Sur les phénomènes de luminescence

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Submitted on 1 Jan 1905

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J. Guinchant

To cite this version:

J. Guinchant. Sur les phénomènes de luminescence. J. Phys. Theor. Appl., 1905, 4 (1), pp.413-417.

�10.1051/jphystap:019050040041300�. �jpa-00241019�

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SUR LES PHÉNOMÈNES DE LUMINESCENCE;

Par M. J. GUINCHANT.

LUMINESCENCE DE L’ACIDE ARSÉNIEUX.

H. Rose, qui ^{a étudié le} premier (1 j la luminescence produite pen- ,dant la cristallisation de l’acide arsénieux en solution chlorhydrique,

l’a attribuée à la transformation de l’acide amorphe ^en acide cristal-

lisé ; ^le phénomène ^{ne se} produit pas, dit-il, quand ^on part ^{de l’acide}

cristallisé et doit être attribué à ce que ^le corps qui ^se sépare ^à

l’état cristallisé n’est pas identique ^{à celui} qui est contenu dans la dissolution,

E. Bandro,vski(2) ^{trouve au} contraire que le phénomène ^se pro- duit avec toutes les variétés d’acide arsénieux et ne dépend que ^de la concentration de la liqueur ^{en acide} chlorhydrique; ^{la lumines-}

cence serait due à une réaction chimique correspondant ^{à la trans-}

formation réversible :

~

J’ai reconnu que la luminescence ^se produit ^{en effet avec toute} espèces ^d’acide arsénieux, ^{mais à} la condition de dissoudre totalement l’acide arsénieux. On chauffe jusqu’à dissolution complète, ^c’est-à-

dire environ quinze ^{minutes, 75} grammes d’acide arsénieux quelconque

et 900 centimètres cubes d’acide chlorhydrique ^{à ~.~} 0/0, ^{de densité}

~,060. ^{On laisse refroidir} spontanément. La luminescence commence vers 500; ^{elle est surtout très vive si on laisse le ballon au} repos jus- qu’à ^et qu’on l’agite. La même solution peut ^{servir un très} grand

nombre de fois en ajoutant ^de temps ^en temps ^un peu d’acide chlor-

hydrique pour ^ramener la densité à 1,090.

Le désaccord entr e les observations de Rosé et de Bandrowski,

le crépitement qui accompagne ^la luminescence, l’action nuisible d’un germe d’acide cubique ordinaire, l’augmentation ^d’éclat par agita-

tion des cristaux, sug gèrent ^{l’idée que les} cristaux eux-mêmes et non le dissolvant jouent ^{le rôle} principal ^{dans le} phénomène. ^Les

Ann., ^t. XXXV, p. 481 ; ^1835.

(2) BANDROWSKI, f. ph!Js. ^{Chenl.. t.} XY. p. 323; 1894 ; et t. XYII, p. 2J~.: 1~9~.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019050040041300

expériences ^{suivantes ont montré que le} dégagement de lumière est en effet dû à ^un phénomène de triboluminescence provenant ^d’une

transformation des cristaux après leur formation.

Au lieu de laisser refroidir spontanément ^la solution, ^ce qui exige

environ trois quarts d’heure pour les proportions précédentes, ^on

la refroidit ^assez rapidement ^{en la versant dans un flacon} épais ^im- mergé dans l’eau. Les parois du flacon se tapissent ^de petits ^cristaux qu’on ^{lave par} décantation, puis ^{sur un filtre en} évitant de le broyer.

Les cristaux, broyés ^{dans un} mortier de _verre, donnent de brillantes étincelles et une vive lueur; ^leur triboluminescence est bien plus,

vive que celle du nitrate d’urane ^ou du chlorhydrate d’aniline. Le résidu du broyage épuisé par l’eau ^{ne donne aucun} précipité ^{avec le}

nitrate d’argent ^{acide ; les cristaux ne} contiennent donc pas de- chlore. Leur triboluminescence diminue ^avec le temps ^et disparaît après ^{trois ou} quatre ^heures (1j. Les cristaux triboluminescents examinés au microscope polarisant ^{montent à} peine quelques points

brillants qui peuvent ^{être attribués à} des cristaux non cubiques (2 ). ^Le~

phénomène ^{est très net et très beau} quand ^{on observe la} cristalli-

‘

sât on sous le microscope polarisant ^en déposant ^sur la lame chaude

une goutte ^{de la ~solution} bouillante. On voit alors se former, ^avec

une multitude de petits ^octaèdres cubiques, quelques ^{cristaux ein} aiguilles prismatiques qui s’accolent par leurs sommets et donnent les belles colorations des cristaux biréfringents. ^{Parfois on} aperçoit

un éclair, ^{et l’une de ces} aig uilles s’est transformée en un amas des

petits ^octaèdres.

