CHAPITRE XII

173. Combinaisons et décompositions chimiques produites sous l'influence de la lumière. — Dans la plupart des circonstances où la lumière arrive au contact des corps, les seuls effets qui se produisent en apparence consistent dans les modifications que manifestent les rayons lumineux eux-mêmes lors de leur réflexion ou de leur réfraction. Cependant on est porté à penser que, même dans ces cas , les corps éprouvent des altérations plus ou moins passagères que nos moyens d'investigation sont impuissants à mettre en évidence.

Il existe , au contraire, certains corps sur lesquels la lumière agit avec assez d'énergie pour provoquer, selon les cas , leur combinaison avec d'autres substances ou leur décomposition. Le chlore et l'hydrogène , qui restent mélangés sans s'unir dans une obscurité profonde, se combinent instantanément et avec ' explosion quand on expose leur mélange à l'action des rayons solaires. Sous l'influence de la lumière, le chlore en solution dans l'eau décompose ce liquide pour s'unir à l'hydrogène et met l'oxygène en liberté ; les matières colorantes végétales sont décolorées par l'action des rayons solaires , et ce phénomène est mis à profit pour le blanchiment des étoffes. Citons, pour terminer, l'influence toute-puissante de la lumière sur les processus chimiques qui si1 passent dans

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le règne végétal ; c'est grâce à celle influence que les plantes absorbent l'acide carbonique répandu dans l'atmosphère et exhalent de L'oxygène.

173°. Action de la lumière sur les sels d'argent. Photographie. — La plus belle application qu'on ait faite de nos jours des effets chimiques de la lumière est fondée sur la décomposition des sels haloxdes d'argent. Sous l'influence de la lumière, les sels d'argent, tels que le chlorure , l'iodure etc. , prennent une coloration d'abord violette, puis noire , par suite de la réduction du sel et de la mise en liberté de l'argent à l'état de poudre noire. Si la lumière n'a agi que pendant un temps très-court, le sel n'est pas réduit, mais il a acquis la propriété d'être très-facilement et très-rapidement décomposé par les agents réducteurs ; c'est cette propriété des sels d'argent qu'on a mise à profit pour obtenir des images photographiques.

Le principe de la photographie est le suivant : une plaque de verre est recouverte d'une mince couche de collodion renfermant une certaine quantité d'iodure de potassium. Cette plaque est ensuite plongée dans un bain de nitrate d'argent ; il se forme par double décomposition de l'iodure d'argent , qui se fixe sur le collodion, et du nitrate de potasse, qui se dissout dans le bain ; la couche de collodion se trouve ainsi sensibilisée. On la porte alors dans une chambre noire 4 et on la place exactement à l'endroit où vient se peindre l'image de l'objet à reproduire, image qui est fournie par l'objectif de l'instrument. Quand on juge que la lumière a agi un temps suffisant sur la plaque , on enlève celleci et on verse sur la surface impressionnée un liquide réducteur, qui est ordinairement une solution d'acide pyrogallique. Ce réactif réduit l'iodure d'argent dans les endroits où ce sel a été impressionné par la lumière , et il le réduit en proportion d'autant plus grande que l'action de la lumière a été plus intense. On voit alors l'image se développer ; mais la distribution de la lumière s'y trouve renversée ; les parties claires dans l'image de la chambre noire se détachent en noir dans l'épreuve et, réciproquement, les ombres sont remplacées par des clairs; aussi l'image photographique ainsi obtenue représente -t-elle ce qu'on nomme Y épreuve négative.

Il reste encore à empêcher l'action ultérieure de la lumière sur le sel d'argent non réduit ; dans ce but , on enlève cet excédant d'iodure , en le dissolvant à l'aide d'une solution d'hyposulfite de soude ou de cyanure de potassium ; l'image se trouve alors fixée , et elle peut servir de cliché pour obtenir des épreuves positives.

