STÉRÉOMÉTRIE

— Mécan. Faute de savoir encore tenir compte, ce que du reste on ne peut faire encore que très-imparfaitement, des changements de figure des solides par extension, compression, flexion ou torsion, l'ancienne mécanique douait hy pathétiquement les solides quelle considérait d'une rigidité indéfinie dans tous les sens. Il en est résulté pour le mot solide deux sens distincts, entre lesquels ou doit chercher à éviter toute confusion. Lorsqu'on emploie, en mécanique, le mot solide sans le faire suivie d'aucune épithéte, il faut entendre un solide de convention, in-

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dêfiniment résistant; pour désigner les solides tels qu'ils existent, on les qualifie de solides naturels. C'est aux solides indéfiniment résistants que s'appliquent ces théorèmes : que le point d'application d'une force peut être pris partout sur sa direction ; que les forces appliquées à un solide peuvent se réduire & trois, dont l'une passe par un point choisi à volonté, etc. Une force, même très-faible, appliquée à un solide naturel, produit dans toute sa masse une déformation de laquelle naissent des forces élastiques dont la résultante générale est égale et contraire à la force en action, et celle-ci se répartit elle-même dans toute la masse, de manière à faire équilibre en chaque point à la force élastique dont elle a provoqué le développement. De même, les six équations de l'équilibre dessolides s'appliquent aux solides abstraits. L'équilibre d'un solide naturel dépend de conditions bien autrement compliquées : il s'établit entre les forces extérieures données, les for- Ces intérieures qui naissent des changements de forme que le corps subit nécessairement, et celles qui représentent les réactions des appuis ; mais pour en poser les conditions, qui ne se distingueraient plus alors des six équations d'équilibre des solides conventionnels, il faudrait donner au solide naturel considéré la forme qu'il prendra effectivement sous l'effort des forces extérieures qui agissent sur lui, en tenant compte de sa ténacité en chaque point; or, c'est ce qu'il est impossible de faire, la question ainsi posée présentant des difficultés insurmontables. Lorsqu'on traite des solides naturels, on en est réduit à leur appliquer les principes de la mécanique abstraite, sauf à chercher à se rendre compte ensuite des efforts qu'ils auront à supporter en tous leurs points, afin de savoir s'ils pourront résister à ces efforts.

— Phys. Un solide est, au point de vue du hysioien, un corps dont le volume et même a forme demeurent constants lorsqu'on ne le soumet à aucune action mécanique et que la température reste elle-même constante.

Les solides sont doués tous, mais à des degrés différents, d'une propriété remarquable, l'élasticité. Soumis à. des actions mécaniques variant au-dessous de certaines intensités, que ce soient des pressions ou des tensions, ils subissent des variations de volume généralement très-petites, et, plus ces variations sont sensibles, plus !a résistance qu'on éprouve à les déterminer est croissante; dès que l'action mécanique a cessé, le corps solide revient h son volume primitif. Des tensions ou des compressions peuvent produire dans un solide des changements de forme; mais si elles ne dépassent pas certaines limites, on voit le corps revenir à sa forme primitive aussitôt que l'action extérieure a cessé. Pour des solides absolus, des forces extérieures variant entre toutes limites ne sauraient faire subir de changement définitif de forme et de volume; dans les solides réels, au contraire, il y a une limite d'élasticité qui peut être dépassée par l'action des forces réelles. C'est ce qui explique la rupture des corps solides, soit par tension, soit par pression, soit par torsion. V. kuptdse.

Sous l'influence de certaines causes physiques, et principalement de la chaleur, les corps de la nature changent d'état; les solides soumis à des températures suffisamment élevées se transforment en liquides, qui peuvent, à leur tour, passer à l'état gazeux ou redevenir solides, par suite d'une déperdition de chaleur assez considérable.

