Spectre lumineux

“ Enfin, un spectre du troisième ordre est celui qui, comme le spectre de la lumière solaire, peut être regardé comme formé par un spectre continu sillonné de raies noires, plus ou moins fines, mais généralement beaucoup plus étroites que leurs intervalles lumineux. Ces raies sombres indiquent l'existence, en avant de la source de lumière qui donne le spectre continu, de vapeurs absorbantes : partout où existe une raie noire, l'onde lumineuse, dont la réfrangibilité est déterminée par la position même de la raie, se trouve éteinte. ”

“ Par conséquent, si un corps présente dans son spectre d'émission un certain nombre de bandes lumineuses détachées sur un fond obscur, on trouvera dans son spectre d'absorption ces mêmes bandes, obscures, tranchant sur le fond lumineux du spectre continu que l'on aura choisi pour faire l'expérience. ”

“ Habituellement les corps transparents donnent à la lumière blanche qui les traverse une coloration d'autant plus prononcée qu'ils sont en couches plus épaisses. Pour se rendre compte de ce phénomène, il suffit de faire tomber sur un prisme un faisceau lumineux ainsi coloré. Dans le spectre qui en résulte on observe des espaces obscurcis, plus ou moins étendus, et comme de véritables lacunes. C'est qu'en effet les milieux transparents ont, en général, la propriété de transmettre, dans des proportions inégales, les vibrations de périodes différentes. ”

“ Si une lampe produit une clarté, c’est que sa flamme possède la propriété de mettre en mouvement cet éther, dans des conditions d’amplitude et de vitesse telles qu’il se produit un phénomène lumineux.
Pour nous en tenir aux faits concernant la lumière on sait que lorsqu’on réfracte au moyen d’un prisme un faisceau de lumière blanche sur un écran, il se produit, sur cet écran, l’image polychromatique appelée spectre solaire. Sa découverte est due à Newton. ”

“ Un corps solide ou liquide lumineux donne de la lumière polarisée, en prenant les rayons sur les bords..
Un gaz lumineux ne donne aucune trace de polarisation.
Des nuages lumineux, solides ou liquides, dans une atmosphère gazeuse lumineuse ou non, ne donnent aucune trace de polarisation.
Or, le spectre solaire est un spectre continu, traversé par de nombreuses raies noires; c'est un spectre interverti. De plus, les bords ne donnent aucune trace de polarisation. ”

“ Après avoir promené le thermomètre dans le spectre depuis le violet jusqu’au rouge, il continue de le pousser dans le même sens, atteint la limite visible, la dépasse et s’avance dans l’endroit obscur qui la suit. L’effet thermométrique ne diminue pas avec l’éclat lumineux; loin de là, il augmente, prend son maximum quand déjà la lumière est nulle, et ne disparait qu’à une grande distance du spectre que nous voyons.
Que des corps non lumineux, comme un poêle ou l’eau chaude, nous envoient de la chaleur, c’est un fait incontestable ”

“ Ces sujétions constitutives expliquent pourquoi le spectre lumineux est intimement lié à la spécificité des substances, pourquoi la lumière intéresse surtout les couches superficielles des corps et les électrons les plus éloignés du centre moléculaire; pourquoi les vibrations lumineuses traversent parfois les corps, sur lesquels elles se réfléchissent toujours, en se polarisant. Elle explique comment les rayons Roentgen, dont l'amplitude vibratoire est le millième des pul-
sations lumineuses les plus courtes, franchissent tous les corps. ”

“ En effet, si l'on reçoit sur une feuille de papier, ou sur tout autre plan, un faisceau de rayons lumineux venant de passer à travers un prisme de verre, on voit ce faisceau peint de sept couleurs, qui sont le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. C'est ce qu'on appelle le spectre solaire. La lumière du soleil se décompose ainsi souvent en traversant un nuage, qui fait l'office de prisme, ce qui produit l'arc-en-ciel. ”

“ Avec des prismes d'autres substances, le maximum de la chaleur se déplace, depuis le rouge jusqu'au jaune, mais on reconnaît toujours un spectre calorifique dont les divisions correspondent à celles du spectre lumineux, quoique un peu plus étendues. Les vibrations les plus lentes ont lieu au delà du rouge extrême ; c'est là le contingent de la chaleur obscure dont les mouvements ne produisent pas d'effet sur l'oeil humain.
Les vibrations moyennes sont les plus efficaces à l'excitation du nerf optique. Leur plus grande
intensité dans le spectre solaire a lieu dans le jaune ”