Le tirage des épreuves positives se fait de la manière suivante : on trempe une feuille de papier blanc dans une solution d'iodure de potassium , puis on la fait sécher ; on l'étend ensuite à la surface d'un bain d'argent et on la laisse s'imprégner pendant quelques minutes. Le papier se trouve ainsi sensibilisé; quand il est bien sec , on le place sous l'épreuve négative , sa face sensible en contact avec la couche de collodion, et on expose le tout aux rayons solaires. • Les parties noires du cliché interceptant la lumière, le sel d'argent de la feuille de papier sous-jacente n'est réduit que dans les points placés en regard des blancs de l'épreuve négative. Dans l'image qui se dessine ainsi sur le papier, la distribution des ombres et des clairs est donc inverse de ce qu'elle est dans le cliché, et, par conséquent, elle est semblable à celle de l'image delà chambre

Fig. 178. — Chambre noire U objectifs combinés pour la photographie.

noire; aussi la nomme-t-on {preuve positive. On développe cette image positive, comme on l'a l'ail pour l'épreuve nvgalive , on plongeant le papier impressionné dans une. solution d'acide, pyrogallique. Le sel d'argent non réduit est enlevé par l'hyposulûte de soude, et L'image se trouve alors fixée.

[La chambre noire employée en photographie est représentée dans la Kig. 17S. Elle ne diffère pas en principe de celle qui a été décrite au § 155 ; mais, au lieu d'un simple objectif achromatique, la chambre noire photographique perle un objectif double composé de doux lentilles achromatiques 0 et 0'.

Grâce à l'emploi des verres combinés, on peut donner à l'ob- Ijectif une grande ouverture, tout en corrigeant l'aberration do sphéricité ; un diaphragme / placé en avant de la lentille antérieure supprime les rayons marginaux et contribue ainsi à donner plus de netteté aux images. Le pignon G s'engrène dans une crémaillère fixée au tube qui porte la première lentille, et permet de rapprocher plus ou moins les deux verres, afin de faire varier le grossissement et d'achever la mise au point. Le tube rentrant D, cpii porte l'objectif double, est adapté à la paroi antérieure d'une caisse composée de deux parties : l'une fixe H, l'autre E mobile, qui peut entrer plus ou moins dans la première, au moyen d'un tirage à coulisse. La paroi verticale postérieure, opposée à l'objectif, est formée par une plaque de verre dépolie F, sur laquelle vient se peindre l'image des objets extérieurs ; c'est cette plaque qui sert à l'opérateur pour la mise au point. En faisant mouvoir le fond mobile de la boîte, on amène la lame de verre en un point tel que l'image de l'objet à reproduire s'y dessine nettement ; on achève île mettre au foyer, en rapprochant ou en éloignant, selon le cas , la lentille 0'. On enlève ensuite la plaque de verre, pour la remplacer par la surface sensibilisée, sur- laquelle doit se développer l'image photographique.]

Dans ces dernières .années, on s'est attaché h reproduire par la photographie, dans Un but scientifique, les objets d'histoire naturelle; sous ce rapport, la photographie des objets rnicroscopicpies mérite toute notre attention. Nous traiterons ce sujet il l'occasion chi microscope (cf. § 189 d).

174. Activité chimique des différentes radiations du spectre solaire. Rayons ultraviolets. — Les différents rayons colorés qui composent le spectre sont loin de posséder le même degré d'activité chimique; d'une manière générale, celle-ci augmente en même temps que la réfrangibilité. Les rayons rouges sont ceux dont l'action chimique est la plus faible , tandis que les rayons violets agissent a\*ec le plus d'énergie. On peut mettre en évidence cette inégalité d'activité chimique des radiations solaires, en photographiant le spectre du soleil; l'image Obtenue montre que la partie impressionnée parles rayons violets est beaucoup plus foncée que la partie correspondante aux rayons rouges.

WUNDT, Physique médicale. 2i>

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On observe, eiï outre , un phénomène fort remarquable : l'image photograpbique du spectre est plus grande que le spectre lui-même vu directement; elle s'étend au delà du violet. Nous en concluons qu'il existe des radiations encore plus réfrangibles que les rayons violets ; ces radiations particulières n'affectent pas l'oeil ; du moins ne sont-elles pas visibles dans les conditions ordinaires, mais elles le deviennent quand on a soin de cacher la partie lumineuse du spectre (Helmholtz) ; elles ne sont pas non plus révélées par le thermomètre ; en revanche, elles possèdent une activité chimique très-énergique.

