Estudio del espectro solar gracias a la Torre Eiffel

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Estudio del espectro solar


El Sr. J. Janssen, miembro del Instituto y Director del Observatorio de Astronomía Física de Meudon, hizo uso de los faros de la Torre de Experimentos que las Actas de la Academia de Ciencias del 20 de mayo de 1899 recuento. El texto se repite a continuación, nuevamente evoca el interés de los científicos por la Torre Eiffel.


El acta

M. Eiffel, después de haber puesto muy a mi disposición la Torre del Campo de Marte a mi disposición para los experimentos y observaciones que me gustaría instituir allí, pensé en aprovechar la poderosa fuente de luz que se acaba de instalar allí. para algunos estudios del espectro telúrico y, en particular, lo que se relaciona con el origen de las líneas del espectro de oxígeno en el espectro solar.

Sabemos hoy que hay en el espectro solar varios grupos de líneas que se deben al oxígeno contenido en nuestra atmósfera; pero podemos preguntarnos si estos grupos se deben exclusivamente a la acción de nuestra atmósfera, y si la atmósfera solar entra en ella por nada, o si su origen es doble; en una palabra, si son puramente telúricos o teluro-solares.

Para resolver esta pregunta, se pueden utilizar varios métodos.

Uno de los más seguros es el de la vibración, cuyo origen se remonta al hermoso diseño del Sr. Fizeau y que fue aplicado por el Sr. Thollon y perfeccionado por el Sr. Cornu. Parece una aplicación bastante difícil en este caso.

También podemos observar la disminución de intensidad que experimentan los grupos a medida que nos elevamos en la atmósfera y, mediante comparaciones lo más cuidadosas posible, y especialmente por la gran práctica de las observaciones, juzgamos si la disminución de La intensidad de las líneas permite concluir en su completa desaparición en los límites de la atmósfera. Este es el método utilizado en la última expedición al macizo del Mont Blanc (Grands-Mulets).

Todavía se puede seguir comparando la igualdad instalando una potente luz de espectro continuo a una distancia del analizador, que es tal que el espesor atmosférico atravesado representa la acción de la atmósfera de la Tierra sobre los rayos solares que rodean el planeta. cenit.

Pero esta última circunstancia fue encontrada, afortunadamente, por las respectivas situaciones de la Torre Eiffel y el Observatorio de Meudon.

La Torre está a una distancia de unos 7.700 m del Observatorio, que tiene aproximadamente el espesor de una atmósfera que tiene el mismo peso que la atmósfera de la Tierra y una densidad uniforme igual a la de la capa atmosférica circundante. del suelo.

Además, la considerable potencia del aparato luminoso actualmente instalado en la parte superior de la Torre permitió el uso del instrumento que me había servido en Meudon y Grands-Mulets para el sol. Sin embargo, he usado una lente colectora delante de la ranura, para que el espectro tenga una intensidad bastante comparable a la del espectro solar en el mismo instrumento.

En estas condiciones, el espectro era extremadamente animado. El campo espectral extendido más allá de A (los grupos A y B se deben a la absorción por el oxígeno del aire, el Grupo B me pareció tan intenso como con el sol del meridiano de verano. El grupo A también estaba muy cargado, y aún había otros grupos, especialmente los de vapor de agua, cuya intensidad me parecía corresponder al estado higrométrico de la columna atmosférica atravesada.

Ninguna banda de oxígeno apareció en el espectro visible. Sin embargo, el espesor de la capa de oxígeno cruzado fue equivalente a una columna de más de 260 m de oxígeno a 6 atmósferas de presión, es decir, a la presión por la cual el tubo de nuestro laboratorio las muestra. Con una longitud de solo 60 m, o cuatro veces menor. Esto muestra que para el oxígeno las líneas obedecen a una ley diferente a las bandas.

De hecho, mientras que para los rayos, el experimento del domingo pasado nos muestra que parece indiferente usar una columna de gas con densidad constante o una columna equivalente en peso, pero con densidad variable; Para las bandas, por el contrario, la absorción que tiene lugar de acuerdo con el cuadrado de la densidad, el cálculo muestra que sería necesario, en la superficie del suelo, un espesor atmosférico de más de 50 km para producirlas.

Solo considero que la experiencia del domingo pasado aporta un hecho más a un conjunto de estudios, un hecho que debe ser aclarado y desarrollado. Pero es cierto, para mí, que la altura a la cual la torre del Campo de Marte permite ubicar el foco luminoso y el poder de este hogar nos prometen experimentos del orden de los que se acaban de hacer y de los más importantes. alto interés"


Nota explicativa sobre la presencia de oxígeno en el sol

Desde la admirable aplicación del análisis espectral a la astronomía, sabemos que el sol contiene la mayoría de nuestros metales terrestres, y todo indica que es el gran reservorio donde se encuentran todos los cuerpos que conforman nuestro sistema planetario. juntos. Sin embargo, no hemos visto la presencia de un cuerpo de inmensa importancia para la producción y el mantenimiento de la vida en la superficie de nuestra tierra, a saber: el oxígeno.

El Sr. Draper había pensado que podía anunciar la presencia de oxígeno en el sol, de acuerdo con ciertos experimentos; pero esta conclusión fue encontrada para ser inexacta. Sin embargo, las líneas de oxígeno aparecen en el espectro solar y forman grupos importantes llamados A, B, α (Sabemos que estos grupos de líneas pertenecen bien al gas oxígeno porque se obtienen al pasar una haz de luz a través del tiempo suficiente que contiene sólo oxígeno puro).

¿Se deben estos grupos únicamente a la acción del oxígeno contenido en nuestra atmósfera, que los rayos solares necesariamente deben atravesar, o ya existen en el espectro solar que se obtendría antes de la entrada de la luz solar al sol? La atmósfera de la tierra, ¿y sólo aumenta su intensidad?

Esta es la pregunta que debe resolverse si queremos poder afirmar que el oxígeno, al menos como lo conocemos en nuestros laboratorios y en la atmósfera de la Tierra, existe o no existe en la atmósfera solar. Dado que no podemos llevar nuestros instrumentos al límite de la atmósfera, estamos obligados a usar el método que consiste en demostrar que la disminución de la intensidad de los grupos oxigenados del espectro solar está relacionada con el espesor atmosférico cruzado. (Como puede lograrse mediante el uso de una estación alta, Mont Blanc, por ejemplo, o incluso demostrando que si pasamos a través de un haz de luz, un espesor atmosférico igual o equivalente al que emiten los rayos). En un momento dado del año, en junio, por ejemplo, el sol pasa a través de un cierto período del año, y al mediodía los grupos así obtenidos artificialmente son iguales en intensidad a los del espectro solar bajo las condiciones mencionadas anteriormente.

Es precisamente esta última condición la que se pudo realizar al analizar en el Observatoire de Meudon un haz de luz producido en la parte superior de la Torre Eiffel, porque la distancia entre estos dos puntos es muy cercana a la que representa un espesor atmosférico equivalente al cantidad a la de la atmósfera de la Tierra, es decir, que un radio vertical que atraviesa la atmósfera de la Tierra debe experimentar una absorción equivalente a la del mismo radio de la Torre a Meudon, admitiendo, por supuesto, que la La absorción es proporcional al peso del aire que pasa, lo que, además, se ha asegurado con respecto al grupo de líneas A. B, α. Esto es lo que le da un interés particular al experimento realizado en 1889 entre la Torre y el observatorio de Meudon, un experimento que sería muy interesante resumir en condiciones de precisión más rigurosas y concluyentes.


La torre Eiffel


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