Spectre visible

“ A peine visible en dehors de A, il s'éclaircit peu à peu jusque dans le jaune, un peu au-delà de D, où se trouve un maximum d'éclat; puis il recommence à s'obscurcir, et s'assombrit de plus en plus, de manière à arriver graduellement à une obscurité complète vers H. Cela posé, distribuons sur une ligne horizontale XY (Pl. III, fig. 1) les différentes couleurs du spectre, et représentons par des ordonnées élevées en chaque point les intensités des rayons correspondants ; les sommets de toutes ces ordonnées réunis, formeront une courbe aSey qui représentera le spectre solaire. ”

“ Elle accusera une chaleur croissante à mesure que la fente traversera le jaune, puis l’orangé, puis le rouge ; mais dépassons le rouge et entrons dans la partie obscure du spectre : c’est là que nous trouvons le maximum de chaleur. Il y a donc au-delà de l’image visible du faisceau solaire un spectre chaud que nous ne pouvons apercevoir. Si les rayons qui se réfractent, d’un côté du spectre, au-delà du rouge, ont une aptitude spéciale à produire de la chaleur, ceux qui se réfractent de l’autre côté, au-delà du violet, ont une aptitude spéciale à provoquer les actions chimiques. ”

“ 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 flamme fournie par le gaz d'éclairage donne un spectre à peine visible, mais si l'on introduit, dans la flamme quelques gouttes d'alcool salé, ôn voit dans le spectre une ligne jaune brillante caractéristiques du sodium avec les sels d'autres métaux on voit d'autres lignes de couleur et de position différentes, qui sont caractéristiques de ces métaux, j D'autre part, on sait que le,spectre solaire pré- sente dés raies noires, tandis que la lumière émise par un corps solide incandescent, comme j le bâton de chaux de la lumière Drummond, fournit un spectre absolument 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. ”

“ 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. ”

“ Ainsi se trouvent confirmées les conclusions fournies d’autre part par l’analyse spectrale concernant la nature principalement sinon totalement gazeuse des nébuleuses.
Quand un soleil est formé, l’analyse spectrale ne renseigne pas seulement sur sa composition, mais aussi sur sa température. « Il existe nombre d’astres dont le spectre est développé du côté du violet ; ce sont ceux en général dont la lumière nous paraît blanche ou bleuâtre » ”

“ Tel est le principe fondamental sur lequel est basée l’analyse spectrale. Des corps solides ou liquides incandescents donnent un spectre continu d’autant plus étendu du côté du violet que leur température est plus élevée. Quant au spectre d’un corps gazeux porté à une haute température, il est discontinu et formé de raies brillantes. Si entre une source lumineuse solide ou liquide vient à s’interposer une matière gazeuse portée elle-même à l’incandescence, on voit dans le spectroscope apparaître des raies noires à la place des raies brillantes que donnerait le gaz s’il était seul. ”

“ On a donné à cet épanouissement d’un plan lumineux le nom de spectre solaire expression peu juste, car l’idée d’un spectre ne s’accommode pas bien avec celle d’un éventail de lumière dont la plus riche palette ne saurait reproduire tous les tons. Les bandes colorées de l’arc-en-ciel ne sont qu’un spectre solaire pâle et très, affaibli, produit par la réfraction des rayons dans les gouttelettes de pluie, et les jeux de lumière qu’on admire dans les bulles de savon rappellent mieux l’éclat du spectre obtenu dans la chambre obscure. ”

“ 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. ”

“ Au contraire, les causes les plus diverses, interposition d’un milieu plus épais et plus chargé, obliquité plus grande des rayons, assombrissement du spectre, pourvu qu’elles aboutissent à une diminution de la clarté, amènent dans le même ordre les mêmes modifications de la couleur. Puisqu’un même rayon, suivant qu’il est plus ou moins intense, donne un spectre différent, n’est-ce pas que la couleur résulte d’un conflit et d’un compromis de l’obscurité et de la lumière, et que l’énergie relative des deux éléments en détermine l’espèce ? ”

“ 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. ”

“ La lumière propre émise spontanément par le tube de radium (sans la bobine d’induction) a toujours donné un spectre continu sans raies noires ou brillantes se détachant sur le fond, avec un spectroscope qui, il est vrai, était peu dispersif. ”

“ 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. ”

“ Il n’est pas probable, a-t-il dit, qu’un astronome ayant observé le spectre d’une tache solaire et tenté, carte en main, d’identifier et de noter toutes les lignes élargies, entretienne l’ambition de comprendre toute la longueur du spectre dans le programme de ses observations journalières. ”

“ Le moyen le plus simple d'étudier l'action d'un corps sur les diverses radiations consiste à produire un spectre continu et complet aussi étendu que possible, puis d'interposer sur le trajet du faisceau qui lui donne naissance une lame plus ou moins épaisse de la substance que l'on veut étudier: l'examen direct du spectre lumineux fera connaître, par le nombre, la position et l'étendue des bandes noires qu'on y observera, l'absorption des radiations moyennes. ”

“ 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) . ”

