Spectre

“ Comme le prisme frappé par le rayon solaire nous envoie le spectre des éléments de lumière, ainsi la formation de connaissance, sous les résistances du Cosmos aux pénétrations de l’entendement humain, se résout en un spectre d’assimilations élémentaires, diversement nuancées de l’hypothèse à la vérification dont la gamme fait notre arc-en-ciel du savoir. ”

“ 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. ”

“ La plus grande des découvertes modernes est le spectre solaire, qui prouve qu'il y a identité entre la matière de la plus lointaine nébuleuse et la matière que nous foulons aux pieds : mais cette matière unique se diversifie en soleils, en planètes, en comètes, en aérolithes, et, sur le seuil de la vie organique, en organismes innombrables. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Tous les corps simples ne se montrent pas dans le spectre solaire, et réciproquement les spectres du soleil et des étoiles accusent l’existence d’éléments à nous inconnus. Mais cette science est neuve encore et inexpérimentée. ”

“ On sait que la lumière se décompose en passant à travers un prisme de verre et donne des franges colorées comme un arc-en-ciel. Si nous plaçons dans la flamme lumineuse qui nous a servi à faire cette expérience une substance quelconque, nous observons une figure nouvelle des franges qui forme ce qu’on appelle le spectre caractéristique de la substance considérée. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Nous avons plusieurs fois répété que, dans le spectre visible, comme dans le spectre invisible, la transparence est toujours sélective, c'est-à-dire qu'un corps opaque est, comme un verre coloré, transparent seulement pour certaines radiations. ”

“ En résumé; dans chaque corps, solide, liquide ou gazeux, le pouvoir absorbant et le pouvoir émissif suivent une certaine loi qui est la même pour tous les deux ; ils varient simultanément et dans le même sens, ils atteignent leurs maxima ou leurs minima au même moment. Tout corps est donc théoriquement suceptible de donner, suivant les conditions dans lesquelles on le place, deux spectres, un spectre d'émission et un spectre d'absorption. ”

“ Le spectre que donnent une flamme de gaz ordinaire ou la lumière électrique diffère du spectre solaire en ce qu'il est dépourvu de ces raies sombres, la lumière de la flamme y demeurant ininterrompue d'un bout à l'autre. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Au contraire, la théorie moderne du spectre solaire, qui a prévalu depuis Young, n’est plus aussi simple, et elle est incompréhensible pour celui qui ne sait rien de la théorie complète de la lumière. ”

“ 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. ”

“ L’interprétation serait relativement aisée si à chaque élément chimique répondait une seule ligne du spectre. Ce n’est pas le cas ; à beaucoup près ; tel corps que nous n’avons nulle raison de supposer complexe, comme le fer, donne des raies par centaines, disséminées dans tout le spectre visible et même au-delà, comme le montrent la plaque photographique et des thermomètres spéciaux, promenés dans les régions où notre rétine n’est point affectée. ”

“ De tout cela, certains physiciens qui aimaient à remonter des effets aux causes ont déduit dès le siècle passé que les diverses raies du spectre d’un corps donné devaient être dues non pas aux vibrations des atomes entiers, considérés comme rigides, insécables, indéformables, mais à celles de plus petites particules qui devaient constituer ces atomes. ”

“ 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 » ”

“ 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. ”

“ Un spectre du premier ordre consiste dans une bande colorée continue, où l'on ne voit ni lignes sombres, ni bandes brillantes séparées par des intervalles obscurs : c'est le spectre solaire, dont les couleurs sont plus ou moins vives et l'étendue plus ou moins grande, mais dépourvu des raies noires qui le caractérisent. ”

“ 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. ”

“ Violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé et rouge.
Le jaune occupe à peu près le milieu du spectre. Tous les prismes de quelque nature qu'ils soient produisent le même phénomène, il n'y a de différence que dans la longueur du spectre , qui provient de la réfraction plus ou moins grande des rayons, et par conséquent de la nature de la substance réfringente. Cet alongement du spectre conduit à cette conclusion : Tous les rayons qui produisent en nous la sensation de la lumière blanche ne sont pas également réfrangibles. ”

“ Ceci nous indique qu'une cause puissante et régulière, régit d'une manière invariable les divers mouvements des molécules lumineuses dont les effets produisent sur nos sens les différentes impressions du spectre, et qu'elles sont la suite naturelle des lois générales d'ordre et d'harmonie que la puissance divine a instituées pour régir la création entière, et auxquelles il a subordonné tous les êtres. ”

“ Dans cette conception, la multiplicité des raies d’un spectre donné devenait facilement explicable, chaque raie correspondant à la vibration d’une des particules de l’atome donné et les diverses particules ayant des vibrations ou plutôt des révolutions variées, de même que les diverses planètes qui tournent autour du soleil ont besoin de temps variés (et constants pour chacune) pour faire une révolution complète. ”

“ Le chimiste, pour toute réponse, placera en dehors du spectre visible une plaque photographique et vous montrera que la réaction due à la lumière continue de se produire ; ce sont donc simplement vos yeux qui ne sont point un réactif assez puissant. ”

“ 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. ”

“ Le spectre solaire obtenu à grande échelle, et notamment avec les réseaux si parfaits qu'on construit aujourd'hui, constitue l'instrument le plus admirable non seulement pour pénétrer la nature chimique, la température, les mouvements des couches solaires dont la lumière concourt à former le spectre, mais en outre pour nous dévoiler une Chimie, une Physique et
une Mécanique solaires dont nos phénomènes terrestres ne nous .donnent qu'une bien faible idée. ”

“ On produit facilement la confusion dans les expériences que l'on fait sur le spectre oculaire, si on les renouvelle d'une manière trop rapprochée; car le spectre dont la durée n'est point encore épuisée vient se mêler avec les nouvelles impressions. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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 ainsi que des substances qui laissent passer tous les rayons de la lumière blanche paraissent incolores, tandis que celles qui ne se laissent traverser que par une partie de rayons du spectre, présentent la coloration de ces rayons. Les éléments qui absorbent toute la lumière paraissent noirs. ”

“ 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. ”

“ 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. ”