira i long ruban perpendiculaire à l'arête et d'une hauteur éga à celle de la fente, éclairé de toutes les lumières déjà non mées, depuis le rouge, qui est la plus rapprochée de l'arêt jusqu'au violet.

Cette apparence porte en optique le nom de spectre.

En coupant une fente verticale dans l'écran, à l'endroit q reçoit une des couleurs, la lumière correspondante pourra traverser et sera isolée des autres ; par son passage à trave un second prisme, elle sera déviée d'après les lois général de la réfraction, mais elle ne sera plus divisée en parti( d'inégale réfrangibilité ; cette lumière est donc homogène ( produite par un mouvement vibratoire unique.

La durée d'une vibration, et par conséquent la longueu d'onde correspondante, sont d'autant plus petites que la li mière est plus réfrangîble.

Voici les valeurs des longueurs d'ondes et du nombre de vibrations exécutées en une seconde pour les milieux de bandes différemment colorées du spectre.

Ces mesures ont été prises par Fresnel par un procédé qu nous ne pouvons décrire ici. '