Spectroscopes à vision directe et à grande dispersion

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Submitted on 1 Jan 1879

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M. Thollon

To cite this version:

M. Thollon. Spectroscopes à vision directe et à grande dispersion. J. Phys. Theor. Appl., 1879, 8

(1), pp.73-77. �10.1051/jphystap:01879008007300�. �jpa-00237591�

73

SPECTROSCOPES A VISION DIRECTE ET A GRANDE DISPERSION;

PAR M. THOLLON.

Le Tome VII du Journal de

Physique ( p. I4I)

contient la théo- rie et la

description

^{d’un nouveau}

spectroscope

^à vision directe.

L’instrument

qui

^{fut alors}

présenté

^à l’Académie et à la Société de

Physique

^n’était

qu’un

^modèle

très-imparfait

^{sous tous} les rap-

ports ;

^{c’était une}

prern-ière

ébauche destinée à vérifier ^une théorie, nouvelle. Les résultats obtenus ont été des

plus

satisfaisants. Les

savants

qui

^{ont bien voulu}

l’expérimenter

^{ont été}

frappés

^{de l’é-}

uendue et de la netteté du

spectre obtenu,

^{et en}

particulier

^{de la}

constance de mise au

point

^{de la}

^{lunette ;}

^{ils m’ont tous}

encouragé

à

persévérer

^{dans mon travail.}

Désirant à la fois obtenir une

grande di spersion et une grande pré-

cision de

mesure, j’ai ^cherché, d’après

^{les conseils de MM.}

^Brünner,

à réduire à deux le nombre des

pièces mobiles, qui

^{était de}

quatre

dans le

premier

modèle. Pour ne rien

perdre

^en

dispehsion, j’ai imaginé

^{d’avoir recours à des}

prismes composés qui

^{ne sont}

qu’une

modif cation du

prisme

d’Amici. Si l’on suit dans ce dernier la marche du rayon

lumineux,

^{il est aisé de se} conv aincre que les faces d’entrée et de sortie

agissent

^{en sens} inverse du

prisme

^in-

térieur. La déviation est

détruite,

^{en même}

temps qu’une grande partie

^{de la}

dispersion

^est

perdue.

^{En diminuant les}

angles

^des

crowns, le

prisme

^{cesse d’être à vision}

^directe,

^ce

qui

^{n’a aucun}

inconvénient dans le cas

actuel,

^{et la}

dispersion

croît d’une manière considérable.

Ayant, d’après

^ces

^données, soigneusement

^calculé

les

angles

^{du flint et des crowns} pour avoir la

dispersion

que

je

désirais obtenir sans incidences ni

émergences exagérées, je priai

M. Laurent de me construire deux

prismes composés

^dans

lesquels l’angle

^{du flint était de}

90°

^{et ceux des chowns de I8°. Ces}

prismes, essayés

^{dans le}

photomètre

^{de M.}

Gouy,

^{me donnèrent exactement}

les résultats que

j’avais

calculés. Grâce à la

perfection

^des

surfaces,

les raies

spectrales

^{étaient d’une netteté}

qui

^{ne laissait}

rien à désirer. La

dispersion

de chacun de ces

prismes

^{était exacte-}

ment

équivalente

^à celle d’un

prisme

^à sulfure de carbone de 6o°.

Il convient

d’ajouter

que, ^{au moment où} M. Laurent venait d’achc-

J. de Ph,ys., ^{t. VIII.} (Mars 1879.) 6

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01879008007300

prismes composés,

dans la vitrine de M. Grubh à

l’Exposition.

Ces derniers

paraissent

avoir été calculés seulement ^au

point

^{de vue} du redressement des

raies; quoi qu’il

^en

^soit,

^la

priorité

^ne

m’appartient

^pas.

En substituant ces nouveaux

prismes

^{à ceux}

qui

étaient dans

mon

premier modèle,

M. Laurent a fait un instrument

qui

^ré-

pond

^{de tout}

point

^{à ce} que

je

désirais obtenir. La

longueur

appa-

rente du

spectre

^{est d’environ}

¡m,80;

^{la distance}

angulaire

^des

raies D est de

I’3o’’:

c’est à peu

près

^{la moitié de la}

dispersion

obtenue par M. Gassiot dans ^son

spectroscope

^{à onze}

prismes

^à

sulfure de carbone. Une vis

tangente

^{à tête divisée} fait mouvoir les

prismes

et tourner un tambour divisé.

