CHAPITRE XIII j

DE LA FLUORESCENCE ET DE LA PH0SPH0RB8CaQ9GB

175. Phénomteei de taorescence. — Un certain nombre de corps trans^ arenU. solides ou liquides, deviennent lumineux par eux-mêmes quand on les éclaire , vivement; cette émission de lumière qui se produit pendant que le corps est soumis à l'action de radiations lumineuses extérieures constitue k phénomène connu sous le nom de fluorescence.

Qu'on dirige, par exemple, un faisceau de rayons solaires à travers une solution de sulfate de quinine, et Ton verra la surface du liquide s'illumiwr tout autour de l'endroit où les rayons solaires font leur entrée dans le mita réfringent; la lumière ainsi diffusée en tout sens offre une coloration du beau bleu céleste et elle n'est émise que par la couche superficielle de h substance fluorescente; à partir d'une petite profondeur, elle cesse eiilicitment de se produire.

[Nous appellerons lumière indurlrice celle qui provoque la fluorescent d'un cori)S, et lumière induite celle qui est émise par ce corps.]

Un grand nombre de substances, surtout de matières organiques animale» ou végétales, sont fluorescentes ; parmi celles qui possèdent cette pn)priété au plus haut degré, nous citerons: certains échantillons de spath fluor (d'où J^mmde fluorescence), le \erre d'urane (verre coloré en jaune par l'nra

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ifaim) et en général les composés d'uranium, le platino-cyanure de potasiom, la solution de sulfate de quinine dans Teau acidulée par Tacide sulfuiqve ou tartrique, la solution aqueuse d'esculine, la solution alcoolique de hloropbylle. La rétine de l'œil à l'état frais présente aussi un faible degré e fluorescence (Helmholtz, Setschenow). Les métaux, ainsi que le charibon, s quartz, etc., sont entièrement inactifs.

La lumière émise par fluorescence est toujours colorée, et sa couleur arie suivant la nature de la substance soumise à l'examen ; elle est bleue our le sulfate de quinine, verte pour le verre d'urane, rouge pour la hloropbylle, etc.

L'apparition de la fluorescence dans un corps actif est subordonnée a I composition de la lumière qui tombe sur le corps, car tous les rayons olorés ne sont pas également aptes à produire le phénomène. Quand on xamine sous ce rapport les différentes régions du spectre, on reconnaît. [06 les rayons qui provoquent la fluorescence ont toujours une réfran- [ibilité au moins égale à celle de la couleur émise par le corps. Si on éclaire, •r exemple, la solution de quinine ou le verre d'urane avec des rayons wiges ou jaunes, ces corps ne manifestent pas leurs propriétés fluoresentes, car la lumière qu'ils sont en état d'émettre ne renferme que des lyons dont la réfrangibilité est supérieure aux vibrations rouges ou ffangées. La chlorophylle, au contraire, répand une lueur rouge, à quel- [ne région du spectre qu'appartiennent les rayons lumineux qu'on fait omber sur cette substance.

Ce fait que la lumière induite est toujours moins réfrangible que les •ayons inducteurs nous fournit un moyen fort remarquable de démontrer 'existence du spectre ultra-violet que l'œil n'aperçoit pas dans les conditions ubituelles, et d'augmenter considérablement l'étendue visible du spectre lolaire. Sur le trajet des rayons qui émergent du prisme, on interpose ine substance fluorescente, par exemple une solution de sulfate de piioine, qui devient lumineuse et accuse ainsi la présence des rayons iltra-violets. M. Stokes a trouvé, dans cette expérience, que tous les "ijrons d'une réfrangibilité inférieure à celle de la couleur développée par lîuction, traversent la substance fluorescente sans éprouver d'absorption. Mis qu'à partir du point où la fluorescence commence à se manifester, e spectre se fonce considérablement pour s'éclaircir de nouveau dans la lirUe correspondante aux rayons les plus réfrangibles, bien au delà k la limite du spectre visible dans les conditions ordinaires. Un grand Mnbre de raies sombres se montrent aussi dans cette partie ultrarUette du spectre. Yiont-on h analyser les difierentes couleurs d'un d spectre, en les isolant à l'aide d'un écran percé d'une fente et en les ^tBoevant successivement sur un second prisme, on remarque qu'à partir du MMBt où la fluorescence commence à se produire, la réfrangibilité de tous l4i rayons se trouve abaissée, en sorte que ceux même qui occupent Textréc^ié du spectre sont reportés en deçà de la limite du violet.

