ABSORPTION DE I.A LUMIERE

aques leur couleur; car ces rayons» en parcourant à deux reprises une lisseur plus ou moins grande de la substance considérée, sont soumis DS ce double trajet à l'action absorbante du corps, qui les dépouille d'une rtaine quantité de couleurs ; en conséquence, ils ressortent colorés. On voit donc que la couleur des corps vue par réflexion a la même origine e la couleur de la lumière transmise ; dans Tun et l'autre cas, il y a absorp- A en proportions inégales des rayons de différente réfrangibilité. IM. ifmtrm d'&tefrptioa. — Ce n*est pas au simple aspect de la couleur iin corps que nous pouvons reconnaître exactement quelles espèces de yons il absorbe ; sans doute, en voyant une substance laisser passer la mière rouge, nous sommes en droit de supposer qu'elle absorbe les rayons I plus réfrangibles; mais, en semblable matière, notre œil ne noui> nmit que des indications fort grossières ; pour arriver à une détermination pmreuse des rayons qui sont absorbés dans un cas donné, il faut analyser lamière après son passage à travers le milieu absorbant. Cette analyse frit à l'aide d'un prisme: la lumière, au sortir du corps qu'elle a traversé, t reçue sur un prisme de verre et décomposée de la sorte en ses couleurs mentaires; il est évident que les rayons qui ont été absorbés parle corps Qsidéré doivent manquer dans le spectre obtenu.

Sun d*éc«rter toute lamière autre que celle qui est transmise par le milieu absorbant, m place clans une chambre entièrement obscure ; une fente pratiquée dans le volet donne )teà on faisceau de lumière solaire qu*on dirigea travers la substance soumise à Tétude; le sitbatance doit être en couche assez mince pour laisser passer les rayons lumineux. Sur kiget du faisceau transmis, on dispose un prisme en flint-glass aussi pur que possible et m âéÊÊnij on obtient ainsi, au delà du pnsme, le spectre d'absorption du corps considéré.

En examinant dans ces conditions la lumière qui a traversé un verre bleu cobalt, on ne trouve guère dans le spectre que deux couleurs, le rouge et Meu, séparées par un intervalle noir; les rayons de réfrangibilité moyenne it défaut; ils ont été absorbés. [Le verre teint en rouge par le protoxyde enivre ne laisse passer que l'extrémité rouge du spectre et le commencent de l'orangé.]

Les liquides colorés, tels que des solutions de chloi'opbylle, d'hémoglobuline id*autres matières colorantes, se comportent comme les verres de couleur, os le rapport de l'absorption; les spectres que l'on obtient avec une nière blancbe qui a préalablement traversé une épaisseur suffisante de • substances présentent k certaines places parfaitement déterminées des Ades obscures mal délimitées qui ne correspondent pas aux raies, sombres à bords nets, du spectre solaire (raies de Fraunhofer); elles sont connues as le nom de raies ou bandes d* absorption.

De semblables raies s'observent aussi dans le spectre de la lumière qui a irensê des gaz colorés, par exemple des vapeurs d'acide hypo-ni trique, , comine tous les gaz sont colorés quand on les regarde sous une grande atsseur, il est probable qu'en couche suffisamment profonde ils donnent os des raies d'absorption dans leur spectre.

Tel est précisément le cas de l'air atmosphérique : un grand nombre de ries du spectre solaire proviennent de l'absorption exercée par l'atmosphère frestre, et ce qui le prouve, c'est que les raies dues à cette origine tons

plus OU moins nettes et plus ou moins nombreuses, suivant l'état di sphère, suivant sa pureté, son degré de sécheresse ou d*humidité» s hauteur du soleil, etc. Quant aux raies principales du spectre bcUm constance et leur fixité prouvent qu*elles reconnaissent une cause i Tabsorption par les couches de l'atmosphère terrestre.

pf M. Bell et Tainter ont fait connaître en 1881 une nouvelle méthode pour k (les bandes d*absorption. On fait tomber successivement les diverses régîoiis d* provenant d'un faisceau lumineux intermittent qui a traversé une substance abio un photophone ou un thermophone mis en communication avec un téléphone on dernier chante lorsque la rcjdon spectrale recueillie n*est pas absorbée ; le silence do indique, au contraire, la présence dans le spectre d*une bande d*ab?orption. On } procédé constater Tabsorption des radiations infra-rouges non visibles.|