Chaque

division du tambour

correspond

^{à un tour de la}

^{vis ;}

^les fractions de tour se

lisent sur la tête de la vis elle-même. En amenant une raie sur le réticule

qui

^{se trouve dans}

l’oculaire,

^{et notant le nombre de tours}

Fig. ^{i .}

qu’a

faits lavais et les fractions de tour, la

position

^{de cette raie est}

déterminée avec la même

précision qu’Angstrôm

^{a mise à mesurer}

les

longueurs

d’onde des

principales

^{raies de} Fraunhofer. La sim-

plicité

^{et la}

symétrie

^{de forme de cet} instrument le rendent

particu-

lièrement _propre à être

adapté

^{à une} lunette pour l’étude du So- leil. Il convient

également

bien pour observer l’étincelle

électrique

et l’arc

voltaïque,

^{mais sa}

dispersion

^est

trop grande

pour les

opé-

rations ordinaires de la Chimie.

L’étude _que

j’ai

^{faite des}

prismes composés

m’a conduit à l’idée

d’y remplacer

^{le flint} par le sulfure de carbone.

Ayant

^{calculé la}

dispersion qu’il

^serait

possible

^{d’obtenir par cette}

substitution,

j’arrivai

^{à un} résultat tellement

surprenant,

que

je

^{crus d’abord à}

75

une erreur de calcul.

Après

^{m’être assuré} que

je

^{ne m’étais}

point trompé, je

fis construire par M.

L’aurent

^un

prisme

^{d’essai. La}

dispersion qu’il

^{donna fut} exactement celle que

j’avais

^{calculée. La}

distance

angulaire

des raies D était de 2’. Il faut

ajouter

^à cela que,

l’absorption

^{étant à} peu

près ^nulle,

^le

spectre

^{avait un éclat re-}

marquable

^{dans toute son étendue.}

Encouragé

par ^ce

premier essai, je

^{me décidai à} construire un

instrument dont le

pouvoir dispersif dépasserait

^celui

qui

^{a été ob-}

tenu

jusqu’à

^ce

jour.

^En

conséquence,

M. Laurent me fit deux

prismes

^{et deux}

demi-prismes

^avec retour; il les ^monta

provisoire-

men t sur une

planchette

^à

^dessin, d"après

le mode décrit ^au tmne VII du J oltrnal de

Physique,

^mais

qu’il ^{modifia ;}

^{il ne laissa}

qu’un

^levier

et

ajouta

^un engrenage. De forts ^ressorts

antagonistes,

convenable-

ment

placés,

^évitaient

tout jeu.

^Le

système,

^{traversé deux fois} par le rayon

lumineux,

^est

équivalent

^{à six}

prismes composées ;

^{il est mis}

en mouvement par ^{une vis de}

rappel,

^{et tout} rayon

qui

passe du col- limateur dans la lunette ^a traversé tous les

prismes

^{au minimum de}

déviation. La distance

angulaire

^{des raies D est de}

^I2’,

leur distance

apparente

^{est de I5mm}

environ,

^la

longueur

^du

spectre

^{est de l 5m.}

J’ai

profité

^de

quelques jours

^{de soleil} pour

faire,

^{sinon des}

études,

^au moins des essais de mon

appareil.

^Les

figures ci-jointes

Fig. ^2.

donneront une idée de

l’aspect

que

présentent

certains groupes ^et des dimensions que doit avoir le

spectre.

^{Voici le résumé des ob-} servations que

j’ai

^{pu faire}

jusqu’à

^ce

jour :

10 Dans le

spectre solaire,

le nombre des raies s’accroît consi- dérablement avec la

dispersion,

^{mais il est loin de croître} propor- tionnellement à cette

dispersion.

6.

grand s’élargissent,

que d’autres

restent d’une finesse extrême.’

30

Beaucoup

^de

^raies,

^{dessinées coinme}

simples

^{dans les Tables}

d’Angstr5m,

^se dédoublent : telles sont

b3, b,,

^{la moins}

réfrangible

du groupe E ^et la célèbre raie de la couronne

1474

de Kirchhofl’.

Toutes les raies que

j’ai

^{vues se dédoubler}

appartiennent

^{à deux}

substances.

40

^{Les raies}

D1, D2 ( fig. I), ^{b1, b2}

^et

^b4 (fig. 2)

^sont constituées par ^un noyau noir ^se

dégradant

^de

part

^et

d’autre,

^{et d’une manière}

symétrique,

^{en une} nébulosité

qui

^se

perd

insensiblement dans le fond brillant du

spectre.

