CHAPITRE VIII

Physique {a).

Les agents chimiques impondérables sont au nombre de quatre, savoir : la lumière, la chaleur, l'électricité et le magnétisme. Commençons par le plus beau ^t le plus merveilleux.

La lumière était regardée par Descartes comme traversant d'un seul trait, pour arriver jusqu'à nos yeux, tout l'espace céleste. Huygens démontra le mouvement progressif de la lumière ; il conçut un fluide universel dont les vibrations produisaient la lumière par un mouvement semblable à celui qui propage le son dans l'air ; il asr simila la clarté au bruit , l'ombre au silence , les

(a) Je prie le lecteur de se souvenir que je me borne à faire mention des plus importantes découvertes et des progrès les plus notables. Il ne s'a^^it pas ici d'une histoire des sciences pby^iqaes.

i88 LIVRE QUATRIÈHrE.

nuances des couleurs à la variété des sons. Selon cette ingénieuse théorie , à laquelle on est revenu de nos jours sur les pas de M. Young, les corps lumineux qui brillent au firmament vibrent dans leurs particules, comme un instrument dans ses cordes. Il est une gamme de couleurs résultant de l'agitation plus ou moins grande des molécules incandescentes : ainsi le violet est du au plus vif mouvement de celles-ci; le rouge, à leur vibration plus lente.

M. Herschel a prouvé que les rayons solaires ne donnaient pas tous la même clarté ni la même chaleur, et que les rayons qui possédaient la plus grande lumière se trouvaient au milieu du spectre, tandis que les plus échauffants sont compris entre le violet et le rouge , et vont même au-delà de cette couleur.

Parmi les cristaux qui réfractent la lumière , les uns réfractent deux fois , les autres une fois , le rayon qui les traverse : ainsi , à travers le diamant , un objet parait double , tandis que la topaze blanche du Brésil et le cristal d'Islande ne reproduiraient que la simple image de ce même objet. Mais une propriété singulière du rayon lumineux , c'est que si Ton place au-dessous Fun de l'autre, deux cristaux d'Islande, le rayon qui sortira double du premier cristal ne se réfracte pas quatre fois dans le second. On a reconnu que la non-réfraction dans le second cas tenait à la position du cristal inférieur, et que si , par exemple, au lieu de diriger la section principale du second cristal du Nord au Midi, on la dirigeait de rOuest à l'Est, les effets de la réfraction et de la non-réfraction dans le second cristal se produisaient en sens inverse. On a donc attribué des propriétés diverses aux rayons, suivant qu^ils sont

coupés selon une ligne Nord-Sud ou une ligne Est-Ouest : d'où la merveilleuse sagacité de rhomme a inféré qu un rayon de soleil a un pôle JVord'Sudetimpôle Est-Ouest Ainsi, la lumière, en changeant de route , change de nature. MM. Malus et Fresnel (a) ont mis hors de doute par leurs belles expériences la polarisation de la lumière,

M. Arago a fait une belle découverte touchant les couleurs des rayons polarisés. Il a remarqué que le rayon réfléchi n'était jamais blanc comme le rayon incident, mais qu'il se réfléchissait sous telle ou telle couleur, suivant le côté par lequel le miroir lui était présenté ; de sorte qu il a trouvé le moyen de décomposer la lumière par voie de réflexion. Cette découverte lui a permis de constater la nature de la lumière qui nous vient des astres. On sait par lui que les comètes ne brillent que d'une lumière empruntée, et nous la renvoient. La clarté du soleil lui a paru exempte de toute polarisation.

D'autres expériences sur la lumière ont fait reconnaître que les rayons pouvaient, en certains cas, s'éteindre mutuellement. Grimaldi Hooke avait entrevu ce phénomène; mais le docteur Young, et après lui le savant Fresnel, ont agrandi et fécondé cette branche de l'optique. Il résulte de leurs recherches que deux rayons de même couleur et de même réfrangibihté sont susceptibles de se détruire, c'est-à-dire que si ces deux rayons frappent ensemble un corps blanc, au lieu de le rendre lumineux en se mêlant , ils le rendront obscur. Ce qui semblerait devoir augmenter la lumière aura produit les ténèbres.