169*. Analyse spectrale da itag et de la chlorephylle. — Le spectre d'aï du sang et des solutions d'hémato-globuline offre un intérêt tout ps pour le médecin. Quand on fait passer un faisceau de lumière sole

toute autn

^ ^ blanche (

. clairage, pétrole) i une solttt — centrée d

I ilii

:j=au

ffl

oxygène < mato-glob

rayons roi les seuls versent l

-. coloré; en de l'eau»

apparaître

spectre su ment les orangés,

jaunes, 1< les bleus toutes les < mais il re baudesd'al situées dai ne et le t

Fio. 2VJ — Spectres d'absorption des mstières colorantes du ssofc (hèmoglo- leS raieS J

bine et béinatine). — I. Spectre solaire montrent la position des raies de profinh^^

Fraunhoftr. — II. Spectre de l 'hémoglobine montrant les deux bandes carac- ^^

téristiques entre les raies D et B. — III. Spectre de rhémoglobioe après ^19y II )•

Taction d'agents réducteurs; les deux raies do spectre précédent ont été .. i i

reroplscées psr une rsie unique de position intt rmédiaire. — IV, Spectre " '*'*

de rhènfistine. SailgOtt d*l

bine par 1 réducteur (hydrogène sulfuré, sulfure ammonique, etc.), les dei précitées disparaissent pour faire place à une raie unique située c deux précédentes (fig. 219, III).

AfiSOfiPTiON DE LA LUMIERE 401

[Le sang tenant en dissolution de Toxyde de carbone présente les mêmes es d'absorption que le sang normal, mais il s'en distingue en ce que ces IX raies persistent après l'action des agents réducteurs.] Sous l'influence des acides et des alcalis, riiémoglobine ou hématotbuline se dédouble en une substance albuminoïde nommée globuline et une matière colorante appelée hématine. Cette dernière, en solution de, donne une seule bande d'absorption située à la limite du rouge et de rangé, tout près et un peu au delà de la raie C (fig. 219, lY) ; si la solution alcaline, la bande d'absorption est située plus près de la raie D, et occupe sque toute la largeur de Torangé; c'est en raison de cette absorption ne partie des rayons de l'extrémité rouge du spectre que l'hématine parait *te dans la lumière transmise. En traitant Thématine par les agents recteurs, on voit disparaître la bande d'absorption située dans le rouge ou rangé ; à sa place se montrent une bande noire qui occupe presque toute iandue du jaune, et une raie plus étroite placée dans le vert. )epuis 1866, on utilise ces caractères du spectre de l'hémoglobine pour recherche des taches du sang ou pour reconnaître la présence de Lyde de carbone dans le sang. Dans ce but, on étend le liquide d'une intité d'eau suffisante, on le verse dans une petite auge fermée par deux tes de verre à faces parallèles, et on place cet appareil devant la fente du 'ctroscope. (V. , pour la description et l'emploi du spectroscope, le § 171 . ) Nous devons signaler à ce propos l'existence, dans une algue, le palmella \efUa^ d'une matière colorante qui aurait, suivant M. Phipson, les plus ndes analogies avec la matière colorante du sang et donnerait, quand on junineau spectroscope, deux bandes d'absorption assez semblables à celles l'hémoglobine.

iO spectre d'absorption de la clilorophylle présente sept bandes, une dans t>uge, très nettement limitée et d'un noir absolu, trois plus étroites et us sombres dans l'orangé, le jaune et le vert, enfin trois autres plus (es dans les parties bleue et violette du spectre. M. Chautard a montré la première de ces bandes d'absorption, celle qui est située dans le ge, entre les raies B et C de Fraunhofer, se dédouble sous l'influence ibinée des alcalis et de la chaleur, ce qui fournit une réaction spectrale ictéristique et très sensible pour la recherche de la chlorophylle.|

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WoxoT UoxoTBi, Pbjs. méd , f éJit. tU

170. Spectre dei flanmei. — Quand un gaz ou un corps & rétat de ^ est porté à l'incandescence, il émet de la lumière ; celle-ci peut être*d ment décomposée par le prisme; elle fournit alors un spectre qu nommerons spectre d'émission, par opposition au spectre d'absof qu'on obtient en faisant passer les rayons solaires à travers le gaz.

