DE J-A FLUORESCENCE ET DE LA PHOSPHORESCENCE
175. niinomèiMf de fluorescence. — Un certain nombre de corps transparents, ^lides ou liquides , deviennent lumineux par eux-mêmes quand on les éclaire ^"'ttûent; cette émission de lumière qui se produit pendant que le corps est ^^^^^am à l'action de radiations lumineuses extérieures constitue le phénomène connu sous le nom de fluorescence,
Qa'on dirige, par exemple, un faisceau de rayons solaires à travers une so-
hition de sulfaté de quinine , et Ton verra la surface du liquide s'illuminer tout
sotour de Vendroit où les rayons solaires font leur entrée dans le milieu réfrin>
gSDt; la lumière ainsi diffusée en tout sens offre une coloration d'un beau bleu
câesteet elle n'est émise que par la couche superficielle de la substance fluo-
I Pv flRcar on « mii rar la Fig. 179 la lettre T an llea de P.
îoscente; à partir (riinc petite profondeur, elle cesse entièrement de se pn»duire.
[Nous appellerons lumière inductrice celle qui provoque la fluoresi fiice d'un corps, dt lumière induite celle (jui est émise parce corps.]
Un îrrand nombre de substances, surtout de matières organiques animales ou vé'^étales, sont fluorescentes; parmi celles (jui possèdent cette piopriét»'»au plus haut degré , nous citerons : certains échantillons de spath fluor (d'où \o nom de fluorescence), le verre d'urane (verre coloré en jaune par l'ui-anmm) et en général les composés d'uranium , le plalino-cyanure de potiissium , la solution de sulfate de quinine dans l'eau acidulée par Tacide sulfurique ou tartrique, la solution a<iueuse d'esculine, la solution alroolitpie de chlorophylle. La rétine île VœW à Tétat frais présente aussi un faible degré de fluoresceiin» (Helndioltz, Setsclienow). Les méUiux, ainsi que le charbon, le quartz etc., sont entièrement inîictifs.
Ia\ lumièi'e émise par fluorescence est toujours colorée , et sa couleur vanV suivant la nature de la subsUmce soumise à Texamen ; elle est bleue pour le sulfate «le ((uinint», verte pour le verre d'urane, rouge pour la chlorophylle.
L'apparition de la fluorescence dans un corps actif est sul)ordonnée à la composition de la lumière qui tombe sur le corps, car tous les rayons colorés ne s<>nl pas également aptes à exciter la fluorescence. Quand on examine sous ce raj»port les difl'érenltîs régions du spectre , on reconnaît ([ue les rayons tpii provoquent la fluorescence ont toujours une réfrangibilité au moins égale à celle delà couleiu' émise par le corps. Si on éclaire, par exemple, la solution de^ quinine ou le verrt» d'urane avec des rayons rouges ou jaunes , c<^ corps ne manifestent pas h»urs propriétés fluorescentes , car la lumière qu'ils sout en état d'émettre ne renferme» cpie des rayons dont la réfrangibilité est supérieure aux vibrations rouges ou orangées. La chlorophylh» , au contraire, répand une lueur rouge , à (juelque région du spectre «prappartieiment les rayons lumineux qu'on fait toud)er sur celte subsUmce.
Ce fait i|ue la lumière indiûte est toujours moins réfmngible que les ray«>n< induitcurs nous fournit un moyen fort remarquable de rendre visil»le le spectre ultra-violet que l'œil n'aperçoit pas dans les conditions habituelle*. Il suffît, dans ce but, de décomposer par le prisme un faisceau de luniièn? solaire et d'isoler dans le spectre ainsi obtenu les rayons ultra-violets à l'ai»!* d'un tîcrun percé d'une fente; une solution de sulfate de quinine placée sur le trajet de ces rayons devient lumineuse et accuse par là leur présence. 0» y^^ d'ailleurs voir directement les rayons ultra-violets Sims le secours «les liquitk'* fluon»<cents ; si l'eu» arrête à l'aide d'un écran tous les autres rjivons, à l'eiception des ultra-violets, ces derniei*s devi(»nnent visibles et donnent une sensation d<» couleur bleuâtre, très-faible à la vérité. Attendu que la ivlinee4 elh'-méme fluorescente, c'(»st, .selon toute vraisemblance , à cette propritHèile la mend)rane sensible de notre organe visuel cpi'il fau*t attribuer en tulalitê i«n en partie la faculté (pie nous possédons ch» voir, moyennant cerlaint^s précautions, les rayons ultra-violets en général i'\ particulièrement la couleur ^uf laquelle» ils nous apparais^^ent.
