TRAITÉ DC PHYSIQUE. T
opposé à celui que forme le premier prUme, et que, si on rapproche le prisme, les rayons étant convergents, l'étendue du spectre primitif sera seulement diminuée : à une certaine distance il derra donc disparaître.
11 est facile de déduire de ce qui précède que, quand un faisceau de lumière blanche ou colorée traverse un corps diaphane terminé par des faces parallèles, la lumière éprouve une décomposition en pénétrant dans le corps et une recomposition en eu sortant.
1257. Conditions pour former un spectre dont tes teintes soient homogènes* Pour que les différentes bandes colorées obtenues par la décomposition de la lumière à travers un prisme soient homogènes, il y a plusieurs précautions à prendre, que nous allons successivement examiner.
1° Le rayon de lumière doit avoir de très-petites dimensions, et l'écran doit être placé à une grande distance. Eu effet, considérons un faisceau de rayons parallèles Ahab ( fig. 777 ) : les rayons extrêmes AB et ah donneront les faisceaux divergents CD G H a edg/t, dans lesquels les rayons de même couleur seront parallèles; le rayon rouge DU coupera le rayon violet cg en un point F. Si maintenant nous imaginons que le faisceau coloré CGDU se meuve parallèlement à lui-même jusqu'à ce qu'il vienne coïncider avec le faisçeau edgk, il est évident que, par un point quelconque de l'espace DFc, il passera successivement un rayon de toutes les couleurs : or, comme toutes les positions que nous avons supposé que prenait successivement le faisceau sont occupées simultanément par des faisceaux émergents dans l'espace cD, il s'ensuit que par tous lea points de l'espace DFc il passe un rayon de toutes les couleurs, et par conséquent que cet espace est blanc. Aiusi, si on place un écran en avant du point F, par exemple dans la position À7, on aura deux spectres KL et k% séparés par une bande blanche Lk ; mais, si l'écran est placé au delà du point F, on n'obtiendra qu'un seul spectre Gh, qui sera d'autant plus étendu et dans lequel les bandes colorées seront d'autant plus homogènes que l'écran sera plus éloigné du prisme. L'accroissement de dimensions du spectre à mesure que l'écran s'éloigne est évident ; quant à la séparation des bandes colorées dans les mêmes circonstances, il suffit de remarquer que chaque bande colorée occupe toujours la même étendue sur l'écran, quelle que soit sa position ; par exemple, les rayons violets sont tous renfermés entre CG et cg; et tous les rayons rouges entre DH et dli : par conséquent ces baudes seront d'autant plus espacées que l'écrau sera plus éloigné. Le même effet peut être obtenu sur un écran placé à. une dislance constante du prisme en diminuant L'étendue du faisceau incident : en effet chaque spectre d'une même teinte varie proportionnellement au diamètre du faisceau incident, et l'étendue totale du spectre entier diminue dans un plus petit rapport, car il est toujours égal au diamètre d'un des spectres élémentaires, augmenté d'une quantité constante, égale à la dispersion d'un pinceau très-délié. Par exemple, si le faisceau ABab prenait un diamètre deux fois plus petit, le faisceau réfracté serait CGMX; le spectre qui était primitivement Gh se trouverait réduit à &r, plus grand que 1/2 Gà, et chaque spectre élémentaire d'une seule teinte aurait pour largeur G/, égal à la moitié de Gg, largeur des mêmes spectres quand le faisceau incident était double.
2° Le corps éclairant doit avoir un très-petit diamètre apparent. En effet, soient P {fig. 778 ) le soleil, MJV un écran percé d'un très-petit orifice o, et ABC un prisme que nous supposerons incliné de manière à produire le minimum de déviation : en nu considérant que les rayons violets du soleil, le spectre qu'ils formeront sera un cercle vv\ les rayons rouges formeront un autre spectre circulaire rr 1 , et les spectres de toutes les autres teintes seront des cercles compris entre ceux-là, et empiéteront plus ou moins sur chacun d'eux, comme on le voit ( fig. 779 ). Si nous supposons que
le diamètre apparent du soleil diminue, le centre de chaque spectre élémentaire ne changera pas, parce qu'il est le lieu du rayon émergent correspondant au rayon incident passant par le centre du soleil ; mais le diamètre de chacun d'eux diminuera, ils se recouvriront moins, et par conséquent chaque teinte sera plus homogène. En désignant par l la longueur du spectre dans la position du prisme qui donne le minimum de déviation, et par r le rayon des cercles de différentes teintes, en supposant les centres également espacés, le nombre des cercles qui passent par un même point est égal au nombre des centres qui se trouvent à une distanceplus petite que r de chaque
côté de ce point ; et ce nombre est évidemment proportionnel à—- — -puisque tous
les centres sont distribués sur la longueur / — %r. Ainsi, eu un point quelconque placé à une dislance plus grande que ïr des extrémités du spectre, le mélange des couleurs est au mélange des rayons dans la lumière blauche comme àr : l — £r. Celte relation exige nécessairement que / — 2/' soil plus grand que 2r ; ce qui a toujours lieu.
