CHAPITRE XI

ABSORPTION DE LA. LUMIÈRE

167. Absorption de la lumière dans son passage à travers les milieux réfringents. Couleur des corps dans la lumière transmise. — Dans l'étude des lois de la réflexion et de la réfraction des rayons lumineux, nous avons supposé que la lumière n'éprouvait pas de déperdition , et qu'après avoir été réfléchie ou réfractée, elle réapparaissait tout entière. Cette hypothèse n'est jamais réalisée d'une manière rigoureuse ; souvent même elle est fort éloignée de la vérité ; la lumière subit toujours des pertes plus ou moins considérables, soit en se réfléchissant, soit en traversant les milieux réfringents. Il en résulte des phénomènes particuliers dont nous allons nous occuper et que nous chercherons à expliquer.

Dans la réflexion et la réfraction régulières , on observe déjà la disparition d'une certaine quantité de lumière, qui n'est ni renvoyée par la surface réfléchissante, ni transmise parle milieu réfringent, mais qui se perd dans Tintérieur de ce dernier. Il n'existe qu'une circonstance où il se produise une réflexion totale; c'est lorsque les rayons se présentent pour passer d'un milieu dans un autre moins réfringent, 'sous une incidence supérieure à l'angle limite (cf. § 141 èt 145). Mais , en dehors des applications qui ont été faites de la réflexion totale par le prisme, ce genre de phénomène n'esl pas très-fréqueni dans la natui'e. Cependant il convient d'y l'attacher en partie la réflexion irrégulière

ABSORPTION DE LA LUMIÈRE. 325

qui se produit dans les corps formés par La réunion de particules inégalement réfringentes; comme exemple de semblables substances, nous citerons l'écume , qui est formée par le mélange de particules aqueuses et de bulles d'air, la neige, qui consiste en un assemblage de cristaux de glace entre lesquels se trouve emprisonné de l'air. La blancheur éclatante de la neige est due précisément aux nombreuses réflexions, soit totales soit partielles, qui ont leur siège dans chaque flocon; la même cause explique la couleur blanche de l'écume. Mais alors même que, la réflexion étant totale, la lumière n'éprouve pas de perte de ce chef, elle n'en est pas moins affaiblie par le fait de sa propagation dans les milieux réfringents. L'expérience prouve que toutes les substances, même les plus transparentes, absorbent une certaine quantité de la lumière qui les traverse; pour le démontrer, il suffit de placer sur le trajet d'un faisceau de rayons lumineux une couche très-épaisse d'un des milieux les plus transparents que l'on connaisse, par exemple l'eau ou le verre ; on mesure l'intensité de la lumière à son entrée dans le milieu et à sa sortie, et on constate que cette intensité diminue avec l'épaisseur de la couche traversée.

En général, les milieux diaphanes n'absorbent pas dans la même proportion les rayons de différente réfrangibilité ; il en résulte que ces milieux paraissent colorés. Ainsi l'eau, sous une grande épaisseur, offre une couleur bleue; le verre ordinaire est tantôt verdâtre, tantôt jaunâtre; l'air présente une coloration bleu foncé, et c'est pour cette raison que le ciel nous parait bleu.

On peut dire qu'il n'existe pas de corps transparent qui, vu sous une épaisseur suffisante, rie se montre coloré ; la coloration, dans ce cas, provient évidemment de ce que les rayons de diverse réfrangibilité dont se compose la lumière blanche sont absorbés dans des proportions inégales par le milieu diaphane qu'ils traversent. Si, par exemple, l'air paraît bleu, cela prouve qu'il absorbe I les rayons bleus en moindre quantité que les jaunes et les rouges.