L'action inductrice des rayons ultra-violets sur les .<ubstanc4^ fluuivsivul«4^
KLUORESCENCK ET PIIOSPIIOIIESCENCE. 341
fsl mise û profit pour augmenter considéralileraent rétendue visible du spectre M)laii*c. Sur le trajet des rayons qui émergent du prisme, on interpose une substance fluorescente, par exemple une solution de sulfate de quinine, et on >btient de cette manière un spectre qui embrasse à la fois les rayons lumineux >t les ultra-violets. M. Slokes a trouvé, dans cette expérience, que tous les rayons Tune rétrangibilité inférieure à celle de la couleur développée par induction raversent la substance fluorescente sans éprouver d'absorption, mais qu'à Murtir du point où la fluorescence commence à se manifester , le spectre se once considérablement, pour s'éclaircir de nouveau dans la partie corresponlante aux rayons les plus réfrangibles , bien au delà de la limite du spectre isible dans les conditions ordinaires. Un grand nombre de raies sombres se nontrent aussi dans cette partie ultra-violette du spectre. Vient-on à analyser es diflerentes couleurs d'un tel spectre , en les isolant à l'aide d'un écran percé Tune fente et en les recevant successivement sur un second prisme , on reiianfue qu'à partir du point où la fluorescence commence à se produire, la 'êfrungibilité de tous les rayons se trouve abaissée , en sorte «pie ceux mérne pii occupent l'extrémité <lu spectre sont reportés en derà de la limite du .iolel.
176. Théorie de la fluorescence. — Nouk avons vu (§ 17-j) qiu; Tubsurption de la iimiùrc M*cx]>liquu par la communication des vibrations lumineuses de Tcthcr aux molcrvàt9 de la substance absorbante, et que celle-ci absorbe précisément les vibrations de nême période que celles qu'elle exécute. Or les molécules des corps fluorescents ont une ''«cUité toute particulière h vibrer suivant un rbytbme déterminé, et leurs oscillations Kmtsi énergiques qu'elles se communiquent a Téthcr environnant et donnent ainsi naisunee k de la lumière.
liais les vibrations étbérécs qui excitent la fluorescence dans un corps ne sont pas
uùquemcut celles qui ont la même période que les vibrations propres de ce corps; des
'tfdllttions plus rapides pioduisent le môme effet. Nous pouvons nous expliquer cette
pulicularité en invoquant les lois de la vibration par influence dont il a été parlé dans
fétude du son (cf. §115*). Nous avons montré qu'une corde se met îi vibrer quand on
produit dans son voisinage un son suflisamment intense et ayant la même longueur
^onde que le son propre de la corde; si le son émis est plus grave , il reste sans action,
[^ moins qu'il ne soit composé et qu'il ne renferme au nombre de ses bannoniques la
•flie même que le corps résonnant est apte îi donner.] Au contraire, un son plus élevé
P««t faire résonner la corde [s'il répond h l'un des bannoniques que celle-ci est à même
Prendre]; car alors il commence par mettre en mouvement une j)ortii)n de corde de
loBgQcur telle que les vibrations induites soient à l'unisson du son inducteur; puis, le
■ouTement se communiquant de procbe en procbe, la conli; finit par résonner dans
*<Hïtc ton étendue. Un effet du même genre; se produit dans les phénomènes de fiuo-
"wcencc : les molécules du corps fluorescent se mettent en mouvement sous l'influence
^ vibrations de l'éther, non-seulement quand ces dernières ont la même longueur
i'onde que les oscillations propres des molécules pondérables, mais encore quand elles
•■* ies périodes plus courtes. Une pareille transformation de vibrations n'est pas pos-
■We dans le cas où le mouvement se propage uniquement dans le milieu ethere sans
fe eommnniqner aux atomes pondérables; car la petitesse des atomes de l'étlier, coni-
ptr^e à l'amplitude des vibrations qu'ils exécutent, est telle qu'ils ne peuvent osciller
{B'en totalité, et qu'en conséquence le mouvement s(! transmet d'uu atome îi l autre, en
ionseiTtnt la même vitesse de vibration. Nous devons, au contraire, regarder les mole-
lUe» de la matière pondérable comme ayant des dimensions relativement notables; on con-
vil dès lom que chacune de ces molécules puisse commencer par se subdiviser eu un
certain nombre de partips qui entrent isolement en vibration sons Tinfluence d*08cillatiûiu de même période; ces vibrations partielles finissent par mettre la molëcole tout entière en mouvement; celle-ci exécute alors les vibrations qui lui sont propres et les tnuumet à rdther ambiant.