(a) Jeane savant français dont la science déplore la perte prématurée.

^ I4VSE QUATRIÈME.

Oem fwcontre 4e rayoflç qui ç'^tejpen» mti- «ndlenent a ^té nommée interférence^, pp sj emnge phénomène est attribué à Tinégalité dçs rMites parcourues par les rayons , 9^ plutôt à la ^îffiérence du nomore de yibrations qui produisent diaque Jet de lumière. En effet, si Ton se représente le fluide universel ou Téther mis en VÉOUTement par deux impulsions opposées , le résultat sera le ipême qu'à la surface de Feau où ^ix ondulations contraires se détruisent en se rencontrant.

Quelquefois les rayons ne se détruisent pas entièrement, mais se combattent et sWaiblissent: ce qui fait naître d'innombrables changements de couleur. La bulle de savon ne doit qu'à une

Smltitude d'interférences de cette nature la magi^ e soii éclat. De mé^e s'expliquent tpus les eftets d'ombre et de lumière qui se produisent avec des variétés infipies dans l'espace, et cet admirable croisement de teintes qui ajoutent, le ^atip et le spii*, ^ la beauté de l'univers.

Fresnel a complété ces recherches en étudiant l0$ interférences dans leurs rapports avec la polarisation j il a montré que les rayons conservaient ou perdaient la faculté, soit de se redoubler ou de se détruire, selon le sens dans lequel ils étaient polarisés, ou suivant l'ordre suivi dan$ les réfractions successives qu'on leur aura fait §ubir, s'ils ont été polarisés plusieurs fois.

L'explication donnée par Huygens pour rendre compte de l'émission de la lumière est appliquée aujourd'hui à la production de la chaleur. On attribue les effets calorifiques à un mouvement vibratile, qui, dans les molécules, est trop faible

Sour faire jaillir la lumière, etassez fort pour prouire la clxaleur. Cette opinion a été fortifiée par

l^s expériences de MM. le comte de Bumford et Becquerel : Fun a montré que le frottement était une source inépuisable de chaleur; Fautre a soumis au calcul la chaleur produite par le frottement. Grâce aux instruments perfectionnés de Nobili et de Melloni, M. Becquerel a pu déterminer la manière dont se partageait la chaleur entre deux corps frottés Fun contre Fautre.

Les lois de la transmission de la chaleur n ont pas été étudiés avec moins de sollicitude.

MM. Humford et Leslie ont prouvé que plus un corps était propre par les qualités de sa surface à réfléchir la chaleur, moins il Fêtait à la commu* piquer ou à la recevoir.

M. Fourier a déterminé la loi de Fémission du calorique. Nous avons apprécié, en parlant de» progrès des mathématiques, cette théorie qui a fait sa gloire. La chaleur rayonnante est celle qui ne se transmet pas par contact, mais de loin, et en ligne droite , comme la chaleur du soleil. Or, toutes les observation:» faites sur la lumière ont pu s^appliquer à la chaleur rayonnante avec une parfaite régularité. Celle-ci, se réfléchissant comme celle-là à la surfacie des corps polis, fait ^ussi Fangle de réflexion égal à Fangle d'incidence; Fune et Fautre, soumises à la réfraction, présentent les mêmes phénomènes, M. Bérard a prouvé que la chaleur se polarisait comme la lumière. Enfln, M. Arago a reconnu qu'elle avait égalen^ent la propriété d'interférer, c'est-à-dire que de la chaleur ajoutée à de la chaleur pouvait produire du froid, comme de la lumière réunie à de la lumière pouvait donner de Fombre. Ces belles découvertes, toutes récentes, semblent démontrer Fidentité des principes de luSchaleur «t de la lumière.