Les corps transparents qui n'exercent sur la lumière qu'une absorption minime paraissent incolores, quand on les regarde sous une faible épaisseur; car plus la quantité totale de lumière absorbée est petite , moins il doit y avoir de différence entre la composition de la lumière transmise et celle de la lumière incidente. On peut s'assurer facilement qu'il en est ainsi en examinant des corps qui présentent des colorations variables suivant l'épaisseur considérée ; par exemple, le verre teint par l'oxyde de cobalt est d'un bleu foncé, quand on le regarde sous une grande épaisseur ; en lame mince, il paraît bleu blanchâtre. De même les globules sanguins, examinés isolément au microscope, sont d'un rouge fortement lavé de blanc, tandis que, vus en masse, ils donnent au sang une couleur d'un rouge saturé.

En rapprochant les faits dont il vient d'être question ce que nous avons dit an .§131, à savoir que les corps qui sont opaques dans les conditions ordinaires deviennent transparents du moment qu'on les réduit en couche suffisamment mince, nous sommes amenés à envisager comme un phénomène tout à fait général l'absorption de la lumière par les milieux dans lesquels elle pénètre; de plus, il nous faudra poser en règle que cette absorption s'exerce inégalement

"r 'os rayons de différente réfrangibilité et dans des proportions qui varient avec la nature du milieu. La lumière la moins absorbée donne au corps sa cou-

OPTIQl E.

leur, que cette couleur apparaisse seulement quand le milieu se présente en grande masse, ou qu'elle se montre déjà pour de faibles épaisseurs.

168 Absorption de la lumière dans la réflexion. Couleur des corps dans la lumière réfléchie. — Les notions relatives à l'absorption de la lumière transmise j^e sauraient s'appliquer aux rayons lumineux réfléchis spéculairement à la surface des cofips. Dans le cas de la réflexion régulière , la lumière renvoyée doit avoir exactement la même composition que la lumière incidente : si cette dernière est blanche, la première l'est aussi. Et, en elîet, nous voyons que les surfaces parfaitement polies réfléchissent la lumière, sans en modifier la couleur.

Il en est autrement des corps à structure irrégulière , et dont la surface présente des rugosités ; la lumière, en rencontrant des surfaces de cette nature, ne se divise pas simplement en deux parts, l'une réfléchie et l'autre transmise; une portion des rayons est réfléchie diffusément par la surface ; une autre portiqn pénètre dans le corps jusqu'à une certaine profondeur, en général peu considérable quand le milieu est opaque. La lumière qui traverse ainsi les couches superficielles subit des réflexions partielles en passant d'une couche à l'autre, et ce sont les rayons de retour qui donnent aux corps opaques leur couleur; car ces rayons, en parcourant à deux reprises une épaisseur plus ou moins grande de la substance considérée, sont soumis dans ce double trajet à l'action de l'absorption , qui les dépouille d'une certaine quantité de couleurs, et, en conséquence, ils ressortent colorés.

On voit donc que la couleur des corps vue par réflexion a la même origine que la couleur de la lumière transmise; dans l'un et l'autre cas, il y a absorption en proportions inégales des rayons de différente réfrangibilité. Quand cette absorption s'exerce à peu près avec la même intensité sur toutes les couleurs, le corps paraît blanc ou noir; blanc si l'absorption est faible, noir si elle est très-grande.

169. Spectres d'absorption. — Ce n'est pas au simple aspect de la couleur d'un corps crue nous pouvons reconnaître exactement quelles . espèces de rayons il absorbe ; sans doute , en voyant une substance laisser passer la lumière rouge, nous sommes en droit de supposer qu'elle absorbe les rayons les plus réfrangibles, mais en semblable matière , notre jugement ne nous fournit que des indications fort grossières ; pour arriver à une détermination rigoureuse des rayons qui sont absorbés dans un cas donné, il faut analyser la lumière après son passage à travers le milieu absorbant. Cette analyse se fait à l'aide d'un prisme : la lumière, au sortir du corps qu'elle a traversé, est reçue sur un prisme de verre et décomposée de la sorte en ses couleurs élémentaires; il est évident que les rayons qui ont été absorbés par le corps considéré doivent .manquer dans le spectre correspondant.

