Spectroscopie

“ Spectroscopie. — Spectres d’étincelle de quelques éléments dans l’ultraviolet extrême : par MM. Léon et Eugène Bloch 709 — Spectres d’étincelle du mercure, du cuivre, du zinc et du thallium dans l’ultraviolet extrême ; par MM. Léon et Eugène Bloch 909 — Tableau des raies de grandes sensibilités des éléments destinés aux recherches analytiques ; par M. A. de Gramont 1106 — Actions à hérédité discontinue et raies spectrales ; par M. Marcel Brillouin 1000 — Voir Absorption de la lumière, Cétones, Chimie physique biologique, Étoiles, Réfraction, Relativité, Toxines. Spermatogénèse. ”

“ Spectres filiformes. — Voir Astronomie physique. Spectrochimie. — Voir Hydrologie. Spectrographie. — Sur un réglage automatique d’un spectrographe à réseau concave ; par M. A. Cotton 192 — Voir Électro-optique, Hydrolyse Rayons g. Spectroscopie. — Étude du sceptre continu d’émission produit par la décharge sans électrodes ; par M. G. Balasse 310 — Sur divers spectres du mercure ; par M. M. Ponte 633 — Sur la structure du spectre du second ordre du soufre (S II) ; par M. J. Gilles 1109, 1354 — Recherches sur les raies de l’hydrogène dans l’arc électrique ”

“ Souscriptions. — La Société de Prévoyance des médecins de la Corrèze informe l’Académie qu’elle a ouvert une souscription pour élever un monument au baron Alexis Boyer, à Uzerche (Corrèze) 998 Spectroscopie. — Détermination, en longueurs d’onde, de deux raies rouges du potassium ; par M. H. Deslandres 739 — Spectre de bandes ultra-violet des composés hydrogénés et oxygénés du carbone ; par M. H. Deslandres 842 — Sur les spectres de l’oxygène ; par M. J. Janssen 1118 — Remarques sur quelques raies spectrales de l’or ; par M. Eug. ”

“ Débits gazeux de quelques sources ; par MM. Charles Moureu et Robert Biquard 435 Voir Hydrologie. Spartéine. — Constitutions des a- et b-méthylspartéines et de l’isospartéine ; par MM. Charles Moureu et Amand Valeur 79 Spectroscopie. — Sur les spectres d’émission des fluorines ; par M. Henri Becquerel 153 — Sur les spectres de composés non dissociés ; par M. H. Becquerel 257 — Sur un dispositif spectro-photométrique ; par M. J. Thovert 534 — Étude spectroscopique de flammes de diverses natures ; par MM. G.-A. Hemsalech et C. de Watteville 748 — Sur les spectres de flamme du fer ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Les rayons chimiques sont transformés dans la fluorescence en un spectre complet qui comprend la lumière, et les physiciens inclinent à penser que ce sont les radiations calorifiques qui sont en quelque sorte le fonds primordial sur lequel sont prélevées les activités lumineuses et chimiques. Mais d’abord, s’il y a passage si aisé de l’action calorifique à l’action lumineuse ou chimique et réciproquement, il est difficile d’admettre qu’il y ait eu un moment dans le monde où il y avait de la chaleur sans lumière. ”

“ Depuis quelques années, la science est en possession d'une méthode vraiment admirable, qui permet de reconnaître, à l'inspection d'une source lumineuse, la constitution chimique des corps dont l'incandescence produit la lumière observée : cette méthode, dont l'application à l'astronomie promet pour l'avenir une riche moisson de découvertes, est l'analyse spectrale, ainsi nommée parce qu'elle est basée sur l'étude des spectres qu'on obtient par la décomposition des diverses sources lumineuses à travers un prisme d'une substance réfringente. ”

“ La distinction entre la physique et la chimie devient chaque jour moins bien déterminée et on parle constamment de chimie physique. Par l’analyse spectrale, les astronomes et les physiciens ont constaté l’unité matérielle de l’univers dans sa composition chimique. Ils ont pu identifier les diverses radiations lumineuses du soleil, des astres et des étoiles avec celles que nous pouvons réaliser sur terre dans nos laboratoires. La biologie tend à poser le postulat que les phénomènes vitaux se ramènent aux phénomènes physico-chimiques et c’est là pour elle une vue féconde. ”