M. Melloni a inventé un appareil propre à manifester et à mesurer les modifications que la chaleur rayonnante subit dans Fintérieur des corps. Cet instrument, en mettant en évidence les élévations de température et les effets chimiques qui en résultent, a prouvé que la constitution des jets lumineux était diverse. Il a même indiqué avec tant de précision la composition des rayons calorifiques, qu'on a pu Texprimer numériquement (a).

Les expériences sur la dilatabilité des corps par la chaleur sont déjà un peu anciennes.

M. 6ay-Lussac a observé les lois des dilatabilités des liquides, en comparant les dilatations du mercure à celles de Tair. 11 a prouvé en outre que tout fluide, quelle que soit sa nature, se dilate d'une quantité égale, et qu'il acquiert en prenant la température de Teau bouillante un peu plus du tiers de son volume primitif. Les pnénomènes produits par la chaleur latente^ c'est-à-dire par celle qui se cacke dans les molécules des corps fondus ou vaporisés, ont été observés et approfondis. On a cherché à déterminer la capacité des corps pour la chaleur, savoir : la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température des différents corps. On conçoit que cette quantité est fort inégale : elle a été nommée chaleur spécifique.

C'est en 1800 que le célèbre Volta fit l'admirable découverte qui l'a immortalisé, et qui lui procura l'honneur d'être couronné par l'Institut sous les yeux de Napoléon. Galvani avait dû au hasard la connaissance de l'étrange propriété qu'a la grenouille d'entrer en convulsion si l'on

(a) Mémoire de TAcad. des sciences, t. XIV, p. 4^3.

SCIENCE DE LA NATURE. igj

place deux lames métalliques de diverse nature entre ses muscles et ses nerfs. Volta tira des observations faites par Galvani une conséquence qui ne pouvait être aperçue que par Toeil du génie : c est que l'électricité était le principe des convulsions , et que son développement provenait du contact de deux métaux dissemblables entre eux. Bientôt il mit cette assertion neuve et hardie hors de toute contestation, en inventant la piley sorte de longue colonne formée par la superposition plusieurs fois répétée d'une rondelle de cuivre, d une rondelle de zinc et d'une rondelle de drap mouillé. Un fil métallique fut attaché à chacune des deux extrémités, ou, pour mieux dire, des deux pôles de la pile. Alors, la science posséda un instrument doué d'une puissance que l'imagination la plus audacieuse n'aurait jamais pu rêver. Cette machine s'électrisnit elle-même; son énergie était intarissable. Il suffisait de toucher en même temps les deux fils pour recevoir la commotion. Si ces fils se rencontraient, ils se brûlaient mutuellement, et, après avoir été feu et lumière, se fondaient ou se vaporisaient. Deux charbons placés aux extrémités de ces fils devenaient deux petits globes de lumière, qui brillaient comme le soleil sans se consumer. Les mêmes fils plongés dans l'eau la décomposaient. Mais nous parlerons ailleurs, avec plus d'étendue, des effets chimiques de la pile de Volta.

Peu à peu toutes les principales causes du développement de l'électricité furent connues et exposées. M. Pouillet montra rinflqence des végétaux sur l'électricité atmosphérique; mais on n'a pa« encore pu déterminer la vitesse de ce princi])e impondérable, irparatt aussi rapide que

nairçs avaiïRt cpielque choses de T^fil, OU tti ■ . n'étaient que l'effet d'une illusion acciqçi L'expérience l'a convaincu que le bleu oi^ l c -était I^ couleur réelle de certaines étpiles, **- ces deux nuauces ne ^e reflcontraienf que » . Iesétoilesmultiples.Us'estpas6,sanilaré»o -. .. cette qiiestiou <J* savqir s( les étoiles T(eçt :> .- , bleues n'étaient pas des soleils qui languisi» ,,-j . iendent à s'éteindre. On a déjà observé qv ^^, . le temps certaines étoiles changent ^e co»^ , Si les étoiles fixes sont des corps en çopJ>l^^ ^ et ne brillent popr noua qu'à travers «OC f spbère gazeuse qui les entoure, leur couleui.^^

filiquerait, selon M. 4rago, par la réfracti( eurs rayons : dans cette bypotbèse , la \^ bleuâtre annoncerait «ne combustion qui dé< -^ ' Vi car nous savons que cette teinte est celM gaz qui, après avoir ^tè livrés ^ une vioj cnnibustion, perdent quelque cbqse de l^tï^^, candescence.