On peut d'ailleurs voir directement les rayons ultra-violets sans U secours des liquides fluorescents ; si l'on arrête à l'aide d'un écran *••« les autres rayons, à l'exception des ultra-violets, ces derniers devien- BRit visibles et donnent une sensation de couleur bleuâtre, très faible à la

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vérité. Attendu que la rétine est elle-même fluorescente, c*est, seL vraisemblance, à cette propriété de la membrane sensible de notre visuel qu'il faut attribuer en totalité ou en partie la faculté que nos dons de voir, moyennant certaines précautions, les rayons ultra-vi général et particulièrement la couleur sous laquelle ils nous appai

176. Théorie de la flaoreseence. — Nous avons vu (§ 172) que Tabsorptioii de ] s'explique par la communication des vibrations lumineuses de Téther aux moléo substance absorbante, et que celle-ci absorbe précisément les vibrations de mêa que celles qu'elle exécute. Or, les molécules des corps fluorescents ont une facilité 1 ticulière à vibrer suivant un rylbme déterminé, et leurs oscillations sont si c qu'elles se communiquent à l'éther environnant et donnent ainsi naissance à de la 11

Mais les vibrations éthérées qui excitent la fluorescence dans un corps ne soot quement celles qui ont la même période que les vibrations propres de ce corps; < lations plus rapides produisent le même effet. Nous pouvons nous expliquer cette pa en invoquant les lois de la vibration par influence dont il a été parlé dans Fétnc (cf. § 115*). Nous avons montré qu'une corde se met à vibrer quand on prodoil voisinage un son suffisamment intense et ayant la même longueur d'onde que le ai de la corde; si le son émis est plus grave, il reste sans action, [à moins qu'il ne posé et qu'il ne renferme au nombre de ses harmoniques la note même que le coi nant est apte à donner.] Au contraire, un son plus élevé peut faire résonnner la < répond à l'un des harmoniques que celle-ci est à même de rendre] ; car alors il conu mettre en mouvement une portion de corde de longueur telle que les vibrations iodn à l'unisson du son inducteur ; puis, le mouvement se communiquant de proche en ] corde finit par résonner dans toute son étendue. Un efiet du même genre ae pn les phénomènes de fluorescence : les molécules du corps fluorescent ae mettent en b sous l'influence des vibrations de l'éther, non seulement quand ces dernières ont longueur d*onde que les oscillations propres des molécules pondérables, maîa encc elles ont des périodes plus courtes. Une pareille transformation de vibrationa n^eal sible dans le cas où le mouvement se propage uniquement dans le milieu élhér communiquer aux atomes pondérables; car la petitesse des atomes de l'éther, co l'amplitude des vibrations qu'ils exécutent, est telle qu'ils ne peuvent oadller qa*ei en conséquence le mouvement se transmet d'un atome à l'autre, en conaenraiit vitesse de vibration. Nous devons, au contraire, regarder les molécules de la mat dérable comme ayant des dimensions relativement notables ; on conçoit dèa lors qui de ces molécules puisse commencer par se subdiviser en un certain nombre de p entrent isolément en vibration sous l'influence d'oscillations de même période ;06a ^ partielles finissent par mettre la molécule tout entière en mouvement; celle-ci exA les vibrations qui lui sont propres et les transmet à l'éther ambiant.

177. Phoiphorescence. — On désigne sous ce nom la propriété que pG un grand nombre de corps de devenir lumineux quand ils ont été au soleil, et de continuer à luire plus ou moins longtemps après qi été soustraits à l'action de la lumière extérieure. Parmi les sob phosphorescentes figurent le diamant, le spath calcaire, une variét de chaux fluatée, connue sous le nom de chlorophane^ la plupart < de chaux, les composés de strontiane, de baryte etc.

Les rayons les plus réfrangibles du spectre sont ceux qui exe mieux la phosphorescence. Ce phénomène doit donc, comme celui de rescence, être attribué a une communication de mouvement : les tib de réther se transmettent aux molécules des corps phosphorescents al ci vibrent consécutivement pendant un temps plus ou moins long. M. Edm. Becquerel, d ailleurs, la fluorescence ri est qu*une phasp eence de très courte durée.