En outre, quand le corps éclairant a des dimensions appréciables, chaque image colorée est environnée d'une pénombre d'autant plus large que le diamèlre apparent du corps est plus grand, et la superposition de ces pénombres rend très-vagues les contours du spectre. Ainsi, sous tous les rapports, il est important de ne faire arriver sur le prisme qu'un faisceau très-delié de lumière formé de rayons sensiblement parallèles.
On peut parveuir de plusieurs manières différentes à diminuer la divergence des rayons incidents du soleil : on pourrait d'abord recevoir un faisceau â travers une très-petite ouverture A ( fig. 780 ), et recevoir le cône de rayons divergents sur un autre écran percé d'une très-petite ouverture B, pour ne laisser passer qu'une partie de l'image du soleil. La divergence de ces rayons sera évidemment plus petite que celle des rayons qui passent par l'orifice A, dans le rapport du diamètre de l'image du soleil sur l'écran PÇ au diamètre de l'oriBce. On pourrait substituer au soleil son image formée au foyer d'une lentille convexe d'un court foyer ; celte image aurait un très-petit diamètre relativement à celle du soleil, et on placerait derrière la lentille un écran percé d'un très-petit trou destiné à ne transmettre au prisme qu'un faisceau très-délié des rayons émanés du foyer. Hais il est facile de voir que par ce dernier moyen on ne gagnerait rien en intensité : car la divergence des rayons au delà du foyer augmente proportionnellement à la concentration de ces rayons au foyer, et serait exactement la même que si les rayons traversaient directement un premier orifice d'un diamètre égal à celui de l'image focale. Ainsi le premier moyen, étant le plus simple, doit toujours être employé de préférence ; il est même avantageux de recevoir sur le prisme un faisceau qui a traversé une fente étroite parallèle aux arêtes du prisme : te spectre est plus large, et les teintes sont aussi séparées que s'il était plus étroit. On peut d'ailleurs, dans tous les ças, espacer d.jvaatage les teintes en recevant le spectre sur des écrans inclinés sur le faisceau émergent. Pour obtenir un spectre très-lumineux on pourrait placer dans le volet une lentille d'un très-long foyer le prisme dans le faisceau émergent et l'écran au foyer : le spectre serait très-étroit, tes teintes très-brillantes et bien séparées.
5» EnBn une dernière cause, et certainement une des plus iumtenles du mélange des couleurs du spectre solaire, réside dans les reines et les stries du prisme, qui dispersent irrégulièrement la lumière. Quand. on n'a pas de prisme d'une pureté suffisante, on peut employer des prismes creux en glaces, remplis d'un liquide trèsdispersif.
1258. Explication de différents phénomènes. La recomposition de la lumière par le parallélisme des rayons explique d'une manière très- simple les apparences
singulières que présente un prisme équilatéral sur lequel on fait arriver un faisceau de lumière solaire dans une chambre obscure.