Je conclus de ces faits que 1a ci-isiailoluniine.àce>ice de l’acide- arsénieux est due à la rupture ^{et à la} transformation des cristaux

prismatiques qui ^se déoosent dans les conditions de concentra- tion et de température ^{où l’on} opère. Le dissolvant n’a d’autre (1) ^La triboluminescence de l’acide arsénieux cristallisé est signalée ^acciden-

tellement par RosE (Pogg. Ann., ^t. LU, p. 453) ^{dans un mémoire sur} la cristallo- et triboluminescence du sulfate de potasse.

(~) Ce travail a été communiqué ^à l’Academie des Sciences le t’7 avril. Depuis

cette date, j’ai ^{obtenu detrès beaux} cristaux d’acide arsénieux tribo-Iun1inescents, mesurant 8 à 10 millimètres de côté. Ce sont des octaèdres cubiques présen- tant exclusivement les faces a’ dont l’angle ^est de 109, 28’. Ces faces sont

striées ; ^au microscope polarisant, ^{on reconnaît} qu’elles sont couvertes d’aiguilles biréfringentes orientées à peu près parallèlement ^aux trois côtés d’une face, ^et accolées suivant des angles de 62-. l,es portions du cristal où n’existent pas ^ces

aiguilles ^ne sont pas biréfringentes. Ces gros cristaux s’obtiennent ^en abandon-

nant pendant ^{un nlois à} l’évaporation spontanée ^une solution saturée d’acide

arsénieux dans l’acicle chlorhydrique funiant du commerce.

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.

influence que de permettre la formation de cristaux non cubiques,

seuls triboluminescents en se transformant ^en cristaux cubiques. ^On

sait que l’acide arsénieux ^se dépose ^{en cristaux} monocliniqnes ^dans

certaines solutions et par sublimation ; ^{il est} vraisemblable _que les cristaux que j’ai ^{observés sont} identiques ^{avec l’acide} monoclinique;

mais je n’ai pu ^{m’en assurer} jusqu’ici.

Tous les phénomènes de cristalloluminescence se présentent ^avec

le même aspect : étincelles qui éclatent de tous côtés en différents points

de la dissolution et deviennent surtout abondantes quand ^on agite. ^Il

me paraît probable que, dans la plupart ^{des cas,} la cristallolumines-

cence est, ^comme pour l’acide arsénieux, ^{due à la} rupture ^{et à la} transformation de cristaux instables. Rose, puis Bandro,vski (loc, cil.) ^{ont étudié la} cristalloluminescence du sulfate de potasse ^{et l’ont} attribuée aux mêmes causes que la cristalloluminescence de l’acide arsénieux. Or le sulfate de potasse ^est l’un des corps dont la tribo- luminescence a été bien des fois signalée (’ ). Le chlorate et l’iodate de strontium, l’iodate de calcium, qui appartiennent ^à la classe des

composés signalés ^comme cristalloluminescents par Ti’autz (2) , ^sont,

comme le sulfate de potasse, susceptibles de cristalliser ^sous plu-

sieurs états d’hydratation, suivant les conditions où ils sont pré- parés.

de la lumière émise le broyage ^de arsénieux.

La triboluminesoence de l’acide cristallisé est assez vive pour donner

un spectre visible, ^{en écrasant} les cristaux dans l’angle d’un flacon carré, ^{derrière la fente d’un} spectroscope. J’ai combiné pour ^ces études ^de luminescence ^un spectroscope ^à grande clarté, ^constitué

essentiellement _par un collimateur à court foyer, ^{et un} prisme ^{où les}

pertes par réflexion ^sont réduites au minimum. Ce prisme ^{est formé}

d’une cuve à sulfure de carbone ^ou mieux à cinnamate d’éthyle, ^dont

les faces, ^{faisant un} angle ^de 90°, ^sont les faces hypoténuses ^de

deux prismes ^à réflexion totale en crown. La lumière entre et sort à peu près normalement; ^{sur les faces du} prisme liquide, ^les pertes

par réflexion, proportionnelles ^à

sont à peii près nulles, puisque ^{la déviation i}

Y est très faible.

(1) ^Voir ROSE, Pog,g. Ann., ^t. LII, p. 446; ^1841.

(2) ^Zeil. f. Electl’ochemie, Y, p. 093;

Le spectre de luminescence de l’acide arsénieux est un spectre

complet, y compris le rouge ^et le violet qui manquent ^{ou du moins}

ne sont pas visibles dans beaucoup ^d’autres spectres ^{de lumines-}

’

cence. Les radiations jaunes et vertes sont prédominantes, ^mais je

n’ai aperçu ^aucune discontinuité dans le spectre. ^Cette production

d’un spectre complet ^{à basse} température ^{est un} fait très fréquent.