“ Chaque fois qu'on aura à se servir du spectroscope, on devra, par cet essai, s'assurer si l'appareil n'a pas été dérangé.
Spectres d'absorption. — Lorsqu'une lumière blanche, susceptible de donner un spectre continu, itraverse un milieu coloré, certains rayons sont absorbés, et l'on obtient un spectre interrompu par une série de bandes obscures. La solution à examiner est introduite dans un récipient en verre à faces parallèles, qu'on interpose entre une flamme éclairante et la fente du tube collimateur. ”

“ 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. ”

“ Le soleil n'est pas la seule source lumineuse qui puisse donner un spectre. On comprend, d'après ce qui précède, que tout rayonnement composé de la superposition de plusieurs mouvements vibratoires de périodes diverses, sera décomposé par le prisme. Mais on comprend aussi que, suivant la nature et le nombre des radiations émises d'autres termes, si V est constant quel que soit t, on voit que À sera proportionnel à t. Dès-lors la longueur d'onde pourra servir à caractériser un rayon tout aussi bien que sa durée de vibration; j'ai dit que tel est le cas de la lumière se propageant dans le vide. ”

“ 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. ”

“ Déjà la reproduction des rayons invisibles du spectre solaire avait été une preuve du nouveau et puissant moyen d'investigation apporté à la science par la photographie; mais le fait de l'action directe, si nette, opérée sur une plaque sensible par des rayons lumineux invisibles à l'œil astronomique et dont la source est tellement éloignée de nous que ces rayons mettent, pour arriver jusqu'à la terre, des durées qui dépassent des milliers d'années, voilà, évidemment, qui dépasse tout ce que l'imagination pouvait rêver! ”

“ 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. ”

“ Il faut cependant se souvenir que les observations spectroscopiques du Soleil n’embrassent encore qu’un demi-siècle, période assurément bien restreinte dans révolution d’un corps céleste. Personne ne peut se croire autorisé à désigner avec certitude les radiations qui subiront avec le temps des changemens marqués et instructifs. Une surveillance est à exercer sur le spectre tout entier, et le travail préliminaire doit consister à dresser une liste des raies qui se modifient suivant une loi déterminée dans le périmètre des taches. ”

“ Lorsque certaines substances sont en ignition dans la flamme, le spectre est traversé par des bandes colorées, d’un éclat exceptionnel, qui ressortent vivement sur le fond général des couleurs ordinaires. ”

“ Mais aujourd'hui, grâce à l'Analyse spectrale, ce ne sont plus deux ou trois constantes, c'est toute une fonction définissant le spectre de l'étoile, que nous permet d'atteindre l'observation. À côté de l'Astronomie de position est venue se placer l'Astronomie physique, qui nous donne les renseignements les plus précieux sur la constitution chimique, la composition minéralogique des étoiles et des nébuleuses, sur les étoiles multiples, colorées et variables, sur leur déplacement dans le ciel, sur leurs mouvements en profondeur. ”

“ Lorsqu'on porte un corps à l'incandescence et qu'on observe sa lumière à travers un spectroscope, on aperçoit un spectre continu, si le corps incandescent est solide ou liquide. Si au contraire, il est gazeux, le spectre est discontinu et il ne contient plus que de fines raies brillantes qui sont toujours placées identiquement pour un même élément gazeux et dont les positions diffèrent, au contraire, pour d'autres éléments, si on produit leur spectre dans des conditions identiques. ”

“ A l'aide du spectroscope on peut s'assurer que ce sont bien les gaz qui entrenten combustion ; leurs raies caractéristiques les dévoilent. La lumière électrique passant à travers un prisme donne un spectre, de même que la lumière solaire : elle n'est donc pas simple. ”

“ Si, pour un milieu donné, l'un d'eux a une valeur sensiblement plus grande que tous les autres, on peut toujours. en augmentant convenablement l'épaisseur, arriver à éteindre tous les rayons, ceux qui correspondent à ce coefficient excepté, et par conséquent obtenir de la lumière à peu près homogène. Si les coefficients correspondants à des rayons de réfrangibilités voisines ont des valeurs très-différentes qui se succèdent sans aucune régularité, le spectre est formé de bandes alternativement lumineuses et obscures, dont l'intensité est une fonction de l'épaisseur du milieu. ”

“ Elle provient donc d’un gaz ou d’un mélange de gaz existant dans l’atmosphère. L’analyse spectrale permet d’aller plus loin. Le nombre, la position, et l’éclat des raies brillantes permettent d’identifier le gaz lumineux : c’est un signalement véritable, tout au moins lorsque les circonstances ambiantes sont déterminées.
Un très grand nombre de physiciens ont donc étudié le spectre des aurores polaires. Ils y ont signalé beaucoup de raies brillantes. Il y en a une qui est plus brillante que les autres. On la voit seule lorsque l’on emploie un spectroscope peu sensible. ”

“ Le violet, l'indigo, à eux deux, occupent à peu près la moitié du spectre; le rouge, l'orangé et le jaune n'en occupent guère que le quart ; l'autre quart est occupé par le vert et le bleu.
La découverte des raies du spectre prit une importance bien plus grande encore, lorsqu'on reconnut qu'ellès étaient les signes évidents de la présence de certains corps dans la source d'où provenait la lumière ou dans le milieu qu'elle traversait. Le spectre que l'on obtient avec la lumière qui nous vient du soleil est le même que celui que l'on obtient avec celle qui nous vient de la lune. ”