Le poids spécifique d'un solide est le rapport du poids de ce corps au poids d'un égal volume d'eau distillée, ou plus simplement, si l'on prend pour unité de poids le poids de l'unité de volume d'eau, le poids spécifique d'un solide est le poids de l'unité de volume de ce corps. Lorsqu'on a déterminé une fois pour toutes le poids spécifique d'un corps, on connaît immédiatement le poids d'un volume quelconque ce de corps.

Les poids spécifiques des solides se déterminent par les méthodes de la balance hydrostatique, du flacon et des aréomètres.

Dans le premier procédé, on suspend à l'un des plateaux d'une balance un fragment du solide, auquel on fait équilibre dans l'autre plateau par une somme de poids marqués qui représentent le poids du fragment. On plonge à ce moment et dans ces conditions le solide dans un liquide qui ne l'attaque pas et ne le dissolve pas, donc le poids spécifique soit connu, l'eau s'il est possible ; on observe une perte de poids du côté du corps étudié, et on la mesure en ajoutant des poids dans le plateau correspondant, jusqu'à l'équilibre; d'après le principe d'Archimède, on a le poids du liquide déplacé, par suite le volume du corps et son poids spécifique, puisqu'on connaît le poids du fragment. Il y a des corrections à faire et qui sont dues à ce qu'on a mesuré dans l'air, auquel s'applique le même principe d'Archimède.

Dans la méthode du flacon, on s'appuie sur le même principe, en évaluant le poids d'un morceau de corps solide, le poids total du même fragment et d'un flacon plein de liquide connu, et la perte de poids observée lorsqu'on introduit le solide dans le flacon; cette mêthode,plus exacte que la précédente, exige, du reste, de nombreuses corrections.

Nous renverrons au mot aréomètre pour l'étude du dernier procédé.

Tous les corps, sauf de très-rares exceptions, se dilatent sous l'action de la chaleur et se contractent lorsque la quantité de chaleur qui leur est distribuée diminue. Des expériences faites à ce sujet sur les corps solides, il résulte que ceux-ci, soumis à un accroissement de chaleur, se dilatent dans le sens des trois dimensions, c'est-à-dire dans tous les sens ; que, pour un solide creux ou présentant un espace vide, la capacité du ou des vides s'accroît d'une quantité égale à l'augmentation de volume qui se produirait dans un corps solide de même nature et remplissant exactement cette capacité. 11 faut tenir compte de ce dernier accroissement dans l'étude des thermomètres, où un liquide sensible à l'action même très-peu variable de la chaleur est contenu dans une enveloppe solide susceptible elle-même de dilatation, ainsi que le vide qu'elle forme et qui contient le liquide thermométrique. C'est ce principe qui explique qu'un liquide contenu dans une enveloppe chauffée paraît d'abord diminuer de volume sous l'action d'un accroissement de température, parce que la chaleur agit d'abord sur l'enveloppe, qu'elle dilate, et seulement ensuite sur le liquide, qui se dilate à son tour, et généralement plus, à volume égal, que le vase dans lequel il est renfermé.

Les thermomètres des hautes températures, connus sous le nom de pyromètres, sont fondés sur la dilatabilité des solides.

La mesure de la dilatation des solides et l'évaluation des coefficients de dilatation de ces corps n'offrentaucune particularité, si l'on excepte la mesure de la dilatation des enveloppes qui peut être utile pour la mesure de la dilatation des fluides contenus dans ces enveloppes. V. dilatation.

L'horlogerie a fait une application de l'action de la chaleur sur les sotides par l'emploi des pendules compensateurs. La durée des oscillations d'un pendule n'étant constante que si ia distance du centre de gravité de 1 instrument h l'axe de suspension est ellemême constante, un pendule métallique subissant d'ailleurs l'action de la chaleur qui le dilate et tend à éloigner le centre de gravité de l'axe, dans les horloges ordinaires, la durée d'une oscillation du pendule est trop grande en été, trop faible en hiver, et ces horloges retardent sur le temps moyen vrai lorsque la température augmente, avancent sur ce temps lorsque la température s'abaisse. On a songé à créer des pendules formés de lames de divers métaux tellement disposées, que le déplacement du centre de gravité du système soit nul, quelle que soit la variation de température ; ces pendules sont dus à l'horloger Leroy. Dans d'autres pendules, dus à l'horloger Graham, le mauvais efl'et de la dilatation du pendule métallique est compensé par la dilatation d'un certain volume de mercure contenu dans un vase qui fait partie de l'instrument.