La manière la plus simple de se procurer des gaz incandescents d rente nature chimique consiste à introduire un sel métallique da flamme très chaude et très peu éclairante. On sait depuis longtem la plupart des sels métalliques communiquent aux flammes des colo très diverses : ainsi les sels de soude colorent la flamme en jaune^ de strontium et de lithium la rendent rouge, les sels de baryte donne couleur verte. Ces colorations sont produites par l'incandescen particules métalliques réduites à l'état de vapeur. Il a été reconnu résultat ne dépend que de la nature du métal, quelle que soit d'ailli combinaison dans laquelle il se trouve engagé.

En examinant le spectre des vapeurs métalliques incandescen remarque tout d'abord que ce spectre n'est pas continu, qu'il ne se o que d'un certain nombre de couleurs, et que tous les degrés de réfran n'y sont pas représentés. Quant aux couleurs qui s'y rencontrent, i montrent sous la forme de raies brillantes, à bords généraleroe nets et dont le nombre et la position dépendent de la nature du me les produit. Le sodium, par exemple, est caractérisé par une raie ou, plus exactement, deux raies jaunes très voisines qui occupent rîg sèment la place de la raie D de Fraunhofer (fig. 213, p. 392); le'spe thalliwn se réduit à une raie verte unique (fig. 214). Le sodiuo thalliuilfi sont les deux seuls métaux qui fournissent une lumière tnom matique, c'est- à-dire ne contenant que des rayons d'une seule réfrang Les spectres des autres métaux renferment tous plusieurs raies bri plus ou moins distantes les unes des autres et, qui peuvent, par consê offrir des couleurs diflerentes ; ainsi, le potassium donne deux raies située dans le rouge extrême, l'autre dans le violet (fig. 212); le spa cœsium est formé également de deux raies, mais assez rapprochées 1* l'autre et situées dans le vert (fig. ^15), celui du rubidium de deu encore, mais qui apparaissent au commencement du violet ; les autres i fournissent <mi général un nombre de raies beaucoup jdus considéra fer, par exemple, en donne plus de six cents.

Les raies brillantes dont nous venons de parler varient d'un n l'autre, sous le rapport du nombre, de la couleur et de la position elles sont constantes pour un même corps, et, pour les faire appara suffit d'employer des quantités infiniment petites d'un métal. Aussi ïat spectrale des flammes qui renferment des vapeurs métalliques con: t-elle la méthole la plus sensible que nous possédions pour reconnai traces d'un métal donné.

170*. Inversion da spectre des flammes. — Imaginons qu'un faisceau de r émanant du soleil ou de toute autre source lumineuse traverse sua^e ment une flamme, c'est-à-dire une couche de gaz incandescent, pu prisme; il en résultera un spectre d'absorption, qui peut être rej comme produit, en quelque sorte, par l'interférence de deux speclw

Le cas le plus simple est celui dans lequel les deux spectres qui interfèrent iferment les mêmes raies brillantes ; c'est ce qu'on obtient, par exemple, prenant pour source lumineuse la lumière Drummond, devant laquelle dispose la flamme d*une lampe à alcool contenant un sel de soude. La QÎère Drummoud est produite par l'incandescence d'un bâton de chaux * lequel on dirige la flamme d'un mélange de gaz détonnant; cette lumière, ir&mement brillante, contient aussi la raie jaune du sodium, comme il Ikcile de s'en assurer en examinant directement son spectre. Nous avons si deux sources lumineuses, la lumière Drummont et la flamme de Icool, qui ont des intensités très difiërentes, mais qui renferment toutes IX la même raie brillante. Si on place la lumière Drummond en avant de flamme de l'alcool, le spectre observé est identique à celui que produirait lumière Drummond seule ; on aperçoit très nettement la raie brillante du lium. Mais intervertit-on les positions des deux sources lumineuses, de nière que les rayons de la source la plus intense aient à traverser la nmepeu éclairante de l'alcool avant de rencontrer le prisme, lephénose ebange d'aspect : la raie brillante a fait place à une raie sombre^ i occupe exactement la même position.