La recherche des effets chimiques produits par les radiations des sources lumineuses a permis de compléter l'étude des spectres d'absorption. On a reconnu que , dans toutes les circonstances où la lumière exerce une action chimique, elle est absorbée, et que l'absorption porte principalement sur les rayons les plus réfrangibles du spectre. Lorsque , par exemple, le chlore s'unit à l'hydrogène sous l'influence de la lumière , il y a constamment absorption dé rayons chimiquement actifs , et , d'après les expériences de Bunsen et Roscoë, la quantité de rayons disparus est proportionnelle à l'effet chimique produit. Cette corrélation entre l'action chimique et l'absorption de la lumière est une confirmation directe de la théorie que nous avons exposée plus haut , touchant l'absorption (cf. § 172).

[174a. Étendue du spectre solaire. — Nous venons de voir que les radiations émanées du soleil renferment, indépendamment de celles qui sont visibles dans les conditions ordinaires^ d'autres radiations encore plus réfrangibles , non lumineuses , mais douées d'une grande activité chimique ; ces dernières , connues sous le nom de rayons ultra-violets, occupent dans le spectre solaire une région qui fait suite aux rayons violets. A l'autre extrémité du spectre, au delà du rouge , existent des rayons moins réfrangibles que ceux de la raie A , invisibles, sans action chimique, mais reconnaissables à leur grande puissance calorifique ; ce sont les rayons ultra-rouges, dont nous aurons occasion de parler dans l'étude de la chaleur (voy. §273a).

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Fig. 179. — Courbes d'intensité calorifique, lumineuse et chimique des différentes régions du spectre solaire.

Ainsi le spectre solaire se compose de trois parties : un spectre lumineux proprement dit, qui occupe le milieu; un spectre ultra-violet formant l'extré-j mité la plus réfrangible, et un spectre ultra-rouge placé à l'autre extrémité. La partie supérieure de la Fig. 479 représente ces trois spectres : les rayons lumi-

neux occupent l'intervalle compris entre les raies A et 11 ; le spectre ultraviolel s'étend de la raie 11 à la raie IV), et va môme au delà de celle-ci. On voit que le speclre chimique présente, comme le spectre lumineux, des lacunes, dont la présence se révèle dans l'image photographique par des raies ; les principales de ces raies ont été désignées, à partir du violet, par les lettres qui suivent la lettre H. — L'espace A 07 correspond au spectre ultra-rouge.

Au-dessous de ce spectre complet , se trouvent dessinées trois courbes , que nous empruntons au Cours de physique de M. .Tamin. Les ordonnées de la courbe 07p«G représentent les intensités de la chaleur dans les différents points du spectre. La courbe AdeH donne les intensités de la lumière; on voit que le maximum d'éclat a lieu dans le jaune entre les raies D et E. Quant à la courbe des intensités de l'action chimique , elle offre deux maxima ; de A jusqu'en F , elle se confond sensiblement avec la courbe de l'intensité lumineuse ; mais à partir de F, elle s'élève de nouveau , passe par un second maximum qui correspond à un point situé entre les raies G et H , puis redescend pour se terminer à l'extrémité du spectre; c'est ce que montre la courbe gliP. La courbe des intensités chimiques varie suivant la nature de la substance impressionnable qu'on emploie ; celle de la Fig. 179 se rapporte au chlorure d'argent.

Nous donnons , en terminant , les nombres de vibration qui correspondent à chaque partie du spectre :

Rayons ultra-rouges . . . . . . 62 '/s à 400 \ trillions

— lumineux 400 à 750 > de vibrations en

— ultra-violets . . . ... . 750 à 1000 ) une seconde.

Si nous comparons l'échelle des radiations éthérées à celle des sons , nous voyons que la première ne comprend en tout que quatre octaves , dont une à peine est visible dans les conditions ordinaires.

An lecteur désireux de pousser plus avant l'étude des matières traitées dans le présent chapitre, nous recommandons spécialement l'ouvrage suivant: Edm. Becquerel, La lumière, ses causes et ses effets, t. II (Effets de la lumière). Paris 1868.]