XXXII'M
Ces observations, complétées par quelques autres intermédiaires, ont permis de tracer la courbe |de graduation cidessous {Jig.^lt), en portant en abscisses les déviations observées avec la lentille découverte et en ordonnées les totaux qui représentent les intensités caloririques des radiations. Cette
Fig. 44.
tOMbe, qui passe par l'origine, est rectiligne sur une partie *e sa longueur, jusqu'à ly" environ; au delà, elle se relève "pidement et tourne sa convexité vers les œ. La sensibilité *6 l'instrument décroît rapidement, ainsi qu'on peut s'en Kndre compte en évaluant les arcs parcourus, aux différents P*inis de la course de l'aiguille, en vertu d'une même force.
'c compris entre tS et ao équivaut à une force. . » ao et a5 »
l32 CHÀP. ni. — CHALEUR RAYONNANTE.
L*arc compris entre 25 et 3o équivaut à une force 8,0
» 3o et 35 » .... 10,4 • 35 et 40 » . 16,1
La courbe marquée par un trait pointillé est relative à sensibilité; il a suffi pour la tracer de porter en ordonnée, une échelle déterminée, les valeurs inverses des forces c pables de déplacer l'aiguille de 5®.
La graduation que nous venons de faire peut servir à la nu sure des intensités des courants produits par des couples quei conques de faible résistance intérieure : malheureusemen Texpérience démontre que, dans ces galvanomètres à aiguille compensées, l'intensité magnétique varie d'une manière notable par des circonstances qu'il est aussi impossible de prévoir que de prévenir, de telle sorte qu'il soit absolument nécessaire de vérifier la courbe très fréquemment. Melloni i indiqué une méthode très ingénieuse de vérification qui peu servir à la graduation : elle consiste à faire agir d'abord direc tementsur la pile une source produisant une déviation moindre que i5% et à interposer ensuite une lame de verre qui intercepte une partie de la chaleur, soit la moitié. On rapprocha alors la source, de manière à obtenir une déviation pluscon sidérable, de 3o% par exemple; puis on replace la lame d verre sur le chemin des rayons; la déviation devrait s'abaisse à i5*. Or je suppose qu'on observe un écart de i7%7; on e conclura que les 3o* équivalent à 2. ly^y = 35^,4 • ce chiffp doit concorder avec celui de la Table précédemment calculée
M. Aymonnet(*) a appliqué celte méthode avec une grand habileté et il a démontré que la proportionnalité des intens tés aux déviations se poursuit quelquefois seulement jusqa 12% mais que cette condition dépend de la distance de Ta jruille supérieure au-dessus du disque de cuivre. Il y a doi intérêt à ramener toujours l'aiguille à la position qu'elle occ pait lors de la graduation.
C) Journal de Physique, 1879, p. 128.
XXXIII® M. — SPEGTROSCOPIE CALORIFIQUE. i33
XXXIIP MANIPULATION.
SPEGTROSCOPIE CALORIFIQUE.
Théorie.
L'étude de la distribution de la chaleur dans le spectre solaire présente un intérêt considérable depuis que MM. Fizeau et Foucault, Desains, Lamanski et Ed. Becquerel ont découvert et repéré les maxima et les bandes froides de la région infra-rouge.
La plus grande difficulté de cette manipulation est de former un spectre pur : il faut pour cela limiter l'étendue du foyer calorifique par une fente extrêmement étroite. Quand on opère sur la radiation solaire, la largeur de cette fente ne doit pas dépasser un demi-millimètre, d'après M. Desains (^), si l'on veut éviter toute superposition fâcheuse de rayons différents.
Cette limite n'est point applicable aux sources artificielles, dont l'intensité est toujours faible comparativement à celle du Soleil : on est dans ce cas obligé d'admettre la radiation par une ouverture de o™,ooo8 à o",ooi. Il en résulte un mélange nuisible à l'étude des radiations calorifiques simples.