Soient MNP (fig. 781) un prisme équilatéral , SI un rayon solaire dans la position du minimum de déviation pour les rayons moyens, et à peu près au tiers du côté MN. Les rayons réfraclés à travers le prisme donnent naissance à trois spectres colorés provenant de rayons émergents par chacune des faces du prisme , et à trois images blanches et circulaires du soleil provenant également chacune d'une des faces du prisme. Pour rendre compte de ce phénomène, rappelons-nous d'abord que, quand un rayon dispersé à la première surface d'un corps réfringent se présente à sa seconde surface, la dispersion disparaît après l'émergence quand la seconde surface est parallèle à la première; mais, quand le rayon éprouve des réflexions intérieures, cette condition n'est point nécessaire, et les rayons émergents redeviennent parallèles toutes les fois qu'ils rencontrent une face sous un angle égal à l'angle moyen de réfraction, et que l'angle obtus est dirigé du côté des rayons qui étaient du côté de l'angle aigu i l'entrée du faisceau dans le corps : car il est facile de voir que l'effet du parallélisme des faces se réduit à satisfaire à ces deux conditions. Cela posé, le rayon SI se divisera au point / en deux parties : l'une sera réfléchie et formera un spectre B, l'autre sera réfracté suivant //'; au point /' le rayon se divisera encore, une partie sortira pour former le spectre C, l'autre sera réfléchie suivant VI" ; au point /" une nouvelle division du rayon donnera le spectre B' et le rayon réfléchi /"/"', qui produira le nouveau spectre C et le rayon /"'/ ,v ; ce dernier donnera un spectre B" et un rayon I ,y h; enfin ce dernier rayon donnera le spectre C et le rayon réfléchi /V, qui se réunira au rayon qui pénètre dans le prisme. Or il est facile de voir que les spectres B, B', B", seront blancs , et que les spectres C, C C, seront colorés : car les rayons rencontrent toujours les faces du prisme sous des angles égaux entre eux et à l'angle moyen de réfraction du rayon incident; mais ce n'est qu'aux points /" et /«» que le rayon rouge est du côté de l'angle obtus.
1250. 11 résulte de ce qui précède que , si , au lieu de recevoir le rayon solaire sur un prisme, on le recevait sur une lentille MN (fig, 782), les rayons dispersés par la lentille formeraient leur foyer séparément , et à des distances d'autant plus grandes de la lentille que les rayons seraient moins réfrangibles : ainsi le foyer des rayons violets serait en V, et celui des rayons rouges en R; les rayons des différentes couleurs seraient alors compris dans des cônes ayant une même base, et leur sommet de F en R. Si on reçoit l'image réfractée sur un carton blanc, placé entre F et la lentille, le cône intérieur donnera une image blanche, puisque ce cône renferme des rayons de toutes les couleurs; mais au delà de cette image blanche , il y aura des anneaux colorés concentriques, dans lesquels le violet, l'indigo, le bleu, etc., manqueront successivement : la gradation des teintes sera par conséquent différente de celle que présente le spectre formé par un seul prisme. A mesure que le carton s'approchera du point Vj l'image blanche ira en diminuant; quand il sera placé en V, elle aura disparu et le centre sera occupé par le foyer des rayons violets ; de V en R il n'y aura point de blanc , et les couleurs changeront de place ; au delà du point R l'intersection de l'écran par le cône R'RR' donnera une image blanche, et dans les* anneaux colorés qui l'environneront la première couleur qui manquera sera le rouge et la dernière le violet. Il est évident que , si on plaçait en W un écran circulaire ayant un diamètre peu différent de celui du cône des rayons rouges en ce point, on obtiendrait sur le tableau un anneau de rouge pur, et que , si on le plaçait en t"t n on obtiendrait au contraire un anneau violet.
1260. A l'aide du fait bien constaté de l'inégale réfrangibilité des rayons de différentes couleurs , nous pouvons expliquer un grand nombre de phénomènes que
présente la vision des corps à travers des prismes. Supposons d'abord que sur une feuille de papier noir on place sur la même ligne horizontale deux petites bandes de papier, Tune peinte en rouge, l'autre en violet. Si on les regarde à travers un prisme dont les arêtes soient horizontales, les deux images ne seront plus placées sur le prolongement Tune de l'autre : l'image violette , ayant éprouvé une plus grande déviation que l'autre, sera plus relevée du côté du sommet de l'angle réfringent du prisme. Si on colore une bande mince de papier en rouge et en violet, en la regardant à travers un prisme dans les mêmes circonstances que précédemment, on voit deux images, Tune rouge, l'autre violette, et cette dernière est plus déviée que l'autre. Si on place sur un fond noir un petit carré de papier blanc , il se formera une infinité d'images colorées , av an| des teintes qui se succèdent de la même manière que dans le spectre solaire, et qui seront d'aulant plus déviées que les rayons correspondants auront un plus grand pouvoir réfringent. Si l'angle réfringent du prisme est au-dessus de l'œil, l'image violette sera la plus élevée et l'image rouge la plus basse; mais, ces images se superposant dans une partie de leur étendue, l'image totale paraîtra blanche dans le lieu de la coïncidence, et elle sera bordée supérieurement par une frange bleue et violette , et inférieurement par une frange jaune et rouge. Si on regarde avec le prisme une tache noire sur un fond blanc, les franges sont de même couleur, mais leurs places sont changées ; c'est-à-dire, si le fommet du prisme est audessus de l'œil , les franges violettes sont à la partie inférieure du corps et les franges rouges à la partie supérieure , parce que les franges sont produites par le blanc qui environne le corps uoir.