177. Phosphorescence. — On désigne sous ce nom la propriété que possèdent un grand nombre de corps de devenir lumineux quand ils ont été exposés au soleil, et de continuer à luire plus ou moins longtemps après qu'ils ont été soustraits à Taction de la lumière extérieure. Parmi les substances pbosphorescenies figurent le diamant, le spatb calcaire, une variété verte de chaux fluatée, connue sous le nom de chlorophane , la plupart des sels de chaux , les corn* posés de strontîane , de baryte etc.
Les rayons les plus réfrangibles du spectre sont ceux qui excitent le niieux la phosphorescence. Ce phénomène doit donc, comme celui de la fluorescence, être attribué à une communication de mouvement : les vibrations de Téther se transmettent aux molécules des corps phosphorescents et celles-ci vibrent cousécutivement pendant un temps plus ou moins long. [Pour M. Edm. Becquerel, d'ailleurs, la fluorescence n'est qu'une phosphorescence de très-courte durée.
Ce savant physicien a fait des recherches très-étendues sur la phosphore:?cence; en employant un ingénieux appareil, nommé phosphoroscope ^ qui permet de voir un corps moins d'un millième de seconde après son exposition au soleil , il a reconnu que presque toutes les substances sont phosphorescentes; il n'y a guère que les métaux qui fassent exception. Mais , tandis que certains corps, tels que les sulfures alcali no-terreux (sulfures de calcium, de strontiiun, de baryum), : ontinuent à luire pendant plusieurs heures après qu'ils ont été exposés aux rayons solaires , pour d'autres substances , l'émission consécutin» de la lumière ne dure qu'une fraction de seconde ; le platino-cyanure do potassium ne reste lumineux que pendant 1 5()0 de seconde.
La lumière émise par phosphorescence dépend de la nature du corps et de son état moléculaire ; elle est en général composée, et les couleurs qui la composent sont d'une réfrangibilité au plus égale à celle de la lumière inductrice.
M. E. Bec(iuerel a reconnu , en outre, (jue la durée d'émission des différents rayons colorés est , en général , inégale pour une même substance» , de sorte ((ue la teinte du corps phosphorescent change à mesure (pi'on s'éloigne de IVjwqw de l'insolation. J
[177*. Animaux luisants. — II existe une autre categurîe de pheuomèncs d«a5 Wquels on obaono aussi une production de lumière et qu'on range à tort parmi K-f pb** nomènes de phosphorescence, car leur origine n'est certainement pas la même. ^^ voulons parler de la lueur que répand le bois pourri et de la lumière qu'omettent cc^ tains animaux, tels que les lampyres ou ver^ luisants, la scolopendre électrique et ■> grand nombre d^animaleules marins; panni ces derniers figurent des méduses, def Bol' lusqucs, des ptdypes, des infusoires, des annelides etc.; c'est il la lumière que rt^pin^*"^ ces êtres vivants qu'est due Xa phtt9phorr.$ccnce de la inrr.
La plupart des animaux luUantii sdcrètcnt une si»rte de mucus, et c'est cette nisti*-'' qui ni Yonne de In lumière; d'autres fois, chex les lam]iyres par exemple, il rxirte nn organe particulier dans lei^uel se trouve renfermée une substance grasse phosphiiréc qv* constitue la matière photogbno.