L'exploration du spectre sefait à l'aide d'une pile dont l'étui porte une ouverture linéaire; en théorie, cette fenêtre ne de- ^il pas avoir de largeur appréciable, afin de permettre d'isoler les raies sans chaleur, dont le champ du spectre est sillonné : en pratique, il faut compter avec les difficultés de construction de ces instruments. Mais il est possible de déter- Diiner très approximativement, avec une ouverture de pile assez grande, les quantités de chaleur répandues dans des portions beaucoup plus petites que cette ouverture. Il suffit, par exemple, si l'on se sert d'une pile de o"^,ooi de largeur,
(') Comptes rendus hebdomadaires des séances de V Académie des Sciences, *LXVII, p. 297 et 1097; LXX, p. 985, et LXXXIV, p. a85 ; 1868 à 1877.
l34 CHAP. YII. — CHALEUR RAYONNANTE.
de la faire avancer de ^^ ^^ iV ^^ millimètre et de tenir compte à chacun de ses pas de la portion du spectre qu'elle abandonne et de la portion nouvelle qu'elle embrasse. On y parvient en amenant d*abord la pile en un point tel que Taiguille n'indique aucun effet calorifique; puis on la fait glisser par étapes successives égales à j^ de millimètre. Appelons o, a, bf c, d, ... les indications du galvanomètre dans ce mouvement de progression :
mm mm
O correspond à rintervalle o -i
cl » 0,8-1,8
Il est évident que la déviation a est produite par Tintervalle I à 1,2; (6 — a) par 1,2 à i,4; {c — b) par 1,4 à 1,6; (d — c) par 1,6 à 1,8; {e — d) par 1,8 à 2; («+/— e) par 2,0 à 2,2; {b — «H-^ — /) par 2,2 à 2,4> et ainsi de suite. Cette méthode élégante est due à M. Aymonnet (*).
Description.
La pile linéaire destinée à l'étude du spectre {fig. 45) est toujours à fente variable : on la monte généralement à cré^ maillère sur un chariot qui est conduit par une vis micrométrique, permettant d'apprécier le -^ de millimètre.
Quand on se propose de mesurer les angles auxquels correspondent les divers points du spectre, on fixe la pile à l'extrémité d'une alidade mobile de o"*,6oo environ. Perpendiculairement à sa direction se trouve une petite règle d'ivoire finement divisée. M. Desains a décrit un instrument dans lequel cette division se trouve à o°',574 du centre; le degré a
(*) Comptes rendus hebdomadaires des séances de V Académie des Sciences , l. LXXXII, p. 1102; t. LXXXin, p. ii53 (1876).
xxxiii* m. — sPBcnoscopiB calomfiqdb. i35
doncuDe longueur deo»,oio et le demi-millimètre vaut trois minutes. Par conséquent, pour mesurer à moins de trois minutes la valeur angulaire d'un déplacement de l'alidade, il suffit de compter le nombre de divisions de la règle qui passent devant un repère fixe pendant que s'accomplit le déplacement dont il s'agit.
FiB. 45.
H. Desains s'est astreint à donner même largeur à la fente 1"' limite l'étendue du foyer et à celle de la pile : cette lar- S*iir commune était ordinairement comprise entre o^iOcoS et '^lOooÔ. Quand on adopte le procédé Aymonnet, la fente de la P'iepeut avoir o",ooi d'ouverture.
Us sources calorifiques qu'on emploie communément sont '«s suivantes :
>' Un fil de platine au cerise clair, chauffé par un brûleur 8onseD ;
l36 CHAP. TH. — CHALEUR RÀTONNAIITB.
2<> Une flamme de gaz formant un papillon qu'on présente en long devant la fente d'admission ;
3<* Une lampe à modérateur ou bien une lampe à pétrole à bec annulaire;
4® Une lampe de Drummond;
5® Une lampe aérhydrique Bourbouze et Wiesnegg;
6^ Un régulateur Duboscq;
7*» Le Soleil.
La lampe Bourbouze doit être préférée dans les laboratoires d'enseignement : elle se compose d'une sorte de dé en tissu de platine, à mailles serrées, que l'on porte à une vive incandescence à Taide d'une flamme de gaz alimentée par un jet d'air comprimé fourni par une trompe hydraulique de Sainte- Claire Devilie ou de Damoiseau : le courant d'air doit avoir une pression d'au plus o™, 200 de mercure. Le maximum d'éclat et de chaleur de cette source correspond toujours à son minimum de sonorité : à ce moment la combustion paraît avoir lieu dans le cylindre seul. Les trompes exigent une pression de 10°" d'eau environ, pour qu'on puisse régler le débit d'air d'une manière bien constante. Pour comparer les températures successives de ce foyer, M. Aymonnet place à o™, 65 un aclinomètre thermo-électrique; ses indications doivent rester invariables pendant le cours des expériences.
M. Desains se sert d'une lentille, dont la distance focale est de G™, i5o; il la place à 0^,280 de la source pour former un6 image nette à environ o™,3oo. Un prisme équiangle est disposé tout contre cette lentille, à la déviation minimum du rouge sombre.