5° La raie F ^est une

large

nébulosité sans noyau, tandis que la raie C semble tenir le milieu entre la raie ordinaire et la nébulo-

sité ;

^{elle est}

large

^et

présente

^{dans son intérieur}

quelque

^chose

d’indécis et

qu’il

^est difficile de définir.

Fig. ^3.

6° Le

spectre

^{de l’arc}

électrique présente

^{un fond tout strié de}

raies

innombrables,

^sur

lequel

^{se détachent en certains endroits}

des groupes de raies d’éclat différent et

disposés

^{avec une certaine}

régularité.

^{C’est le}

spectre

^du

carbone,

^sur

lequel

^{on voit se dessiner}

avec éclat les raies des divers métaux contenus dans les charbons.

70 Enfin, pensant

que l’énorme

dispersion

^{de mon}

appareil

^me

permettrait

^{de vérifier aisément les}

déplacements

^{de raies dus au}

mouvement de rotation du

Soleil, j’ai disposé

^une

expérience

^{de la}

manière suivante. Un faisceau de lumière

solaire,

rendu horizontal

et maintenu dans l’axe du collimateur par ^un

héliostat,

^{était reçu sur}

un

objectif

^{de lunette et formait sur la fente une}

image

^{du Soleil.}

Deux

prismes à

réflexion totale et accolés par leurs faces

hypo-

77 ténuses étaient encastrés dans une monture tournante à axe lori- zontal et

disposés

^entre

l’objectif’

^et l’héliostat de manière que l’axe du rayon lumineux

passàt

par les faces

hypoténuses

perpen- diculairement ^aux arêtes des

angles

droits. Les deux moitiés du

faisceau,

^en traversant les

prismes,

^se réfléchissaient sur les faces

en contact et allaient former sur la fente deux

images qui

^{se su-}

perposaient.

^En introduisant entre les deux

prismes

^une

petite

bande de

papier, j’ai séparé

^{les deux}

images

^et

j’ai

^{réussi à les}

rendre tangentes. ^{J’ai fait tourner les}

prismes

de manière à rendre

tangentes

^{les deux} extrémités du diamètre

équatorial

^et

j’ai

pro-

jeté

^ce

point

^sur le milieu de la

fente ;

^le

spectre,

^alors,

paraissait coupé

horizontalement _par une

petite

ombre. A leur passage dans

cette

ombre,

^{les raies}

éprouvaient

^une

brusque

^{déviation et la}

partie

inférieure n’était

plus

^{sur le}

prolongement

^{de la}

partie supérieure.

Les raies

telluriques n’éprouvaient

^{aucune déviation et}

permettaient

de constater avec une

remarquable

^{netteté les}

déplacements éprou-

vés par les raies

métalliques

^{voisines. Les}

déplacements

^observés

se

rapportent

très-sensiblement à ceux que donne le

calcul;

^ils

sont, pour ^mon

instrument, de 1 5

^de millimètre dans la

région

^D.

Ces divers

essais,

^{faits à la hâte et} dans des conditions désavan-

tageuses,

n’avaient d’autre but que de vérifier la valeur de ^mon

appareil.

Sans m’arrêter à tirer des faits observés des conclusions

qui pourraient

^sembler

téméraires,

^{il m’est}

permis d’espérer

que

ce nouveau

spectroscope

^rendra

quelques

^{services à la}

Science,

^en

donnant la

possibilité

^{soit de rectifier certaines erreurs}

trop géné-

ralement

répandues,

soit d’étudier la constitution intime des raies

spectrales

^et des bandes

résoluhles,

soit enfin d’observer sur une

grande

échelle les

phénomènes qui

^se

produisent

dans les taches

et les

protubérances

^{du Soleil.}

Il est bon

d’ajouter

que les

prismes composés

^{décrits ci-dessus}

ne donnent d’excellents résultats

qu’à

la condition d’être

parfaite-

ment construits. En étudiant la manière dont ils réfractent le rayon

lumineux,

^on voit que les faces de sortie

multiplient

successive-

ment par des facteurs

plus grands

que l’unité l’action des faces

ct’entrée ;

les déviations

irrégulières

^{se trouvent donc}

amplifiée

comme la

dispersion.

^Leur confection

exige

^{une étude}

spéciale

^et

des soins tout

particuliers.