Quand ^on fait passer ^{un courant} d’hydrogène ^{sur du} phosphore, ^le jet gazeux ^ne s’allume pas, mais donne ^une belle flamme froide de

phosphorescence. Saleté) y ^{a reconnu} les bandes caractéristiques

du phosphore ; ^{avec le} spectroscope que j’ai employé, ^on aperçoit,

outre ces bandes plus brillantes, ^un spectre complet ^{très lumineux} quand ^on regarde ^de profil ^le jet gazeux ^sortant d’un bec à flamme étalée. Faut-il en conclure que les lois du rayonnement, ^{et en} particu-

lier la loi de Kirchhoff, ^sont inapplicables ^aux phénomènes ^{de lumi-}

-rescence? Radowski pense que ^la luminescence est une véritable

combustion, ^une incandescence limitée à une zone infiniment petite,

où la température ^{serait très élevée. Cette} hypothèse ^{rend bien}

compte ^{de tous les} phénomènes observés ; ^{mais il est} peu ^vraisem- blable que, dans ^un mélange d’oxygène ^et d’hydrogène, ^il puisse

exister des particules ^à températures ^{très élevées sans déterminer}

l’inflammation. Le rapprochement ^{entre les} phénomènes de lumines--

cence et les phénomènes d’incandescence doit être cherché dans la nature même des ébranlements particulaires ^{et non dans les causes} qui ^les déterminent.

Les radiations émises par l’acide arsénieux ^{ont un} grand pouvoir photochimique ; j’ai ^{obtenu en} quatre ^minutes l’image ^{d’un écran}

sur une plaque photographique ^en agitant ^à quelques centimètres

un ballon qui contenait 900 centimètres cubes de solution ^en voie de luminescence. L’écran était recouvert de différentes substances :

’ papier noir, verre, métaux...; l’image ^n’a présenté ^{aucune différence} appréciable ^{avec celle} qu’on ^{obtient en une} demi-seconde, ^en prenant

comme sources de lumière un brûleur Bunsen à flamme bleue placé

à 1 mètre. La netteté des contours est seulement beaucoup ^moindre

avec l’acide arsénieux, ^{à cause} des dimensions exagérées ^{de la}

source ; la transparence des différents corps ^{est la même.}

La cristalloluminescence de la solution ou la triboluminescence des cristaux n’ont produit ^{aucune action sur} l’électroscope (2).

SALET, Traité élémenlaiJ>e de specll’oscopie, p. 8.

(2) ^{Ce fait est} déjà signalé par RosE (Pogg. Ann., ^t. LII, p. 600 ; 1841).

417 La lumière émise semble donc en tous points identique ^{à la}

lumière ordinaire émise par incandescence. La ^cause du mouvement vibratoire seule est différente, ^comme je ^{le montrerai} dans la seconde

partie ^{de ce travail.} Quant ^{à la réserve} d’énergie qui fournit le tra- vail mis en jeu par les radiations, ^{on la trouve dans la chaleur de}

transformation des cristaux biréfringents ^{en cristaux} cubiques. ^En

admettant que ^ces cristaux triboluminescents sont la variété mono-

clinique, ^on calcule, d’après ^{les nombres} de MM. Troost et Haute-

feuille, _que ^la transformation de l’acide monoclinique ^{en acide} cubique dégage ⁷⁰² calories pour AS203 == ^198.

28 avril 1905.

EXPÉRIENCES DE M. COOPER HEWITT SUR LES TUBES A VIDE;

Par M. MAURICE LEBLANC (1).

1. Tubes cc gaz raréfié ^de grande conductibilzïé.

Si l’on veut faire passer ^{un courant} électrique ^{dans un tube contenant un}

gaz raréfié, ^ce gaz ^se compo rte ^{comme un} diélectrique parfait, ^tant

que le champ électrique n’a pas atteint ^une valeur déterminée, dépendant ^{de la} pression ^{et de la nature du} gaz. Lorsqu’elle ^est atteinte, ^le _gaz perd brusquement ^son pouvoir diélectrique ^{et se}

comporte ^{ensuite comme un} conducteur, ^tant qu’il ^{est traversé} par

un courant.

Pour le démontrer, Bouty place ^{le tube contenant} le gaz raréfié entre les plateaux d’un condensateur. Dès qu’un courant tra-

verse le tube, ^la capacité du condensateur est augmentée ^{comme si}

l’on avait rempli ^{le tube d’un} liquide conducteur.

On peut également ^se servir d’une ampoule ^{munie de} quatre électrodes, a, b, ^{c et d : si un} premier ^courant passe ^{à travers} deux d’entre elles, ^{a et} b, par exemple (Voir 1), ^{et si} l’on ferme une

pile ^{P sur les deux autres, celle-ci débite un courant facile}

mesurer avec un galvanomètre G, quand ^{même le} voltage ^{de la} pile ^{ne serait} que de 1 volt. Cet effet cesse instantanément dès que l’on interrompt le passage du premier ^courant.

(1) Conférence faite à la Société française ^de Physique, ^{le 29} avril 1905.