Scintillation

“ Un premier caractère commun à toutes les étoiles, c'est un changement d'éclat, incessant et très-rapide, qui a reçu le nom de scintillation. Ce phénomène est accompagné de variations de couleurs également brusques qui ont la même cause que les disparitions et réapparitions successives de la
lumière. ”

“ Si on réunit tous les rayons émanés d'un ensemble d'étoiles, il est presque évident qu'ils ne scintilleront pas, et que l'on aura du blanc.
Le phénomène de la scintillation se présente pour certaines personnes sous un aspect particulier. Des rayons irréguliers leur semblent se détacher de l'étoile. Mais cela n'arrive pas à tout le monde ; c'est une illusion qui n'a rien de réel et qui tient simplement à la forme de l'œil, forme suivant laquelle se modifient les effets de la vision. ”

“ Par un effet naturel, ces constellations brillaient d'un éclat doux ; elles ne scintillaient pas, car l'atmosphère manquait, qui, par l'interposition de ses couches inégalement denses et diversement humides, produit la scintillation. ”

“ D'après ce savant, toutes les étoiles devenant colorées dans l'acte de la scintillation, il y a indubitablement quelques uns de leurs rayons qui n'agissent pas alors sur l'oeil, soit qu'ils aient été arrêtés au moment de leur pénétration dans l'organe, soit que leur effet ait été détruit avant qu'ils aient atteint la rétine. M. Arago examine quelle couleur prend la lumière blanche lorsqu'on en sépare quelques uns des rayons constituants. Après cette notion préliminaire, il fournit la théorie de la scintillation en la fondan sur le principe des interférences. ”

“ Comme, de plus, ces effets se reproduisent avec une grande rapidité, l'étoile paraîtra affectée d'un mouvement d'oscillation plus ou moins rapide, en même temps qu'elle semblera changer successivement de lumière, qu'elle scintillera.
On voit en un mot que ce phénomène si curieux de la scintillation n'est qu'un PHÉNOMÈNE D'INTERFÉRENCE,
Le phénomène de la scintillation présente quelques particularités qu'il est important de connaître pour se rendre compte des modifications qu'il peut offrir. ”

“ D’abord, à travers les effluves, les rayonnements, les irradiations, les reflets des bougies, des glaces, des ors, des diamants, des pierreries, des étoffes, on ne distingue rien. Une scintillation fourmillante vous empêche de saisir aucune forme. ”

“ Toutes les étoiles scintillent, quel que soit leur éclat, du moins dans nos régions tempérées. Mais l'intensité de ce mouvement lumineux n'est pas la même pour toutes, et d'ailleurs elle varie à la fois avec le degré de pureté du ciel, avec l'élévation des étoiles au-dessus de l'horizon, et avec la basse température des nuits. Selon Arago, la scintillation est due à la différence de vitesse des rayons de diverses couleurs traversant les couches atmosphériques, inégalement chaudes, denses ou humides. ”

“ Il n'est donc pas vrai de dire que la lumière réfléchie ne peut donner lieu au phénomène de la scintillation. Toute lumière directe ou réfléchie, à condition que les corps lumineux observés soutendent un très-petit angle, peut produire la scintillation. On peut facilement vérifier ce fait quant au soleil; reçu sur un miroir convexe et réduit à n'être plus qu'un point lumineux semblable aux étoiles fixes, il scintille aussitôt. ”

“ Il n’en était pas de même jadis ; témoin le rendez-vous que Kepler assignait à Simon Marius, dans la ville de Francfort, pour une conférence sur la scintillation.
Il est peu de phénomènes qui se reproduisent plus souvent que celui de la scintillation ; on peut ajouter qu’il n’en est pas dont on connaisse moins la cause. ”

“ D'ailleurs, le phénomène de la scintillation est, ainsi que tous ceux qui dépendent de la théorie des interférences, soumis à plusieurs conditions difficiles à obtenir, et qui expliquent pourquoi il ne se produit que rarement; elles proviennent soit de l'astre lui-même, soit des milieux que traverse la lumière qui en émane. ”

“ La scintillation est toujours accompagnée d’un changement de couleur et d’intensité. Les rayons des étoiles, après avoir traversé une atmosphère où il existe des couches différant entre elles de température, de densité, d’humidité et par conséquent de réfringence, se réunissent pour former une image, vibrent d’accord ou en désaccord, s’ajoutent ou se détruisent par interférence. ”

“ Ce sont tous ces phénomènes qui se produisent, et se traduisent sur nos sens, par la scintillation des étoiles, lorsque les rayons lumineux qui nous arrivent des corps célestes en traversant les espaces intra-stellaires, y éprouvent des perturbations de la part des corps auprès desquels ils passent. ”