Afin d'écarter toute lumière autre que celle qui est transmise par le milieu absorbant, on se place dans une chambre entièrement obscure; une fente pratiquée dans le volet donne accès à un faisceau de lumière solaire qu'on dirige à travers la substance soumise à l'étude; cette substance doit être en couche assez mince pour laisser passer les rayons lumineux; sur le trajet du faisceau transmis , on dispose un prisme on Bint-glass aussi pur que possible et sans défaut; on obtient ainsi le spectre d'absorption du corps considéré.

AUSOUPTION DE LA LUMIÈRE

En examinanl dans ces conditions la Lumière qui a traversé un verre bleu de cobalt, on ne trouve guère dans le spectre que deux couleurs, le rouge et le bleu, séparées par un intervalle noir ; les rayons de réfrangibilité moyenne l'ont, défaut; ils nul été absorbés. | Le verre teint en rouge par leprotoxyde de enivre ne laisse passeï' que l'extrémité rouge du spectre et le commencement de l'orangé. |

Les liquides colorés, tels que des solutions de chlorophylle, d'hémoglobuline ou d'autres matières colorantes, se comportent comme les verres de couleur, sons le rapport de l'absorption ; ils présentent toutefois une particularité intéressante : à certaines places parfaitement déterminées se montrent dans le spectre des bandes obscures formées par des réunions de lignes sombres serrées les unes contre les autres; ces lignes ne correspondent pas aux raies sombres du spectre solaire (raies de Fraunhofer) et elles sont connues sous le nom de raies d'absorption.

De semblables raies s'observent aussi dans le spectre de la lumière qui a traversé des gaz colorés,- par exemple des vapeurs d'acide hypo-nitrique , et, comme tous les gaz sont colorés quand on les regarde sous une grande épaisseur, il est probable qu'en couche suffisamment profonde ils donnent tous des raies d'absorption dans leurs spectres.

Tel est précisément le cas de l'air atmosphérique : un grand nombre de raies du spectre solaire proviennent de l'absorption exercée par l'atmosphère terrestre, et ce qui le prouve, c'est que les raies dues à cette origine sont plus ou moins nettes et plus ou moins nombreuses, suivant l'état de l'atmosphère, suivant sa pureté, son degré de sécheresse ou d'humidité , suivant la hauteur du soleil etc. Quant aux raies principales du spectre solaire, leur constance et leur fixité prouvent qu'elles reconnaissent une cause autre que l'absorption par les couches de l'atmosphère terrestre.

169a. Analyse spectrale du sang. — Le spectre d'absorption du sang et des solutions d'hémato-globuline offre un intérêt tout particulier pour le médecin. Quant on fait passer un faisceau de lumière solaire ou de toute autre lumière blanche (gaz d'éclairage, lampe de pétrole) à travers une solution concentrée de sang oxygéné ou d'hémato-globuline, les rayons rouges sont les seuls qui traversent le milieu coloré; en ajoutant de l'eau, on voit apparaître dans le spectre successivement les fayons -orangés, puis les jaunes, les verts, les bleus et enfin toutes les couleurs; mais il reste deux bandes d'absorption situées dans le jaune et le vert entre les raies G et D de Fraunhofer (Fig. 172, II). Traite-t-on la solution de sang ou d'hémo-globine par un agent réducteur (hydrogène sulfuré, sulfure ammonique, acide carbonique etc.), les deux raies précitées disparaissent pour faire place à une raie unique située entre les deux précédentes (Fig. 172, III).

[Le sang tenant en dissolution de l'oxyde de carbone présente les mêmes raies d'absorption que le sang normal, mais il s'en distingue en ce que les deux raies persistent après l'action des agents réducteurs.]