in^. Rapport entre le pouvoir émissif et le poavoir absorbant det corpt pour la

Mrs. — Ainsi, quand ou dispose l'une derrière l'autre deux flammes dont

spectres renferment les mêmes raies brillantes, et que la flamme située

aTant possède une intensité notablement plus petite, elle afiaiblit, dans

qpectre de la flamme antérieure, l'éclat des couleurs qu'elle peut émettre,

sorte que, par un efiet de contraste, ces dernières paraissent sombres,

nparées au reste du spectre. Ce fait remarquable s'explique si nous

■eitons que les corps qui émettent une certaine lumière sont aussi

a qui absorbent en plus grande proportion les rayons de même espèce ;

d'autres termes, les corps qui possèdent le plus grand pouvoir

Uêsif ont égalemeul le plus grand pouvoir absorbant pour les

fons de même réfrangibilité.

Bl,en effet, il est une loi générale en vertu de laquelle le pouvoir absorbant tun corps pour la lumière est proportionnel à son pouvoir émissif^,

•t-à-dire que le rapport -tt est une quantité constante. A l'aide de

te loi, qui s'applique à tous les mouvements vibratoires (son, chaleur, nière), on peut, dans le cas particulier, se rendre compte du phénomène uarquable de l'inversion du spectre.

INP. triglae dei rates Je Frainbofer. — Les considérations dans lesquelles ■a venons d'entrer nous conduisent naturellemient à l'explication des raies abres du spectre solaire ; ces raies doivent leur origine à un phénomène ihaorptioD .

Un petit nombre d'entre elles résultent, comme nous l'avons déjà dit (§ 169), Fabsorption exercée par l'atmosphère terrestre ; ce sont les raies dites Vmiques ou terrestres; mais la grande majorité existent dans la lumière Urs avant que celle-ci ait traversé notre atmosphère. La constitution du Inl réalise, en effet, les conditions propres à donner un spectre interverti. il astre se compose d'un noyau incandescent, probablement 'à l'état de Mm ignée, qui rayonne une lumière d'une intensité extrême; ce noyau

404 OPTIQOE

est placé au centre de ce qu'on appelle la photosphère, sorte d'atmo^ de gaz en combustion qui répand une lumière beaucoup plus faible. On c prend dàs lors que la photosphère absorbe, dans la lumière émise pa noyau, les raies ayant la réfraDgibilitè de celles qu'elle peut ém et qu'ainsi nous observions des raies sombres dans le spectre solaire.

MM. Kirchoff et Bunsen, auxquels la science eut icdevable d'une aouvelle mètiwile 4 lyae des corps, Vanali/se spectrale, ont eu la pensée de comjiarer ta position des !■» Fraunhofer avec les raies brillantes de diirércDtes vapeurs métalliques k l'état d'incai ceDCC,dansIebut de déterminer la compositioa cbiniiqucdu soleil. Qoaud nous troBroi efiét, qu'une raie sombre du spectre solaire coïncide avec une raie brillante du tf d'éniission d'un métal, noua sommes en di-oit d'en conclure que et: métal existe rédh dans le soleil. C'est de cette manière qu'on a reconnu la présence du sodium, du potaa du fer, etc., dans l'atmosphère solaire.

171. De l'uklyu aptctrals. Ipectrouope. — MM. Kirchoff et Bunsen onti giné, sous le nom de spectroscope, un dispositif commode pour étudie spectre d'émission ou d'absorption des ditlërentes substances. La figure

représente cet appareil, tel qu'il a éti' modifié par MM. Duboscq et Gnodc U se compose d'un prisme d<; flint P installé verticalement sur un !iip| et recouvert d'un tambour T; ce dernier, noirci à l'intérieur, est perc»; son contour df trois ouvertures, en rc^'ard desquelles sont respective disposés les tubes A, U. G- Le tube B, faisant fonction de colliDUl" porte à son extrémité L uiio fente verticale étroite, en face de laquellt place la source lumineuse à analyser ; cette fente, qu'on peut ouvrir plut i moins à l'aide d'une vis, se trouve au foyer d'une lentille convergente liH à l'autre extrémité du tube It; de cette manière, les rayons lumioeuif ont traversé la fente tomb^'iit, à l'état de parallélisme, sur le prisiiwPi|< 1m décompose et les diritje dans le tube A. C^hii-ci n'est autre chowf»'*