1261. Teintes composées produites par tes mélanges des couleurs simples, Nous avons vu , dans ce qui précède , que chaque rayon simple ne se divisait plus , et a? ait une teinte variable comprise entre les deux limites extrêmes j le rouge et le violet. Cependant, en observant ce qui se passe sur la palette du peintre, où il obtient toutes les nuances par le mélange d'un petit nombre de couleurs, plusieurs physiciens avaient pensé que la même chose avait lieu pour certaines couleurs du spectre solaire , par exemple que le violet était un mélange de rayons rouges et bleus , le vert un mélange de rayons bleus et jaunes , etc.; mais il n'en est pas ainsi. À la vérité, chaque bande colorée du spectre renferme une plus ou moins grande quantité de rayons des tranches voisines ; mais , en purifiant un des rayons du spectre par une nouvelle réfraction, on obtient des rayons parfaitement simples qui affectent toutes les couleurs.
1262. Tous les corps colorés que nous offre la nature , même les fleurs dont les teintes sont souvent si vives, n'envoient jamais à l'œil des rayons simples : car, si on les regarde à travers un prisme, on voit leur image bordée de franges de différente» couleurs. Les franges ne se manifestent que vers les bords, parce que les baodes colorées qui proviennent des points intérieurs, étant superposées, se neutralisent, donnent la teinte générale du corps , et par conséquent celles des points extrêmes , étant les seules isolées , sont les seules visibles.
1263. Newton a fait beaucoup d'essais pour former une teinte blanche en mêlant des poudres colorées, mais il n'a jamais pu obtenir qu'une teinte grisâtre : la raison en est que, ces poudres absorbant toutes une grande quantité de lumière blanche, on doit obtenir une teinte semblable à celle qui proviendrait d'un mélange de blanc et de noir.
1264. Newton appelle couleurs complémentaires celles qui, étant réunies, forment de la lumière blanche. Pour obtenir la couleur complémentaire d'une teinte quelconque , Newton a donné la règle suivante : ayant décrit du point C {fig. 783), comme centre , un cercle dont le rayon soit égal à l'unité, et divisé sa circonférence
en sept partie* proportionnelles aux nombres 1/9, 1/16, 1/10, 1/9, 1/10, 1/10, 1/9, si on considère les différents secteurs comme représentant les sept couleurs principales ilu spectre, et si l'on place aux points r, o,f, v, à, », w, qui sont les centres île gravité des arcs de cercles, des poids proportionnels aux longueurs de ces arcs, le centre de gravité total passera par le point et ce sera le cas de la blancheur parfaite que produit la sensation simultanée de toutes les nuances, lorsqu'elles sont mélangées dans les proportions où elles se trouvent naturellement dans le spectre. Mais, si nous supposons les proportions altérées, il faudra placer sur chaque centre de gravité des poids qui ue seront plus dans le rapport des arcs : alors le centre de gravité ne coïncidera plus avec te point C, il tombera eu un point G quelconque ; si alors on mène CG, la direction de cette ligne indiquera la nuance dominante du mélange , sa longueur la vivacité de la teinte, et le rayon diminue de GC représentera la quantité de lumière blanche mêlée à la teinte dominante. Le cercle divisé dont nous venons de parler est très-propre pour démontrer que la sensation de la lumière blanche est le résultat des sensations simultanées de tontes les nuances du spectre : en effet , si on couvre chaque secteur de la nuance qui lui correspond, en le faisant mouvoir rapidement autour de son centre, on l'apercevra sensiblement blanc.
1265. Hypothèse de M. Brewster sur ta composition delà lumière. U. Brewster, en analysant le spectre solaire par des verres ou des liquides colorés qui laissent passer seulement certaines teintes , a été conduit à uoe explication entièrement différente de celle de Newton. M. Brewster pense qu'il n'existe que trois espèces de rayons colorés, les rayons ronges, les rayons jaunes et les rayons bleus; et il admet que dans les rayons d'une même teinte il en existe de différente réfrangibililé, mais que les rayons de différente refrangibilité ont des intensités différentes, et que le spectre solaire est formé par la superposition de trois spectres, rouge, jaune et bleu, de même étendue, mais dans lesquels le maximum d'intensité n'est pas placé de la même manière. Dans le spectre rouge il est près d'une extrémité, dans le spectre jaune, près du milieu, et dans le spectre bleu, vers l'autre extrémité : alors la teinte d'uu point quelconque du spectre résulte de la proportion des teintes des trois spectres , et cette teinte renferme toujours une certaine quantité de lumière blanche formée des trois rayons, rouge, jaune et bleu , dans les proportions constantes qui constituent la lumière blanche. Il est facile de reconnaître que cette hypothèse explique tous les phénomènes aussi bien que celle de Newton.