Sous l'influence des acides et des alcalis, L'hémo-globine ou hémato-globuline se dédouble en une substance albuminoïde nommée globuline et en une matière colorante appelée héiiitiline. Cette dernière, en solution acide, donne

328 OPTIQUE

une seule bande d'absorption située à la limite du rouge et de l'orangé, tout près et un peu au delà de la raie G (Fig. 172, IV); si la solution est alcaline, la bande d'absorption est située plus près de la raie D, et occupe presque

0 io 20 30 £0 GO 60 70 J50

ES ...1 l^!^^^i^^^K^,-^-^^^-^---.)-^i

B| flj l)

ni

ïi

Fig. 172. — Spectres d'absorption des matières colorantes du sang (hénio-globine et hématine). — I. Spectre solaire montrant la position des raies de Fraunhofer. — II. Spectre de l'hérno-globine montrant les deux raies caractéristiques situées entre les raies D et E. — ffl. Spectre de l'hémo-globine après l'action d'agents réducteurs ; les deux raies du spectre précédent ont été remplacées par une raie unique de position intermédiaire. — IV. Spectre de l'hématine.

toute la largeur de l'orangé ; c'est en raison de cette absorption d'une partie des rayons de l'extrémité rouge du spectre que l'hématine parait verte dans la lumière transmise. En traitant l'hématine par les agents réducteurs, on voit disparaître la bande d'absorption située dans le rouge ou l'orangé ; à sa place se montrent une bande noire qui occupe presque toute l'étendue du jaune, et une raie plus étroite placée dans le vert.

Dans ces derniers temps, on a utilisé ces caractères du spectre de l'hémoglobine pour la recherche des taches du sang ou pour reconnaître la présence de l'oxyde de carbone dans le sang. Dans ce but on étend le liquide d'une quantité d'eau suffisante , on le verse dans une petite auge fermée par deux lames de verre à faces parallèles, et on place cet appareil devant la fente du spectroscope (voy. pour la description et l'emploi du spectroscope, le §171)-

AliSOIW'TION DM LA l.rMIKUK.

[BibHogi-npl>U- : IIoi'I'u-Seyleh, Uobor dio chemischon und optisohcn Eigcnschaf'tcn des Blutfarbstoitbs ( Vïrchow'a Avchiv /iir pathol. Anat., 1862, t. XXIII, p. 446; 1864, t. XXIX, p. 233 ot 597). — Handbuch der physiol. u. pathol. cliemischen Analyse. Berlin 1865. — Valentin, Der Gebrauch des Spoktroskopes zû pbysiologischem und ilrztlichom Zwock. Leipzig ot Hoidelberg 1863. — Stokes, Sur la réduction et l'oxydation do la matière coloranto du sang (Phil. Mar/az., 1864, t. XXVIII, p. 391. Extrait dans Bullet. de la Société chim. de Paris, 1865, nouv. série, t. IV, p. 402). — Bikd-Hebapath, Phannacoutical Journal, 1866 (Première application médico-légale de l'analyse spectrale pour la recherche du sang). — Lei.okkain, De l'-oxyde de carbone au point do vue hygiénique et toxicologique. Thèse. Strasbourg 1868. — Balley, Des méthodes à suivre pour rechercher le sang. Thèse. Strasbourg 1868. — R. Benoît, Études spectroscopiques sur le sang. Thèse. Montpellier 1869.]

170. Spectre des flammes. — Quand un gaz ou un corps à l'état de vapeurest porté à l'incandescence, il émet de la lumière; celle-ci peut être directement décomposée par le prisme et fournit alors un spectre que nous nommerons spectre (rémission, par opposition au spectre d'absorption, qu'on obtient en faisant passer les rayons solaires à travers le gaz.

La manière la plus simple de se procurer des gaz incandescents de différente nature chimique consiste à introduire un sel métallique dans une flamme aussi incolore que possible et très-peu éclairante. On sait depuis longtemps que la plupart des sels métalliques communiquent aux flammes des colorations trèsdiverses; ainsi les sels de soude colorent la flamme en jaune, les sels de strontium et de lithium la rendent rouge, les sels de baryte donnent une couleur verte. Ces colorations sont produites par l'incandescence des particules métalliques réduites à l'état de vapeur. Il a été reconnu que le résultat ne dépend que de la nature du métal , et qu'il reste le même quelle que soit la combinaison dans laquelle se trouve engagé le métal.