La chaleur que reçoivent les solides peut se transmettre par rayonnement ou par conductibilité, c'est-à-dire directement à travers des espaces plus ou moins considérables, ou de proche en proche par communications successives aux matières pondérables mises en contact.

Pour un même corps, la quantité de chaleur rayonnée dépend de la surface qui le termine; pour divers corps à égalité de surface, la quantité de chaleur rayonnée varie avec la nature de la surface du corps. Ce fait se conclut d'expériences dues à Melloni, et dans lesquelles il a mesuré les quantités de chaleur envoyées par une face d'un cube rempli d'eau bouillante lorsque cette face est successivement enduite des diverses substances dont on étudie le pouvoir émissif. V. émission.

Les métaux ont un pouvoir émissif trèsfaible, et c'est pour cela que l'emploi de la vaisselle métallique prolonge la durée pendant laquelle les mets se conservent chauds.

Les sotides absorbent une certaine portion de la chaleur qui leur est transmise, le reste étant communiqué aux autres corps soit par réflexion, soit par diffusion, soit par transmission à travers le corps échauffé s'il est diathermane. On a constaté que pour un même solide athermane, c'est-a-dire privé de cette dernière propriété, le pouvoir absorbant et le pouvoir émissif sont représentés par le même nombre, si l'on prend pour unités les pouvoirs correspondants d'un même corps, tel que le noir de fumée.

La conductibilité ne se manifeste pas au même degré dans tous les solides; cette propriété est très-développée dans les métaux, qui sont bons conducteurs; mais il y a des sotides mauvais conducteurs, tels que le bois, le verre, lé* soufre, les étoffes ; sans rappeler les procédés de mesure des coefficients de conductibilité des solides (v. conductibilité), nous signalerons l'application de la conductibilité des métaux qu on a faite dans la construction des lampes de mineur imaginées par Davy et perfectionnées par Combes, et l'avantage très-grand que nous pouvons retirer de la mauvaise conductibilité de certaines substances qui nous servent d'intermédiaires pour le maniement des corps bons conducteurs fort échauffés, et parmi lesquelles la peau et la chair doivent être citées eit première ligcfe.

Les vibrations des corps soumis a diverses actions particulières peuvent déterminer

dans l'éther deux phénomènes vibratoires perçus par les sens de l'être humain, le son et la lumière.

Le son et la lumière sont en réalité deux états différents de vibrations qui se communiquent aux organes de l'ouïe et de la vue, et qui n'ont sans doute de distinct que la plus ou moins grande rapidité de ces vibrations. Les corps solides sont susceptibles de ces deux sortes de mouvement.

Parmi les vibrations sonores les plus intéressantes, il faut citer celles des cordes,celleS des plaques et celles des verges. Lorsqu'une corde flexible est tendue et fixée à ses deux extrémités, on peut lui faire produire un son en la faisant vibrer longitudinalement ou transversalement. C'est ce dernier procédé qui est employé dans tous les instruments a cordes, tels que le violon, le piano, la harpe, la guitare, etc. Si l'on excepte la harpe, l'expérience montre que le son acquiert une plus ou moins grande beauté suivant la forme et la nature de la caisse qui fait partie de l'instrument, laquelle entre elle-même en vibration et renforce le son. Il y a donc avantage à faire des instruments de ce genre en employant des bois de nature spéciale, doués de la qualité de renforcer convenablement les sons que devra produire chaque instrument et qui varient de l'un à l'autre.