Nous rapporterons quelques-unes des expériences sur lesquelles M. Brewster a fondé l'opinion dont il s'agit. Si on place l'œil dans la direction d'un faisceau de rayons solaires après qu'il a traversé un prisme de verre blanc, en mettant devant l'œil une lame de verre bleu, l'apparence du spectre est complètement changée ; des bande* noires couvrent le milieu du rouge, tout l'orangé, une partie du vert, une partie considérable du bleu, un peu de l'indigo et très-peu du violet. Le jaune, qui n'a pas été, absorbé, a augmenté de largeur; il occupe d'un côté une partie de l'espace où se trouvait l'orange, et de l'autre une partie de l'espace où se trouvait le vert : ainsi ou voit du jaune dans les parties du spectre où se trouvaient l'orangé et le vert, et par conséquent ces teintes ne sont pas simples. A la vérité, elles ne peuvent pas être décomposées par la réfraction, étant formées de rayons également réfrai.gibles ; mais elles le sont par l'absorption. Enfin M. Brewster est parvenu à développer de la lumière blanche dans différents points du spectre par des verres colorés, et celte lumière blanche est alors indécomposable par réfraction. Ce dernier fait ne semble pouvoir être expliqué qu'en admettaut que les verres colorés absorbent la teinte en excès sur les proportions de bleu, de rouge et de jaune, qui constituent la lumière blanche.
HZ
1206. Detraies du specltv. Quand on a pris tout le soin nécessaire pour obtenir un spectre solaire bien pur et d'une étendue suffisante, on y observe plusieurs particularités remarquables qui ont été signalées pour la première fois par Woliaston, mats qui ont été étudiées avec beaucoup de soin par Frauenholfcr, habile artiste de Munich.
Le spectre, observé avec une lunette, est rayé de lignes noires , ou seulement obscures , parallèles , très-irrégulièrement réparties dans son étendue. Ces raies sont tout à fait indépendantes de l'angle réfringent du prisme et de la substance réfringente; dans tous les cas, leur forme et leurs positions relatives ne changent pas.
La fig. 784 représente la disposition des raies telles qu'elles ont été observées par Frauenhoffer. Pour établir quelques points de repère au milieu de celle multitude de raies, Frauenboffer a choisi les raies marquées par les lettres, B, t\ D, £ % F, ti, II, comme étant les plus faciles à reconnaître, et divisant le spectre eu parties qui ne •ont pas trop inégales. H se trouve à l'extrémité rouge, C plus haut dans la même couleur, D dans l'orangé (c'est une grosse ligne doulde que l'on reconnaît aisément). S se trouve dans le vert, F dans le bleu, G dans l'indigo, et H dans le violet. Le nombre total des raies du spectre est de plus de 700.
Quand on veut observer ces phénomènes, il faut prendre toutes les précautions possibles pour obtenir un spectre bien pur ; mais cela ne suffit pas. Les espaces noirs étant beaucoup trop fins et beaucoup trop resserrés pour être aperçus directement, il faut les observer avec une lunette ayant un grossissement suffisant. Voici de quelle manière on peut disposer l'appareil. On pratique au volet d'une chambre obscure une' fente très-étroite qui laisse passer les rayons solaires, ou, ce qui vaut mieux , on place dans la fente une lentille cylindrique très-convergente , qui forme derrière elle un foyer rectiligne : alors on reçoit le faisceau de lumière sur un prisme d'une substance très-pure, dont les arêtes sont parallèles à celles de la fente, et derrière le prisme on place une lunette achromatique. C'est en regardant dans cette lunette toutes les nuances du spectre que l'on distingue facilement les différentes raies. Pour concevoir l'effet produit par la lunette achromatique, il faut remarquer que, si Ton regardait directement le prisme, en plaçant l'œil dans le faisceau réfracté, on verrait un spectre dont le lieu serait le point de concours des rayons divergents qui arriveraient à l'œil: alors, si on se sert d'une lentille achromatique, c'est-à-dire qui ne décompose pas la lumière, on verra une image amplifiée du spectre, dans laquelle les couleurs et les raies auront les mêmes positions relatives. Pour que les raies soient aperçues distinctement, il faut que la lunette soit allongée de manière qu'étant dirigée sur la fente du volet, on l'aperçoive distinctement; il faut même changer un peu la position de l'oculaire pour voir bien distinctement les différentes raies : il faut l'enfoncer un peu plus pour les raies qui se trouvent dans le violet que pour celles qui se trouvent dans le rouge. Lorsque le prisme est tourné de manière que l'angle d'incidence excède celui du minimum de déviation, les raies disparaissent ; mais elles reparaissent en raccourcissant la lunette. Elles disparaissent également quand l'angle d'Incidence est plus petit que celui du minimum de déviation ; mais elles deviennent distinctes quand on allonge la lunette. En élargissant l'orifice , les raies les plus fines disparaissent, et ensuite les plus larges.