“ Oui, Messieurs, les sciences physiques et chimiques ont été transformées par leurs applications astronomiques.
La création de l'analyse spectrale est un fait immense dans l'histoire des sciences.
D'abord, en lui-même ; faire l'analyse chimique des corps à la distance qui nous sépare du Soleil, des étoiles, des nébuleuses, c'est une merveille qui dépasse tout ce que l'imagination pouvait rêver. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ L’analyse spectrale en particulier montre dans la lumière d’un élément chimique donné des ondes monochromatiques nombreuses correspondant à des vibrations complexes qu’il est difficile d’attribuer à une seule et unique particule atomique. ”

“ Le spectroscope donnera quelque jour la solution de ces problèmes. Quand on regarde avec cet instrument une région solaire occupée par une tache, on voit toutes les raies de Fraunhofer s’élargir démesurément à travers cette région ; de nouvelles raies apparaissent, toute l’harmonie du clavier lumineux est rompue, certaines régions du spectre s’obscurcissent plus que d’autres ; il s’opère sur toute la surface de la tache une absorption considérable, et cette absorption est élective ; elle s’exerce principalement sur le sodium, le calcium, le fer, le chrome, le cobalt, le nickel, le plomb, etc. ”

“ 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. ”

“ Remarquons enfin, qu'à mesure que les moyens d'analyse s'étendent et deviennent plus délicats, la science se complique au lieu de se simplifier. L'analyse spectrale en est une nouvelle preuve frappante, car elle est venue, comme l'électricité, augmenter le nombre des métaux. Les corps simples, en se multipliant, nous éloignent de cette perfection qui semble vouloir réduire le nombre des causes ; et la chimie s'améliore absolument comme l'astronomie progresse par ses acquisitions de petites planètes. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Pour ce qui regarde les corps solides et liquides, après avoir soumis à l'analyse prismatique la lumière émise par le platine, la chaux, la magnésie, le charbon, et quelques autres substances rendues incandescentes par la chaleur, on a conclu sommairement que tous les corps solides et liquides donnent des spectres sans aucune solution de continuité. ”

“ Par une étude attentive des spectres de rayons X, on peut classer les raies d’émission comme celles des spectres lumineux, et déduire de là le nombre et la nature des niveaux d’énergie. Quand le nombre atomique augmente d’une unité, un électron vient s’adjoindre à l’atome, le nombre total d’électrons extérieurs au noyau variant depuis 1 pour l’hydrogène à 92 pour l’uranium. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ 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. ”

“ Pour étudier l'action des divers rayons du spectre sur la phosphorescence, il n'y a qu'à mettre au foyer d'un spectroscope à projection monté sur une chambre noire une plaque enduite d'un sulfure phesphorescent et ouvrir le châssis qui la porte dans l'obscurité après exposition à la lumière. ”

“ 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. ”

“ Les raies que l'on observe au laboratoire dans le spectre d'un élément dépendent des conditions d'excitation de ce spectre. Une excitation modérée ne peut produire que des déplacements des électrons à l'intérieur de l'atome neutre. ”

“ Chacune des molécules sphériques dont l’atmosphère se compose doit donc répandre la lumière partout : aussi bien de bas en haut que haut en bas ; aussi bien du nord au midi que du midi au nord ; de l’est à l’ouest que de l’ouest à l’est, etc., etc. Chaque molécule éclairée devient ainsi un centre de lumière rayonnant en tous sens, une sorte de Soleil en miniature, éclairant la totalité des autres molécules atmosphériques, situées au-dessus de l’horizon. ”

“ La fente du spectroscope est donc partagée en deux moitiés superposées, dont la largeur peut être lue sur les tambours gradués, sans que l'observateur soit obligé de quitter l'oculaire. (Fig. IV.) MESURE DE L'ABSORPTION LUMINEUSE. — Si l'on place devant la moitié intérieure de la fente, une solution colorée, on voit, à écartement égal des deux fentes, deux spectres superposés : l'un, produit directement par la source lumineuse, a conservé toute son intensité : l'autre, correspondant à la moitié inférieure de la fente, a été affaibli par la solution colorée. ”

“ Bien des éléments peuvent n'apparaître jamais ou rarement à la surface d'un aussi vaste corps, ou, s'ils y apparaissent parfois, cela peut être en trop faible quantité ou pureté pour produire des lignes au spectroscope. Ou encore le gaz ou la vapeur peuvent manquer, ou être tellement dispersés, qu'ils ne peuvent produire une absorption suffisante permettant de rendre ses lignes spectrales visibles. ”

“ 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. ”