En examinant le spectre des vapeurs métalliques incandescentes , on .remarque tout d'abord que ce spectre n'est pas continu, qu'il ne se compose que d'un certain nombre de couleurs , et que tous les degrés de réfrangibilité n'y sont pas représentés. Quant aux couleurs qui s'y rencontrent, elles se montrent sous la forme de raies brillantes, dont le nombre et la position dépendent de la nature du métal qui les produit. Le sodium, par exemple, est caractérisé par une raie jaune, qui occupe exactement la place de la raie D de Fraunhofer (Fig. 168, p. 319) ; le spectre du thallium se réduit également à une raie unique verte (Fig. 169). Le sodium et le thallium sont les deux seuls métaux qui fournissent une lumière monochromatique, c'est-à-dire ne contenant que des rayons d'une seule réfrangibilité. Les spectres des autres métaux renferment tous plusieurs raies brillantes plus ou moins distantes les unes des autres et, par conséquent , de couleur différente ; ainsi , le potassium donne deux raies , l'une située dans le rouge extrême , l'autre dans le violet (Fig. 167).

Les raies brillantes dont nous venons de parler varient d'un métal à l'autre, sous le rapport du nombre, de la couleur et de la position; mais elles sont constantes pour un même corps, cl, pour les faire apparaître , il suffit d'employer des quantités infiniment petites d'un métal. Aussi Y analyse spectrale des flammes qui renferment des vapeurs métalliques constitue-t-elle la méthode la plus sensible que nous possédions pour reconnaître îles traces d'un métal donné.

OPTIt.H'K.

170". Inversion du spectre des flammes. — Imaginons qu'un faisceau de rayons émanant du soleil ou de toute autre source lumineuse traverse successivement une flamme, c'est-à-dire une couche de gaz incandescent, puis un prisme, il en résultera un spectre d'absorption, qui peut être regardé comme produit, on quelque sorte, par L'interférence de deux spectres.

Le t as le plus simple est celui dans lequel Les deux spectres qui interfèrent renferment les mêmes raies brillantes; c'est ce qu'on obtient, par exemple, en prenant pour source lumineuse la, lumière Drummond, devant laquelle on dispose la flamme d'une lampe à alcool contenant un sel de soude. La lumière Drummond est produite par l'incandescence d'un bâton de chaux sur lequel on dirige la flamme d'un mélange de gaz détonnant; cette lumière, extrêmement brillante, contient aussi la raie jaune du sodium, comme il est facile de s'en assurer en examinant directement son spectre. Nous avons ainsi deux sources lumineuses, la lumière Drummond et la flamme de l'alcool , qui ont des intensités très -différentes , mais qui renferment toutes deux la même raie brillante. Si on place la lumière Drummond en avant de la flamme de l'alcool , le spectre observé est identique à celui que produirait la lumière Drummond seule; on aperçoit très-nettement la raie brillante du sodium. Mais intervertit-on les positions des deux sources lumineuses, de manière que les rayons de la source la plus intense aient à traverser la flamme peu éclairante de l'alcool avant de rencontrer le prisme, le phénomène change d'aspect: la raie brillante a fait place à une raie sombre, qui occupe exactement la même position.

170b. Rapport entre le pouvoir émissif et le pouvoir absorbant des corps pour la lumière. — Ainsi, quand on dispose l'une derrière l'autre deux flammes dont les spectres renferment les mêmes raies brillantes, et que la flamme située en -avant possède une intensité notablement plus petite, les raies brillantes de la flamme antérieure affaiblissent tellement l'éclat des raies correspondantes de la flamme postérieure que, par un effet de contraste, ces dernières paraissent sombres , comparées au reste du spectre. Ce fait remarquable s'explique si nous admettons que les raies qui émettent le plus de lumière sont aussi celles qui absorbent en plus prande proportion les rayons de même espèce ; en d'autres termes,, les parties du spectre qui possèdent le plus grand pouvoir émissif ont également le plus grand pouvoir absorbant pour les rayons de même réfrangibilité.

