CHAPITRE PREMIER

GÉNÉRALITËS

575. De la coloration de* flammes. — Nous avons vu (n° 502) que les colorations présentées par les flammes peu éclairantes quand on introduit certains corps dans leur intérieur peuvent être caractéristiques de ces corps. Mais il arrive souvent, lorsqu'on a affaire à des substances complexes, que Tintensité lumineuse de certaines couleurs peut masquer complètement celle de certaines autres : ainsi la coloration jaune provenant de la soude empêche de voir la teinte violacée due à la potasse, et, en somme, si Ton a, réunis ensemble, deux ou plusieurs éléments donnant des lumières d'intensités différentes, on n'aperçoit que celle qui est la plus vive. Il peut arriver encore que des flammes colorées, sans être identiques, diffèrent assez peu l'une de l'autre pour qu'un œil non exercé puisse les confondi;'e entre elles. Quelquefois, à la vérité, les divers corps qui constituent une combinaison ou un mélange présentent des différences de volatilité, qui permettent de distinguer chacun d'eux; alors, en effet, les couleurs caractéristiques n'apparaissent que successivement, et le plus volatil des métaux colore la flamme le premier. Si Ton a, par exemple, un mélange de sels de strontiane et de baryte, la coloration rouge de la strontiane a disparu avant

que la flamme verte de la baryle ait commencé à se manifester.

576. Or, d'un côté, ces différentes colorations diffèrent entre elles, non seulement par l'intensité de leur lumière, mais surtout par la réfrangibilité de leurs rayons, et à Taide d'un prisme on pourra concentrer en un point déterminé du spectre les rayons d'une réfrangibilité déterminée. D'un autre côté, la teinte que prend une flamme est ordinairement composée de couleurs élémentaires différentes, c'est-à-dire d'inégale réfrangibilité; on pourra donc à l'aide du prisme séparer les rayons élémentaires, et alors deux sources lumineuses, en apparence très analogues, pourront se montrer comme formées de couleurs élémentaires très dissemblables, ce qui permettra de les distinguer aisément.

Tel est le but de l'analyse spectrale, et l'étude du spectre des flammes est venue donner à l'analyse qualitative, fondée sur leur emploi, un étonnant degré de sensibilité.

577. Étades des spectre*» aatérleares aux expérieDces de iiirchhoff et Bansen. — Dès 1823, Uerschell s'était déjà occupé de la coloration des flammes, et il avait constaté que les spectres de celles qui renfermaient des sels de baryle, de strontiane ou de chaux, présentaient des bandes lumineuses qu'il indiqua, mais sans y attacher une importance particulière. Brewster, cherchant une lumière monochromatique, remarqua que la flamme de l'alcool avait sensiblement cette propriété et était colorée par des rayons jaunes, et Talbot avait constaté que ce n'était pas la flamme de l'alcool lui-même qui était monochromatique, mais qu'elle devait cette propriété au sel marin, car en saturant de sel ce liquide on augmente beaucoup la couleur jaune de sa flamme; il continua ses études de 18^22 à 1834, époque à laquelle il énonça ce fait que, bien que les flammes de la lithine et de la strontiane paraissent à peu près identiques, on peut les distinguer par l'inégale réfrangibilité des rayons rouges qui les composent, en les séparant avec le prisme. En 1835, Wheatstone étudiant le spectre de l'arc voltaïque y constata la

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présence de bandes lumineuses qui variaient avec la nalure des électrodes employées ; il en conclut qu'elles étaient produites par la lumière des métaux volatilisés dans l'expérience. Versl850, on reconnut en outre qu'en mouillant les électrodes avec des dissolutions salines on obtient les bandes des métaux qui entrent dans la constitution de ces sels. Quelque temps après, Miller décrivit très nettement, dans un mémoire sur les flammes, les spectres d'un certain nombre de sels.

578. En 1849, Foucault, amené par d'autres recherches à déterminer la position exacte de la raie jaune du sodium, et les rapports de position des raies de Fraunhofer, constata que cette raie jaune s'observe presque partout ; d'autre part, Masson, reprenant les expériences de Wheatstone avec des étincelles électriques très intenses et de grands arcs lumineux, reconnut l'existence d'un nombre de raies bien plus considérable que ne l'indiquait Wheatstone : cela venait de ce qu'il opérait avec des sources d'électricité très puissantes, et de ce qu'un même corps ne donne pas à toutes les températures la même lumière et les mêmes laies ; quand la température s'accroît sans dépasser certaines limites, les raies déjà visibles subsistent, mais en outre on en voit apparaître distinctement un grand nombre d'autres qui, avec une flamme moins chaude, denieuraient invisibles ; enfin, Masson constata que certaines raies se trouvent constamment dans les spectres, quel que soit le métal employé, et montra que ces raies sont dues aux gaz de l'atmosphère au milieu de laquelle la combustion s'eflectue.

579. En 1857, Swann, étudiant les flammes des carbures d'hydrogène, montra qu^elles présentent un caractère commun (les raies du charbon), il confirma l'observation de Foucault relative à la présence continuelle de certaines raies jaunes, et, s'assurant que ces raies étaient dues à la présence du sodium, il fut conduit h rechercher l'efficacité du spectre pour reconnaître la présence de ce métal. Il constata que 1/250000•deg^ain(0«^00000212) de sd marin suffit pour dçnner dans le spectre une bande jaune

bien caractérisée. Ce fait une fois établi, il en résulta une explication toute naturelle de la permanence de la raie jaune ; elle se trouvait due à la présence perpétuelle du sel marin dans l'atmo- $phère, fait que Foucault n'avait pas osé avancer pour en expliquer Texistence constante. En dernier lieu, M. Plûcker, étudiant les spectres des gaz raréfiés, établit que, malgré leur raréfaction extrême, ces corps deviennent lumineux pendant le passage de l'étincelle électrique et donnent un spectre sillonné de bandes caractéristiques.

580. Expériences de KirchhoflT et Bnnsen. — Toutes ces observations cependant étaient restées à peu près infructueuses, leurs auteurs n'ayant pas dans leurs données une confiance suffisante. Cette assurance illimitée dans les indications du spectre conduisit Kirchhoffet Bunsen à établir que tous les corps simples sont caractérisés par des raies bien définies, et qu'à chaque raie nouvelle dont on constate l'existence, correspond un iiouveau corps qu'il n'y a qu'à chercher. L'expérience vint bientôt confirmer d'une manière éclatante ces déductions théoriques; la présence de raies bleues et rouges, jusqu'alors inconhues, dans une flamme contenant des résidus de l'évaporation de certaines eaux minérales, les conduisit en efiet à découvrir, en 1861, deux nouveaux métaux, le rubidium et le césium, qu'ils retrouvèrent plus tard dans des cendres de plantes et dans quelques minéraux, A cette découverte sont venues se joindre, en 1862, celles du thallium, par MM. Crookes et Lamy ; en 1863, celle de l'indium, par MM. Reich et Richter; en 1875, celle du gallium, par M. Lecoq de Boisbaudran; depuis 1878, enfin, une étude attentive de la samarskitc et de minéraux analogues paraît avoir établi que les diverses variétés de ces minéraux

contiennent, outre l'yttrium et ses congénères, un certain nombre d'éléments nouveaux.

581 . Raies du spectre solaire. — Quand on observe avec attention le spectre que fournit un prisme sur lequel tombe un faisceau de lumière solaire, on constate qu'il n'est pas continu ; il présente en certaines régions des bandes obscures que