Pour mesurer la distance des raies Frauenhoffer s'est servi d'un appareil désigné sous le nom de micromètre. Cet appareil se compose de deux fils métalliques parallèles , tendus dans un cadre placé dans la lunette ; un d'eux est fixe , et l'autre peut s'éloigner ou se rapprocher du premier à l'aide d'une vis, disposée comme dans la fig. »î alors on peut facilement mesurer l'écarteroent des fils dans une position quelconque. Pour appliquer cet instrument à la mesure de l'écartcmenl de deux raies, on
fait coïncider les fils arec les raies, et la position de la ris micrométrique donne leur distance.
Frauenhoffer a constaté par de nombreuses expériences 1° que , pour la même espèce de lumière, le nombre des raies, leur forme et leurs dispositions, sont entièrement indépendantes de l'angle réfringent du prisme ainsi que de la substance réfringente ; 2° que les raies sont les mêmes , non-seulement pour la lumière émanée directement du soleil, mais pour celle qui provient indirectement du soleil, telles que celles des planètes, de la lune, du ciel, des nuages ; 3° que les spectres provenant de la lumière des étoiles, des flammes, de l'électricité, donnent des raies disposées d'une manières différente; i° que la lumière électrique, celle des lampes ordinaires et de la flamme de l'alcool , donnent des raies brillantes , tandis que tous les autres foyers de lumière donnent des raies obscures.
Dans le spectre provenant de la lumière d'une lampe, il y a deux lignes brillantes dans le rouge; dans le spectre formé par la lumière électrique, les raies les plus brillantes sont dans le vert et l'orangé : il en existe aussi une plus faible dans le rouge. Frauenhoffer, pour obtenir une ligne lumineuse par l'électricité, réunissait deux conducteurs par un fil de verre d'un demi-pouce de longueur et très-fin ; un des conducteurs communiquait avec une machine électrique, l'autre avec la terre.
La découverte des raies est d'une très-grande importance, parce que les points fixes que les raies établissent dans le spectre permettent de déterminer avec une grande précision les indices de réfraction des principaux rayons colorés; ce que Ton n'avait pu faire jusqu'ici que d'une manière vague.
Le tableau suivant renferme les indices des rayons correspondants aux principales raies pour plusieurs substances et la lumière solaire.
Tableau des indices de réfraction des rayons du spectre correspondants aux principale s
raies.
SUBSTANCES
RÉFRINGENTES.
Flint-glass n° 13 . . .
f.rown-glass
Eau .........
Eatf
Dissolution de potasse.
Huile de térébenthine.
Flint-glass n° 5. . . .
Flint-glass n° 30 . . .
Crown-glass n u 13 . .
Crown-glass lett. M .
Flint-glass n° 23 .
prisme de 60° . . .
Flint-glass n° 23 .
prisme de 45» . . .
Depuis la découverte de Frauenhoffer, on a reconnu que la lumière d'une lampe , en passant à travers l'acide nitreux , donne un spectre dans lequel on aperçoit des
raies noires irrégulièrement disposées, comme dans la lumière solaire, mais qui ne sont pas les mômes; la vapeur d'iode et de brdme produisent des raies également espacées; le chlore et l'indigo en vapeur ne produisent rien. Os expériences peuvent être facilement répétées en employant une lampe à courant d'air, davant laquelle on place un écran percé d'une fente d'un demi-millimètre de largeur, un flacon Je trois ou quatre pouces de diamètre renfertnant les vapeurs, à 12 pieds un bon prisme de flint-glass jaune, et observant le spectre avec une lunette d'opéra achromatique grossissant de 4 à 5 fois.