Et, en effet, il est une loi générale en vertu de laquelle le pouvoir absorba al d'un corps pour la lumière est proportionnel à son pouvoir émissif, c'està-dire que le rapport ^ est une quantité constante ; A désigne le pouvoir absorbant, E le pouvoir émissif. A l'aide de cette loi, qui s'applique à tous les mouvements vibratoires (son, chaleur, lumière), on peut, dans le cas particulier, se rendre compte du phénomène remarquable de l'inversion du spectre.

170e. Origine des raies de Fraunhofer. — Les considérations dans lesquelles nous venons d'entrer nous conduisent naturellement à l'explication des raies sombres du spectre solaire; ces raies doivent leur origine à un phénomène d'absorption.

ABSORPTION DE LA LUMIÈRE

Un petit nombre d'entre elles résultent , comme nous l'avons déjà dit, do l'absorption exercée par l'atmospbère terrrestre; ce sont les raies dites telluriques ou terrestres; mais la grande majorité existent dans la lumière solaire avant que celle-ci ait traversé notre atmosphère. La constitution du soleil réalise, en effet, les conditions propres à donner un spectre interverti. Ce! astre se compose d'un noyau incandescent, probablement à l'état de fusion ignée, qui rayonne une lumière d'une intensité extrême; ce noyau est placé au centre de ce qu'on appelle la photosphère, sorte d'atmosphère de gaz en combustion qui répand une lumière beaucoup plus faible. On comprend dès lors que les, raies brillantes de la photosphère absorbent les raies de même réfràngibilité qui se trouvent dans la lumière émise parle noyau, et qu'ainsi nous observions des raies sombres dans le spectre solaire.

MM. Kirchoff et Bunsen, auxquels la science est redevable d'une nouvelle méthode d'analyse des corps, l'analyse spectrale, ont eu la pensée do comparer la position des raies de: Fraunhofer avec les raies brillantes de différentes vapeurs métalliques à l'état d'incandescence, dans le but de déterminer la composition chimique du soleil. Quand nous trouvons, en effet , qu'une raie sombre du spectre solaire coïncide avec une raie brillante du spectre d'émission d'un métal, nous sommes en droit d'en conclure que ce métal existe réellement dans le soleil. C'est de cette manière qu'on a reconnu 1 1 présence du sodium, du potassium, du fer, dans l'atmosphère solaire.

171. De l'analyse spectrale. Spectroscope. — MM. Kirchoff et Bunsen ont imaginé , sous le nom de spectroscope , un dispositif commode pour étudier le spectre

Fig. 173. — Spectroscope à limette horizontale et à un seul prisme.

i l'émission ou d'absorption des différentes substances. La Fig. 173 représente cet appareil , tel qu'il a été modifié par MM. Duboscq et Grrandeau. Il se compose d'un prisme de ilint P installé verticalement sur un support et recouve i l

OPTIQUE

d'un tambour T; ce dernier, noirci à l'intérieur, est percé sur son contour de trois ouvertures, en regard desquelles sont respectivement disposés les tuyaux A, B, C. Le tube B , faisant fonction de collimateur, porte à son extrémité L une fente verticale étroite, en face de laquelle se place la source lumineuse à analyser; cette l'ente, qu'on peut ouvrir plus ou moins à l'aide d'une vis, se trouve au foyer d'une lentille convergente située à l'autre extrémité du tube 15; de cette manière, les rayons lumineux qui ont traversé la fente tombenl , à l'état de parallélisme, sur le prisme P, qui les décompose et les dirige dans le tube A. Celui-ci n'est autre chose qu'une lunette grossissante qui est mobile autour de la verticale passant par le prisme et qui permet ainsi d'observer à volonté les différentes régions de l'image spectrale. Le bouton K sert à mettre la lunette au point.