“ Au point de vue des effets lumineux l'hypothèse que nous avons admise exige, en outre de ces conditions générales, que l'oeil éprouve une sensation colorée unique quoiqu'il reçoive un mélange de radiations différentes dont chacune est susceptible de donner la sensation d'une couleur spéciale ; il faut de plus que le mélange de toutes les radiations que le spectre met en évidence donne précisément la sensation du blanc. ”

“ Nature et composition de la lumière fournie par les divers foyers lumineux. — La composition de la lumière varie notablement suivant la source, et il est établi aujourd'hui que les divers rayons du spectre n'exercent pas la même influence sur l'œil. Les rayons bleus, violets et ultra-violetsque l'on a appelés rayons chimiques, paraissent avoir une action particulièrement offensive. ”

“ La théorie doit encore rendre compte d’un autre phénomène : quand un rayon lumineux traverse un milieu, il s’affaiblit en général et l’expérience montre que cet affaiblissement dépend de la longueur d’onde Le spectre est parsemé de bandes ou de lignes obscures, souvent fort étroites qui occupent la place des radiations les plus affaiblies. ”

“ Soit qu'on observe l'iris, soit qu'on regarde les bulles de savon dont s'amusentles enfants, soit que, renouvelant l'expérience de Newton, l'on se serve d'un prisme triangulaire de cristal pour analyser un faisceau de lumière, on voit se former un spectre lumineux, composé de six rayons diversement colorés qui sont le violet, le bleu, le vert, le jaune, l'orangé, le rouge. Ces couleurs, comment frappent-elles nos yeux? Comme les sons frappent nos oreilles. ”

“ Le mouvement lumineux est complexe, comme le démontrent certaines expériences, et l'on est arrivé à reconnaître qu'aux différentes couleurs qui composent le spectre solaire correspondent des vitesses de mouvement différentes. Il est à peu près démontré aujourd'hui que la sensation des couleurs variées dépend de la durée des vibrations du mouvement lumineux : les vibrations les plus rapides correspondent au bleu et au violet ”

“ Au contraire, les objets sont colorés à nos yeux lorsqu'ils décomposent la lumière blanche et absorbent ou éteignent certains rayons du spectre, tandis qu'ils nous en envoient d'autres qui ne sont pas complémentaires réciproquement ; lorsqu'ils sont vus par réflexion, leur couleur propre est celle du faisceau lumineux qu'ils nous renvoientde la sorte, et lorsqu'ils sont vus par transparence, leur couleur est celle du faisceau qu'ils laissent passer, tandis qu'ils interceptent les autres rayons du spectre, soit en les réfléchissant, soit en es éteignant. ”

“ La lunette vise alors deux spectres à la fois : le spectre normal provenant de la lumière émise par la source latérale et réfléchie par le petit prisme, et le spectre d'absorption provenant de la lumière directe qui a traversé le milieu transparent placé devant la fente.
On peut, en second lieu, se contenter de remplir seulement à moitié la petite cuve du liquide soumis à l'expérience. La partie inférieure du faisceau lumineux traverse le milieu coloré et donne le spectre d'absorption ”

“ Dans le spectre solaire chaque couleur simple correspond à une ondulation de l'éther, d'une longueur déterminée, d'un nombre déterminé de vibrations dans l'unité de temps, et qui, en passant d'un corps diaphane dans un autre de nature différente, subit des modifications telles que le rayon lumineux s'écarte de sa direction, d'une distance angulaire qui est propre à chaque couleur simple ”

“ Sous le rapport de la visibilité, la limite j entre le spectre lumineux et le spectre chimique est donc, artificielle. j Le spectre chimique a d'ailleurs, comme le spectre lumi-j ileux, la propriété de développer la fluorescence, et c'esti
grâce à cette propriété que les corps fluorescents le rendent visible. ”

“ La partie la plus importante de la loi qu'il applique dans ces remarquables recherches est que les raies obscures du spectre occasionnées par l'absorption de la lumière par un gaz, sont, dans le spectre, aux mêmes places que les raies brillantes engendrées par ce gaz lorsqu'il est incandescent. Ainsi une lumière, qui a passé à travers une substance gazeuse, donnera un spectre avec des raies obscures qui remplaceront les raies brillantes propres au spectre du même gaz quand il
est lumineux ”

“ C'est avec -les spectres de diffraction qu'on a mesuré les longueurs d'ondes des couleurs élémentaires, et on en a déduit la vitesse de chaque rayon lumineux ainsi que son indice absolu de réfraction.— Dans la nature on rencontre beaucoup de phénomènes dus à la diffraction. Les barbes de plume d'oiseau sont des réseaux et donnent lieu à des spectres; en regardant la flamme d'une bougie, en fermant presque la paupière, on crée avec les cils un réseau naturel, et l'on aperçoit le spectre quand la lumière observée n'est pas simple, ce qui est le cas de la bougie. ”