lie retour de la comète de Halley, qiV>. ■ venu confirmer, en l835, pour la se^s,,,^,"" fois les calculs feits çn, 1682, ii marqqd; ère remarquable dans les fanâtes de la sçM fja comète a été aperçue précisément Tfl point du ciel on les calculs avaient placé sag paritiaq. Tous les astronomes oqt étudié ltt| ments par^boligues du nouvel astre; un" perturbations c^culées d'après la théorie cl traction uaiverselle n'ont pas été prévueïl toute la précision désirable : aussi, le$ astrçiM ne se sont-ils pas tout-à-faît accordés dam 1 sur le I ' df 11

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S^^ogemc^llt successif de tçippérature qui 9 lieu ans Ta direction ^e VOrient à VQccîdent, à mesure que le spleil passe d'un méridien à un 4Utre, pouvaU être Tune des causes des CQuraufs électriques 4^ la terre; il a suggéré aussi Fidée que ces coprants ppuyaient étf e produits par Factiou d^ la lumière qui communique à Tacier la propriété magnétique. Dans ce cas, les courants e)ec- (fique^ ï\p traverseraient que les couches les plus extérieures d\\ globe terrestre (a).

Déjà ridentité de la lumière et de la phaleur, celle de Télectricité et du magnétisme, étaient çoustatées, comme nous Favons fait voir^ par de$ expériences pleines d'autorité , lorsque les savants ont commencé à reconnaître également une frappante similitude entre la chaleur et Télectricité. En s appliquant à découvrir quels sont les corps qui jouissent au plus haut degré de la pro-

ffieté électrique, ils ont trouvé que ces corps taient ceux qui avaient le plus de tendance à s'unir à Foxygène. Or, qu'est-ce que Foxygène, sinon le gaz comburent par excellence? S'il en est ainsi, les corps doués de la plus haute propriété électrique doivent être ceux qui ont la plus grande capacité pour recevoir la chaleur- Ce résultat a été confirmé par les expériences de M. Becquerel, qui a montré que ceux des métaux qui étaient les meilleurs conducteurs électriques^ étaient aussi les meilleiirs véhicules de la chaleur.

L'analogie entre l'électricité et la chaleur a été en outre démontrée par les effets de la pile : plus Faction chimique qu^elle a produite a d'énergie, plus Félectricité dégagée est accompagnée

la] Mén* de TAcad. des Sciences, t. lY, p. i43.

de lumière et de chaleur. Nous ne dissimulonâ pas que d'autres expériences plus décisives encore sont nécessaires pour nous donner le droit d'affirmer que Félectricité et la chaleur ne sont qu'une seule et même chose. Mais tout portejà faire croire qu'elles ne se feront point attendre. Alors, l'existence d'un agent simple et universel sera démontrée.

La météorologie est une des branches deâ sciences naturelles qui ont fait le moins de progrès. On en est encore réduit aux conjectures sur Torigine des météores lumineux, et sur les causes de la production instantanée des trombes , des ouragans, et en général des grandes variations de air.