Afin qu'il soit possible de relever exactement la position des raies , un micromètre horizontal est placé à l'extrémité du tube C: ce micromètre, consistant en une plaque de verre sur laquelle on a reproduit , par la photographie , une échelle divisée en un grand nombre de parties égales portant une graduation de 10 en 10, est éclairée par derrière à l'aide d'une lampe ou d'une bougie S et se trouve au foyer d'une lentille convergente située à l'autre extrémité du tube C ; on s'arrange de manière que les rayons lumineux provenant du micromètre se réfléchissent sur la face d'émergence du prisme et soient renvoyés dans la lunette A. De cette façon , l'image grossie du micromètre vient se placer au-dessus de celle du spectre, et l'observateur les voit toutes deux en même temps.

Comme source lumineuse, on emploie, s'il s'agit d'étudier le spectre d'émission des vapeurs métalliques, la flamme d'une lampe à alcool ou, de préférence , la flamme d'un bec de Bunsen M ; dans cette flamme peu éclairante par elle-même , mais très-chaude , on introduit un fil de platine 0', à l'extrémité duquel est déposée une parcelle du sel à examiner.

Pour analyser le spectre d'absorption des liquides, celui du sang par exemple , on prend , comme source lumineuse , un faisceau de rayons solaires , ou , plus simplement , la lumière du gaz ou celle d'une lampe â pétrole. Le liquide est introduit dans une petite auge, dont les parois opposées sont formées par des plaques de verre à faces parallèles ; cette auge se place derrière la fente du tube B, entre celle-ci et la source lumineuse.

[Afin de pouvoir comparer, si cela est nécessaire, les parties de même réfrangibilité de deux sources lumineuses, la moitié supérieure de la fente située en L est couverte par un petit prisme à réflexion totale, orienté de manière que les rayons partis d'une seconde source lumineuse placée latéralement en M' puissent pénétrer clans le collimateur B , en même temps que les rayons émis par la source M entrent par la partie libre de la fente. L'observateur voit ainsi à travers la lunette A deux spectres horizontaux placés l'un au-dessus de l'autre et dans des positions rigoureusement parallèles.

Une disposition ingénieuse a permis à M. Duboscq de réduire le volume de l'appareil. La Fig. 174 représente le spectroscope ainsi modifié et qu'on désigne sous le nom de spectroscope vertical, parce que la lunette y est placée verticalement. On voit, à l'extrémité du petit tube latéral C, la fente /' avec son prisme à réflexion totale p. Un second prisme à réflexion totale situé dans

ABSORPTION DE LA LUMIÈRE. '■>'

[e corps de l'instrument renvoie le faisceau Lumineux vers un prisme de 30° placé à la partie inférieure ; les rayons entrent dans ce prisme, puis reviennent sur eux-mêmes, réfléchis qu'ils sont par la face inférieure, qui est argentée dans ce but, et finalement ils arrivent à l'œil de l'observateur placé enO, après avoir traversé un système de lentilles constituant une lunette grossissante. Le micromètre est adapté au tube M , et son image est renvoyée dans la direction de l'oculaire 0 par une glace sans tain, disposée à 45° à la hauteur de ce tube latéral.

Les spectroscopes à un seul prisme ne donnent pas une assez grande dispersion pour qu'on puisse distinguer les raies les plu* déliées des images spectrales. Quand on veut pousser l'analyse plus loin, on emploie des appareils à plusieurs prismes. La Fig. 175 représente un modèle à quatre pris- Fig- m- ~ sPectrosc°Pe verticalmes; la disposition de ces prismes est indiquée en projection clans la Fig. 176. La lunette d'observation reste toujours devant le premier prisme; le micromètre est adapté, comme dans le spectroscope horizontal à un seul prisme, à une petite lunette spéciale que l'on amène devant la dernière face d'émergence de la série avec laquelle on opère , puisqu'on peut prendre deux , trois , quatre et jusqu'à six prismes.

Les prismes sont mobiles, isolément

ou ensemble, autour d'un axe vertical , afin qu'on puisse ramener chaque couleur à sa déviation minimum. La lunette d'observation est aussi susceptible de recevoir trois sortes de mouvements, qui permettent de viser les différentes parties du spectre et de mesurer la distance des raies.