Quand on opère sur les rayons solaires, on peut employer sans grand inconvénient une lentille et un prisme de flint» mais il est préférable que la substance dispersive soit du sttl' fure de carbone, de la sylvine ou du sel gemme. Pour les sources peu intenses, il est absolument nécessaire que to**^ l'appareil réfringent soit de sel gemme ou de sylvine.
Il convient que la partie obscure du spectre ait au moin* o°»,oi5 à o™,o2o de long.
Dans ces conditions, les raies de Fraunhofer s'observe^ très bien dans la région lumineuse, pourvu toutefois que les surfaces réfringentes soient nettes : à cet égard, les lentilles
XXXIIl® H. — SPBGTROSGOPIE CALORIFIQUE. 187
elles prismes de flint sont d'un usage très commode, qui peut compenser en certains cas l'inconvénient qu'ils présentent de diminuer l'intensité des effets et surtout de ne pas îormer de spectre normal.
Manuel opératoire.
I** Les appareils étant installés, l'opérateur explorera le champ du spectre en faisant avancer la pile linéaire et en relevant les positions successives du chariot ou de l'alidade mobile. Il est préférable d'observer les déviations définitives de l'aiguille du rhéomètre plutôt que les arcs de première impulsion, contrairement à ce qui se pratique généralement dans les mesures de chaleur rayonnante.
2* On construit la courbe des intensités calorifiques.
Résultats.
Le spectre solaire présente dans sa région obscure trois mi- Dinaa d'intensité nettement accusés et, par conséquent, quatre fflaxima successifs.
Leur position dépend de la nature des appareils réfringents employés, mais on observe une très faible différence entre le Bint et le sel gemme. Les variations qui ont été signalées paraissent tenir surtout à l'action absorbante de l'atmosphère, donila composition et l'épaisseur ne sont pas constantes : de 9** du matin à midi, M. Desains a constaté des déplacements ^e 8' dans la position des minima. La fig, 46 représente ^e spectre observé par M. Lamanski, le n septembre 1871, entre io*> et i2*>5o™, avec une lentille et un prisme de sel gemme; j'ai porté en abscisse les pas de la vis micromé- ^que (le pas = 0=^,469) et en ordonnée les indications du ^hermomultiplicateur ( * ).
L'aire de la courbe représentant l'intensité de la chaleur obscure est environ les f de l'aire totale.
Dans le spectre des sources artificielles, le maximum est
(')Lamas8W, Annales de Poggendorff, CXLVI, p. 200 (1872); — Desains, ^^^nd de Physique, 1. 1, p. 335; 1872.
l38 GBAP. TH. — CHALEDB BiTONRANTB.
d'autant plus rapproché de la partie la moins réfraugible que la température de la source est plus basse ; ainsi le point le plus chaud du'speclre de la lampe Bourbouze esta l'iS' du rouge vif, alors qu'avec le même appareil réfringent disposé idenliquement il était à 5i' dans le spectre solaire (Desains).
Le spectre normal de la chaux incandescente n'offre pas de minima successifs; mais si, avant de disperser les rayons de cette source par un prisme de sel gemme, on les fait passer
Fis- 46.
à travers une auge de verre (leo",oio d'épaisseur, pleine soit d'eau pure, soit d'une solution de sulfate de didyme, on trouve des bandes d'absorption aussi nettement accusées que les minima du spectre solaire.
La chaleur lumineuse émanée d'un fil de platine incandescent est une portion insignifiante de la chaleur obscure; dans la radiation de l'arc voltaïque, la chaleur lumineuse est environ le sixième de la chaleur obscure; cette proportion est donc croissante avec l'intensité de la source.
Isolons dans des spectres bien purs des faisceaux formés de rayons dont les déviations à travers un même prisme soient identiques entre elles, ces faisceaux seront très inégalement transmis i travers un même absorbant s'ils proviennent de
XXXIY^ M. — BÉTSIMINÀTION DBS POUTOIUS DIATHEBHANES. iSq
lorces différentes. Ainsi les H des radiations obscures émises ir le platine sont absorbés par une couche d'eau de o^'yooa épaisseur, tandis que M. Desains n'a pu trouver de rayons )laires complètement dépourvus de transmissibîlité à travers eau.
Toutes ces expériences peuvent être répétées sans diffiullé et avec le plus grand profit pour les élèves.