“ La scintillation vive (oserai-je dire acérée ?) des étoiles faisait honte à la lune, et résistait à l’aube. Avant qu’elle parût, puis pendant le combat des deux lumières, la transparence prodigieuse de l’air permettait de voir et d’entendre à des distances incroyables. ”

“ Copernic et Tycho attribuent la scintillation au grand éloignement de certaines étoiles ; mais Képler n'admet pas cette supposition. Mercure et Vénus, les plus voisines des planètes, présentent une scintillation manifeste ; Mars scintille aussi quelquefois, ainsi que Jupiter (Koemtz) , lorsqu'il se trouve près de l'horizon, tandis que Saturne, planète éloignée, ne scintille jamais. Toutefois M. Arago fait observer que, dans les planètes, ce phénomène n'est point accompagné d'une variation de couleur ; il consiste en un simple changement d'intensité. ”

“ Si la trémulation de l'air est très* faible, les deux images se superposent et le disque a son plus grand éclat; si elle est extrême, et que le centre de l'image anormale soit jeté tout à fait en dehors, l'étoile disparaît. Entre ces deux extrêmes se trouvent des apparences qui, avec les changements éprouvés par les pointes, constituent la scintillation considérée uniquement dans ses mouvements. ”

“ Tâchons à notre tour, en ne divaguant pas, d'expliquer le phénomène de la scintillation sous toutes ses faces, en ramenant les causes à leur plus grande simplicité.
Cela sera d'autant plus facile que les beaux travaux de Thomas Young et de Fresnel nous permettent d'entrer dar.s l'examen complet de la question.
Les corps à travers lesquels la lumière se meut por-
tent les noms de milieux ”

“ Les étoiles paraissent dans une agitation continuelle ; on les voit trembloter et changer d'éclat et de couleur d'une manière très-rapide. Ce phénomène n'est pas dû à un mouvement réel des étoiles : car la scintillation est surtout sensible dans le voisinage de l'horizon, elle est plus faible au zénith. Elle n'est pas la même toutes les nuits; elle est très-marquée quand l'atmosphère est agitée : dans certaines régions de la terre, où l'air est très-calme, les étoiles scintillent peu. ”

“ Scintillation des étoiles. La lumière des étoiles n'est pas tranquille comme celle de la Lune; elle semble lancée par jets trèscourts qui se succèdent avec une grande rapidité ; on dirait qu'à chaque instant elle disparaît et reparaît alternativement. ”

“ Pour se faire une idée précise des difficultés que rencontre un observateur quand il entreprend de classer les étoiles dans l’ordre de leurs intensités, on doit songer aux erreurs qui peuvent résulter des inégalités périodiques d’éclat dans les astres comparés, aux diaphanéités dissemblables des couches de l’atmosphère diversement élevées au-dessus de l’horizon, à l’influence affaiblissante de la lumière crépusculaire et de celle de la lune, aux effets de la scintillation, etc., etc. ”

“ Pour suppléer à un exposé imparfait et difficile à comprendre, le lecteur voudra bien recourir à une carte céleste en s’attachant d’abord de préférence aux étoiles voisines du pôle, au milieu desquelles on n’a point à craindre que les planètes viennent se placer, opérant ainsi une confusion fatale. Au reste, la scintillation est un caractère qui fait reconnaître infailliblement les étoiles ”

“ La propagation de l’émanation du radium le long d’un tube capillaire peut être suivie par l’observation de la luminosité du verre le long de ce tube.
La luminosité du sulfure de zinc en présence des émanations présente un caractère particulier : celui de scintillations. En observant la luminosité avec une loupe, on voit apparaître une multitude de points lumineux dont chacun ne persiste qu’un temps très court. Ce phénomène, sur lequel nous reviendrons plus loin, est surtout frappant avec l’émanation de l’actinium. ”

“ De Saussure pense que la scintillation est due à des alternatives de dilatation et de condensation dans certaines parties de l'atmosphère. Enfin, suivant M. Biot, elle est une sorte de déplacement des étoiles, occasionné par de fréquentes inégalités dans les réfractions que les rayons éprouvent en traversant l'atmosphère. Dans cette hypothèse, les inégalités de réfraction doivent être attribuées à la condensation plus ou moins irrégulière des vapeurs aqueuses suspendues au milieu de l'air, et aux variations locales et
passagères de densité ou de température qui en résultent. ”

“ En même temps les calculs suivaient la même marche progressive, et la réfraction atmosphérique ellemême était estimée de manière à satisfaire à la précision exigée par les travaux modernes. La cause de la scintillation des étoiles découlait des progrès de l'optique, et la vitesse de la lumière recevait une nouvelle détermination après des démonstrations directes de la rotation du globe de la terre. Le soleil lui-même et les étoiles laissaient pénétrer le secret de leur constitution physique ”