Les flammes colorées produisent des spectres à larges raies noires, correspondantes aux teintes qui manquent dans la flamme. On obtient une flamme d'un jaune presque pur en projetant du soufre dans un creuset incandescent, ou en brûlant de l'alcool mêlé avec un quart d'eau saturée de sel marin; en remplaçant le sel marin par des sels solubles de barite, de strontiane ou de cuivre, on obtient des flammes vertpomme, rouge-cramoisi, et bleu-verdâlre. La lumière de la flamme d'alcool mêlée d'eau salée porte souvent le nom de lumière monochroinalique. Lorsqu'on observe celte flamme à travers un prisme, les contours de l image sont très-nets; on aperçoit seulement de chaque côté de très-faibles nuances de ronge et de violet.
1267. Propriétés éclairantes des différentes part tes du spectre. D'après M. Herschel, le maximum de lumière existe dans les rayons jaunes et verts, et diminue insensiblement jusqu'au rouge et au violet, et c'est dans cette dernière teinte que se trouve le minimum. Newton avait déjà annoncé des résultats peu différents. On peut vérifier ce fait en faisant tomber le spectre sur un livre imprimé, et déterminant approximativement les dislances auxquelles on peut apercevoir distinctement les caractères éclairés par les différents rayons.
1268. Propriétés calorifiques des rayons du spectre. On avait supposé d'abord que la partie la plus lumineuse du spectre devait posséder en même temps la plus grande chaleur, et par conséquent que le maximum de chaleur existait dans le jaune ; mais des expériences de M. Bérard fixèrent ce maximum dans le rouge ; d'autres , d'Herschel, Je plaçaient dans la bande obscure qui suit le rouge. En 1828, M. Seebeck reconnut que la position du maximum de chaleur dépendait de la ualure du prisme réfringent : car, en employant des prismes d'eau , d'acide sulfurique, de verre ordinaire et de flint-glass, le maximum existait dans le jaune, l'orange, le rouge, ou au delà du rouge, dans la partie obscure du spectre. D'après les nouvelles expériences de M. Melloni, le maximum est d'autant plus écarté du jaune vers le rouge que la matière du prisme est plus diathermane; pour le sel gemme, le maximum est au delà du rouge, à une distance égale à la dislance du rouge au jaune. En décomposant le faisceau de lumière solaire par un prisme de sel gemme, et le faisant passer ensuite à travers une lame d'eau renfermée entre deux plaques de verre parallèles, le maximum se rapproche du rouge , et pénètre dans le spectre à mesure qu'on augmente l'épaisseur de la couche d'eau. Pour une épaisseur de 4 millimètres , le maximum est dans le rouge; pour une épaisseur de 300 millimètres, il est dans le jaune. Des lames de verre d'épaisseurs croissantes produisent les mêmes effets , mais avec moins d'énergie. Lorsqu'on substitue aux lames d'eau ou «le verre des plaques de verre coloré, certains rayons colorés sont absorbés , et le spectre lumineux est interrompu par des bandes plus ou moins obscures, tandis que le speclre calorifique n'éprouve aucun changement correspondant dans sa forme et sa position, mais seulement des variations d'intensité qui affectent tous ses points. Enfin , si on fait passer le faisceau à travers l'eau et un verre vert, coloré par de l'oxyde de cuivre, on parvient à faire disparaître complètement le spectre calorifique ; cl le faisceau lumineux , concentré par une lentille en un point où la lumière d'un jaune verdâtre a un éclat aussi
grand que la lumière directe du soleil , n'y produit pas de chaleur sensible aux thermoscopes les plus délicats. 11 résulte nécessairement de tous les faits que nous Tenons de rapporter que la chaleur et la lumière du soleil sont deux choses distinctes.
On peut se rendre compte du déplacement du maximum de chaleur dans le spectre calorifique formé avec un prisme de sel gemme par l'interposition d'une lame dlathermane, en admettant que le coefficient d'absorption diminue arec la réfrangibilité. Quant à la différence déposition de ce maximum quand on emploie des prismes de différentes matières, elle provient probablement et delà variation des coefficients d'absorption desdifférents rayons, et des chemins que 1rs rayons ont parcourus dans le prisme.