Les astronomes et les physiciens ont longtemps combattu Topinion populaire qui attribue aux phases de la lune quelque influence sur notre atmosphère. M. Delamarck avait formé des aanuaires météorologiques qui auraient pu donner à cet égard quelques indications utiles, s'ils eussent contenu un nombre suffisant de données. Depuis, M. Schûbler, résidant à Augs^ bourg , a résumé seize années d'observations qui comprennent cent quatre-vingt-dix-huit révolutions lunaires. Il en résulterait que la partie du mois lunaire pendant laquelle il pleut davantage est placée entre le premier quartier et la pleine lune, ou, en termes astronomiques, vers le deuxième octant. D'autres observations faites en France par M. Flaugergues sur une période de vingt années confirment le résultat auquel est

Earvenu M. Schûbler. Il a constaté, en prenant la auteur moyenne du baromètre pendant les diverses phases de la lune, que le mouvement de cet astre avait une influence marquée sur les

phénomènes de notre atmosphère. M. Arago a reconnu qu'il n'y avait plus d'incertitude possible à ce sujet. Plusieurs météorologistes , qui partagent cette opinion, ont pensé que la lune agissait par voie d'attraction sur les vapeurs du globe comme sur les eaux de la mer, et que l'atmosphère avait une marée à Fimage de l'Océan. M. Arago n'adopte pas cette explication : il attribue les pressions exercées sur le baromètre à quelque cause d'une nature encore inconnue, mais certainement dépendante de la lune.

On s'est beaucoup occupé depuis quelque temps des pierres atmosphériques nommées aérolithes. Ces corps, analysés par MM. Vauquelin, Thénard et Laugier, ont été reconnus composés de Sicile et de fer. Plusieurs chimistes ont pensé

Îue les éléments de ces corps étaient suspendus ans les hautes régions de l'air. Aujourd hui, le système qui prévaut à l'égard des aérolithes, les considère comme de petites planètes qui sont disséminées dans l'espace, en tant que restes de la formation des planètes et des satellites. Ces petits noyaux, circulant autour de la terre, viendraient tout-à*-coup s^y réunir par une cause inconnue, qui détruirait Téquilibre entre l'impulsion première qu'elles auraient reçue et l'attraction exercée par notre planète. L'illustre Laplace a prêté l'autorité de son génie à ce système.

Les étoiles filantes paraissent des corps de mémet nature que les aérolithes. Ces météores atmosphériques ont fixé l'attention du monde savant. Le professeur Brandes a fait en Allemagne des observations comparatives qui ont assignéune hauteur de cinq cent milles (deux cents lieues) à quelques-unes de ces étoiles. S'il en est ainsi, elles ne prennent pas naissance dans notre atmos-

198 liVBB QUATRIÈME*

Sihère. On a cru reconnaître en outre que le seii^ e plus [habituel dans lequel $e meuvent ces météores luipineux ne s^accordait pas avec le mouyement de translation de la terre dans son orbite. Il n'y a pas longtemps que Ton a cru à la périodicité de la cbute d'une sorte de pluie de feu formée par ces nombreux astéroïdes. Les observations récentes, faites sur tous les points du globe, plaçaient l'apparition de ce phénomène vers le milieu du mois de novembre (a). Le professeur Olmsted, de New-Haven, aux Etats-Unis, a publié un intéressant travail sur le retour périodique des étoiles filantes : il a démontré que le pomt rayonnant de ces étoiles n'accompagnait pas la terre dans sa rotation d'Occident en Qnent, Inais pbéissait, comme les étoiles, à la révolution diurne apparente d^Orient en Occident. M. Olmsted pense que le centre de ceux de ces météores

Îu'il a observés était à environ mille lieues e notre globe. Les conclusions de son Mémoire sont que le corps| d'où jaillissaient ces météores circulait autour du soleil à côté de la terre, et

3ue ce corps accomplit sa révolution en six mois ans un orbite peu incliné au mouvement de l'ax^ terrestre. D'après cette explication, le nuage météorique se montrerait tous les six mois dans les régions terrestres, et pourrait verser sur la terre sa pluie de feu en avril et en novembre. Il n^appartient qu'au temps de prononcer sur cette théorie nouvelle, qui agrandirait le domaine de la physique céleste.

(fl) Anaïuire des longitudes pourranntfe i836.

SGSHGB m U HATiniE. 199