“ En faisant passer un rayon de soleil ou de toute autre source lumineuse, à travers un prisme, l’image colorée ainsi formée s’étalera sous la forme d’une bande colorée qui sera striée de raies fines, obscures ou brillantes, dont chacune caractérisera un corps simple et dont la présence permet d’affirmer que ce corps existe dans la source lumineuse que l’on étudie. Quand la lumière est émise par un corps incandescent, le spectre est continu. ”

“ Toute flamme, toute lumière a son spectre ; l’étoile regardée à travers le prisme n’est plus un point immobile qui scintille et décoche son rayon à travers l’infini ; sa lumière s’y décompose, s’individualise en quelque sorte, et nous livre le secret de la nature physique et chimique d’un soleil éloigné.
Lumière, c’est vibration. Or chaque atome a un mode particulier de vibration qui dépend de la masse, de la forme ; en isolant, en séparant les vibrations, le prisme isole aussi les atomes ; le spectre est comme un clavier dont le physicien étudie les notes et les accords. ”

“ Les corps transparents colorés sont ceux qui, recevant de la lumière blanche, absorbent certaines radiations du spectre plus que d'autres ; leur transparence est moindre pour certaines radiations que pour d'autres. ”

“ On lui doit aussi une remarquable étude du spectre solaire, jusque dans les régions extrêmes de l’infra-rouge, où notre œil ne saisit plus aucune lumière, bien que des vibrations y subsistent, trahies par leur chaleur seule. ”

“ Pour produire la sensation de lumière blanche, il n'est pas indispensable de réunir tous les rayons du spectre.
Plusieurs couleurs, combinées deux à deux, conduisent au même résultat : on les appelle alors complémentaires; par exemple, le rouge et le vert, le jaune et le violet, l'orangé et le bleu. Ce que nous disons des rayons simples du spectre ne pourrait s'appliquer aux matières colorantes; il est très difficile de trouver une substance dont la couleur ne soit décomposée par le prisme (fig. 197) . ”

“ La science reconnaît dans les régions qui dépassent le spectre visible à nos yeux, des rayons ultra-rouges et des rayons ultra-violets. Leur continuité avec la partie visible du spectre est aussi complète que celle-ci. — Le spectre continu est l’indice que le corps d’où provient la lumière analysée est solide et porté à l’incandescence. ”

“ Cette atmosphère est lumineuse, mais son éclat n’apparaît pas à nos regards, éblouis par la splendeur de la photosphère ; pour la rendre visible, il faut éteindre la lumière solaire dans les prismes du spectroscope. L’enveloppe brillante et l’enveloppe obscure, pour nos sens du moins, de l’astre central ne sont jamais à l’état de repos ; elles sont agitées au contraire de mouvemens perpétuels, manifestés surtout dans la photosphère par les taches, les facules, les granulations du disque lumineux, dans la chromosphère par les prodigieuses éruptions des protubérances. ”

“ Il est établi que le spectre d’un élément se modifie par son association avec d’autres corps, par le mouvement de la source lumineuse, par des changemens de pression, de température, d’état magnétique ou électrique. Certaines raies gagneront en intensité relative, d’autres s’effaceront ou deviendront diffuses. Toutes seront sujettes à de légers déplacemens, alors même qu’on aurait réussi à suivre rigoureusement le Soleil et à maintenir une liaison invariable entre toutes les parties de l’appareil. ”

“ Pour produire un spectre, on fait tomber sur un prisme de la lumière passant par une fente étroite; on peut laisser pénétrer dans l'œil, soit directement, soit à travers une lunette, la lumière qui a traversé te prisme ; on peut encore, au moyen d'une lentille, en former une image objective du spectre. ”

“ A l'extrémité bleue, où le spectre est moins condensé, le nombre de lignes obscures qu'on peut voir, augmente, et comme une quantité égale de lumière ou de chaleur s'y trouve répartie sur un espace plus étendu, les intensités lumineuse et calorifique deviennent moindres. ”

“ En résumé, la lumière électrique, produite par le transport de particules incandescentes et par la vive combustion des charbons, est la lumière artificielle qui se rapproche le plus du soleil, par son intensité et par sa composition; car, comme le spectre solaire, le spectre électrique contient à la fois les trois radiations calorifique, lumineuse et chimique, et de là résultent toutes les propriétés de cette source de lumière. ”