1269. Propriétés chimiques des rayons colorés. La lumière solaire a une grande influence sur plusieurs phénomènes chimiques : sa présence est nécessaire à la formation des parties vertes des plantes ; elle détermine la combinaison du chlore et de l'hydrogène ; elle fait passer au violet le chlorure d'argent , etc. Il était important de vérifier si cette propriété appartenait également à tous les rayons. Schèele reconnut le premier que le rayon violet agissait plus fortement sur le chlorure d'argent que les autres rayons ; Sennebier découvrit ensuite que le rayon violet avait aussi plus d'influence pour le développement de la partie verte des végétaux. MM. Wollaslon, Hitler, Beckmann et Bérard ont reconnu, depuis, que l'action chimique s'étendait au delà du spectre, du coté des rayons violets. Pour donner une idée de la différence d'action chimique des rayons rouges "et violets, nous rapporterons une des expériences de M. Bérard. Ayant concentré au moyen de deux lentilles les rayons rouges et les rayons violets, du chlorure d'argent, placé au foyer des rayons violets , était coloré en moins de cinq minutes, tandis que celui qui était placé au foyer des rayons rouges n'avait éprouvé aucune altération après deux heures. D'après les expériences récentes de M"» de Sommerville , les lames de verre d'un vert très-pâle, d'un vingtième de pouce, absorbent complètement les rayons du soleil qui produisent les actions chimiques : car du chlorure d'argent étendu sur du papier recouvert d'une lama de verre vert, et exposé pendant une demi-heure à l'action du soleil, n'a éprouvé aucune altération ; au contraire, les plaques de sel gemme, d'émeraude verte, les verres blancs, bleu-foncé, violets, de plus d'un tiers de pouce d'épaisseur, sont très-perméa<bles â ces rayons. Il serait important de suivre ces expériences, et de vérifier si , comme cela parait probable, les effets chimiques sont dus aux rayons de chaleur les plus réfringents.
1270. De la dispersion. On désigne sous le nom de dispersion la différence des indices de réfraction d'une même substance du spectre : ainsi , en représentant par «t l'indice des rayons violets, par n T l'indice des rayons rouges, la dispersion sera représentée par n v — »r.
fi» — n r , multiplié par le sinus d'incidence, représente sensiblement l'angle dans lequel les rayon* de différentes couleurs sont étalés quand un rayon de lumière blanche passe d'un milieu dans Pair sous un angle d'incidence très-petit. En effet , considérons un rayon de lumière blanche AD (fig. 785) se présentant sous un an^le d'incidence i très-pelit , à la seconde surrace MN d'un corps réfringent , et soient Bs et Br les directions do» rayons émergents violets et rouges : les écarts de ces deux rayons étant très-petits , l'angle qu'ils forment entre eux sera sensiblement égal à sin r" — sin r; mais l'incidence commune étant i, on a sin f— n v sin i , et sin r = wr sin i, et par conséquent sin r" — sin r = (tty — n r ) sin ».
D'après le tableau précédent (page 824), la dispersion de la lumière comprise entre la première raie et la septième serait exprimée par les nombres suivant* :
Ftinl-glass, w> 13 0,045313
Crown-glass , n" 0 , 0,020734
Eau . .
Eau . . 0,01*242
Dissolution dépotée ! °' 0I3IS5
Térébenthine °. 010739
Flint- c la„, n o 3 . ; x ' ' °' 02 ^78
FIintgla5«,no50. . . 0,0.38331
Crown -glasj, n° 18 ! 0,04350i
Crown-gla., ]«(( M °' 02037 *
Flim-gla..,no23,prùmcde«-. ...[[.[.[ J^ng
œoyen^lféfra^on ^ÏTi* ^Pertion diri.ee par l'indice
notation pSnte k ^oulT" diminUé d * runilé » aiûsi ' cn ,a précédente, l e pouroir dispersif se, a représenté par
œtnTut^on f en,ib,e,n€Bt ,e "PPO't entre l'angle occupé par le. ratons co- •enté Par i , ( ^ . l ÎÏÏ^Sr ( ï î- Ui lT Me ' " ' nmi " iD6,C " rePré "
« ë îïiïr^ « i^,.»*™. * d^on,
tenu, Vn prenan Ta indi» . G D ° mbre de i "™«>"» ont été ob-
Présentent pa , â bra , ! eUrème « «« «lui du Jauoc-verdâtre. Ils ne
rapportées aux Vaies d lu i ' txactilude «l»* le « ^ in! " avaient été
terlitudt; mais n».« S|>ec,re ' car ,a position des rayons colorés offrs un peu d'in- , ces obscrrat.ons sont antérieures â la découverte des raies.