“ Lorsque la scintillation des étoiles est très-marquée, c'est-à-dire lorsqu'elles subissent des oscillations très-prononcées dans leur position, leur couleur et leur éclat, on dit qu1 elles baignent dans l'eau, et on peut en conclure que des courants d'air inégalement chauds et chargés de vapeur traversent les régions moyennes et élevées de l'atmosphère et que les pluies sont peu éloignées. ”

“ Nous avons vu qu’aux phares à feu fixe et aux phares à éclipses correspond un système particulier de lentilles, d’où résultent naturellement ces apparences. Quant à la rapidité plus ou moins grande avec laquelle se succèdent les éclipses, elle dépend de la vitesse de rotation qu’on imprime au tambour dioptrique.
Le feu scintillant est celui dans lequel les éclats, ou ce qui revient au même, les éclipses, se succèdent avec une extrême rapidité : il se produit alors une espèce de scintillation très-propre à caractériser un phare placé sur un point important. ”

“ Notes de M. Charrière 791, 833 et 1032 Scintillation. — Note de M. Jamin sur la théorie de la scintillation 938 — M. Chevreul présente à ce propos des observations relatives à la scintillation d’une lumière réfléchie 940 et 973 Sections de l’académie. — La Section de Physique présente la liste suivante de candidats pour la place vacante par suite du décès de M. Pouillet : en première ligne M. Jamin ”

“ Nous indiquons au surplus (Note XIII) diverses observations qui nous semblent propres à lever, quand on le voudra, toutes les incerti tudes.
432. THÉORIE de M. Arago sur la scintillation. — Selon M. Arago, le phénomène de la scintillation est dû à des effets d'interférence.
Il dit, en parlant des observations faites avec une lunette (Ann.) page 423) : « Supposons que les rayons qui tombent » à gauche du centre de l'objectif aient rencontré, depuis les
» ”

“ Les étoiles présentent en général le phénomène de la scintillation à un très-haut degré. Cependantily a des régions de la terre où elles ne scintillent pas. Le voyageur Le Gentil l'a constaté à Bender-Abassy, sur la côte nord du Golfe Persique, à Pondichéry dans l'Inde ”

“ Condition à remplir pour que les astres scintittem.
Aucun phénomène n'a plus excilé l'attention des astronomes que la scintillation des étoiles. Dans la multitude des astres dont la voûte céleste est parsemée, nous
voyons la plupart d'entre eux conserver, pendant toute la durée du mouvement diurne, leurs distances et leurs situations relatives ”

“ Par exemple, lorsque l’air est parfaitement calme pendant la nuit, & qu’il ne règne pas le plus leger zéphir ; lorsque dans ces circonstances la couleur du firmament est pure & d’un bleu foncés enfin lorsque les étoiles ont un grand mouvement de scintillation, on est assuré que dans peu on aura un grand changement de temps. ”

“ L’emploi du sulfure de zinc pour mettre en évidence l’action de l’émanation du radium a été décrit par P. Curie et M. Debierne. M. Giesel s’est servi du même procédé pour l’étude de l’émanation de l’actinium. La production de scintillations sur un écran de sulfure de zinc soumis à l’action des rayons a été décrite dans le Chapitre précédent, et l’on a vu l’usage qui peut être fait de cette propriété pour l’étude de ces rayons.
Le diamant qui est rendu lumineux par l’action des rayons du radium est très sensible aux rayons et donne une belle luminosité avec le polonium. ”

“ Imaginons que le croissant consiste en un simple arc de cercle infiniment étroit; l'irradiation zonale sera nulle; l'agrandissement du. disque sera réduit, de chaque côté, à une bande étroite d'irradiation linéaire, et les chances de scintillation augmenteront. Mais, si le phénomène se réalise, ce ne sera que très-rarement (XVIe Mém., ch. VI) .
424. ASPECT des planètes. — Les planètes nous présentent des pointes comme les étoiles, ce qui tient tout naturellement à ce que, par la petitesse de leur disque, elles ne ”

“ Le nombre de rayons α dans un groupe est connu d’après des méthodes de numération qui décèlent l’effet individuel d’un rayon α. On utilise le plus fréquemment, soit les scintillations produites par les rayons sur un écran au sulfure de zinc, soit l’effet ionisant enregistré par des compteurs électriques dont on a établi de nombreux modèles, et dont certains font appel à une amplification par ionisation par choc, tandis que d’autres utilisent seulement des amplificateurs de grande puissance. ”

“ Il résulte cependant des expériences de M, Geiger [130] qu’on peut observer des particules de vitesse beaucoup plus faible que celle qui a été indiquée. Le dispositif expérimental était analogue en principe à celui qui a été utilisé par M. Rutherford, mais la plaque photographique était remplacée par un écran au sulfure de zinc sur lequel le faisceau plan et étroit de rayons issu d’une source linéaire (radium C) et limité par une fente placée au-dessus de la source, produisait une bande de scintillations étroite dont la position était repérée au moyen d’un microscope. ”