Le dispositif de la Fig. 177 indique la manière dont on peut projeter les phénomènes spectroscopiques et en particulier les raies brillantes des métaux. A est une lanterne munie d'un porte-fente 0 à ouverture variable ; clans l'intérieur de la lanterne se place une lampe électrique R ou une lumière Drummond. En avant de la fente par où passent les rayons luminenx , on dispose la lentille cylindrique L, de manière à obtenir à une grande distance une

Fig. 175. — Spectroscope polyprisme (modèle à quatre prismes).

Fig. 17G. — Disposition des prismes sur la plate-forme du spectroscope polyprisme.

OPTIQUE

image réelle de la fente ; puis , sur le trajet du faisceau lumineux émergent se place le prisme en flint P. Qnant au miroir plan M, ils sert à renvoyer l'image spectrale sur un écran et dans telle direction qu'on désire. |

Fig. 177. — Appareil pour la, projection des phénomènes spectroscopiques. — A. Lanterne photogénique, munie d'un porte-fente O, et dans l'intérieur de laquelle se place une lampe électrique R, ou une lampe Drummoud. — L. Lentille cylindrique convexe. — P. Prisme en flint de 60» — M. Miroir plan destiné à renvoyer l'image spectrale dans la direction voulue.

172. Théorie des phénomènes d'absorption lumineuse. - Pour expliquer les phénomènes de l'absorption , il nous faut recourir à quelques considérations de mécanique. Nous savons que la lumière est due aux vibrations des atomes éthérés et nous devons en conclure , conformément aux lois générales du mouvement vibratoire , que les divers rayons colorés correspondent à des vibrations de durée différente. Or, si des rayons d'une réfrangibilité déterminée viennent à s'éteindre par le fait de leur absorption, la disparition de ces rayons ne s'explique que par une communication, de mouvement, attendu que le mouvement ne peut pas être anéanti d'une manière absolue : les vibrations dont la durée correspond au degré de réfrangibilité des rayons éteints se sont transformées en mouvements qui ne produisent pas d'effets lumineux , c'est-à-dire que les atomes éthérés ont transmis leur mouvement aux atomes de la matière pondérable et y ont déterminé des changements de position. Mais quand cette communication de mouvement ne porte que sur des ondes d'une longueur donnée, cela suppose que les atomes pondérables du corps considéré ont une tendance à exécuter des vibrations de môme durée que celle qui correspond aux rayons absorbés. Les molécules de la vapeur de sodium, par exemple, doivent avoir une propension à accomplir des oscillations dont la 'longueur d'onde réponde

à la réfràngibilité de la double raie Ddu spectre solaire ; c'est précisémenl pour cela que la vapeur incandescente du sodium donne un spectre d'émission où une raie brillante occupe la place de la raie D, les vibrations des atomes de sodium se communiquant à l'étlior environnant. Et si ces atomes de vapeur sodicpie ont de la facilité à exécuter ainsi des vibrations d'une certaine durée , ils absorberont de préférence les vibrations de même période qui leur seront transmises.

Il existe deux séries de phénomènes qu'on peut regarder comme une confirmation directe de la théorie précédente. D'une part, nous voyons la lumière produire des effets chimiques, ce qui prouve qu'elle détermine des changements de position des atomes pondérables. D'autre part, les phénomènes de l'Itosplwrescence et de fluorescence nous montrent les vibrations lumineuses communiquées aux atonies pondérables faisant retour à l'éther et rendant ainsi lumineux par eux-mêmes les corps qui ont été préalablement impressionnés par la lumière.

[On observe aussi très-fréquemment un troisième mode de transformation des radiations lumineuses, à savoir leur conversion en vibrations calorifiques obscures. Ce phénomène indique un abaissement dans le degré de réfràngibilité des radiations, c'est-à-dire une augmentation de durée des vibrations; le fait s'explique sans difficulté par les lois de la composition des mouvements, vibratoires.

En résumé , la lumière absorbée est convertie soit en chaleur , soit en action chimique ou en quelque autre travail moléculaire ; ou bien elle est de nouveau émise, avec ou sans modifications, par le corps qu'elle a impressionné.]