Les vibrations des verges ont reçu quelques applications, dont la plus importante est le diapason (v. ce mot), qui, mis en vibration soit au moyen d'un archet, soit par une action mécanique rapprochant ou écartant brusquement les tiges de l'instrument, produit un son toujours le même, son étalon auquel on peut rapporter le son fondamental des autres instruments ; on connaît encore les boites à musique et te triangle, dont les sons métalliques peuvent être utilisés dans une partition. Les timbres et les cloches vibrent comme des plaques et donnent lieu à de fort beaux sons lorsque les substances qui les forment ont été soigneusement préparées.

Enfin, parmi les solides vibrants, il faut mentionner les membranes flexibles dont on forme les peaux de tambour, et aussi la membrane du tympan de l'oreille des animaux, qui transmet les mouvements vibratoires dont il est frappé soit à l'air ambiant, soit aux osselets voisins. Ceux-ci lui permettent, du reste, de vibrer plus énergiquement en diminuant la tension de cette membrane, et par leur mouvement rendent l'oreille susceptible de percevoir des sons relativement faibles, ou au contraire assez intenses, sans qu'elle soit péniblement impressionnée. Seuls parmi les solides, ceux qui sont incandescents, c'est-a-dire portés a une température très-élevée, produisent de Ja lumière; mais les autres corps font naître la sensation de lumière en nous renvoyant ou nous laissant parvenir la lumière qu'ils ont eux-mêmes reçue.

Les uns sont diaphanes, comme le verre; d'autres seulement translucides, comme le papier ou les métaux sous une faible épaisseur; la plupart sont opaques.

La propriété que possèdent les corps polis de renvoyer par réflexion une partie notable de la lumière qu'ils reçoivent a donné naissance aux miroirs et aux nombreux usages que l'on en a faits. Les miroirs métalliques sont réservés à l'astronomie ; mais on fait pour la vie usuelle des miroirs étamés, formés d'une couche mince d'amalgame d'étain appliquée à la face postérieure d'une lame de verre pur, plus ou moins artistement travaillée.

La science et l'industrie ont fait de nombreuses applications de la réfraction de la lumière à travers les solides transparents. C'est à la réfraction de la lumière solaire à travers un prisme que nous devons l'étude du spectre solaire et la découverte de certains corps jusqu'alors inconnus ; c'est sur le principe de la réfraction des lentilles que sont fondés les divers instruments de l'optique, besicles, lunettes, microscopes, télescopes.

Enfin, c'est à l'impressionnabilité chimique des corps solides sous l'action de la lumière que nous sommes redevables de la photographie.

SOLIDEMENT adv. (so-li-de-man — rad.

solide). D'une manière solide, ferme, résistante. Bâtir- solidement. 5e camper solidement.

— D'une manière vigoureuse : On vieillard

SOLIDEMENT bâti.

— D'une manière durable, capable de résister à la destruction, aux changements : Etablir solidement sa fortune. (Aead.) Pour être prêt d mourir, on comptera pour quelque chose cette imagination de reviore dans sa famille, qu'on croira laisser solidement établie. (Boss.)

— Fortement, puissamment, d'une façon sérieuse, exempte de légèreté : Penser solidement. Raisonner solidement. On doit parler sérieusement et solidkmknt des grandes affaires. (Rac.) Une vérité solidement établie suffit pour foire crouler à la longue une multitude d'erreurs. (P. Leroux.) Za banque de France n'accepte que du papier solidement gagé. (Proudh.)

SOL1DICORNE adj. (so-Ii-di-kor-ne — de solide, et de corne). Etitom. Dont les antennes

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font une masse arrondie qui parait solide k cause du rapprochement des articulations.

— s. m. pi. Famille de coléoptères.

SOLIDIEN, IENNE adj. (so-li-di-ain, i-è-

ne — rad. sofirfe). Physiq. Qui appartient, qui a rapport aux corps solides. Il Bruit solidien, Bruit produit par le choc de deux corps solides.

SOLIDIFICATION s. f. (so-li-di-fi-ka-si-ou — rad. solidifier). Faculté de se solidifier; action de solidifier; passage à l'état solide : La solidité osseuse ne procède pas de la solidification graduellement plus complète d'un cartilage. (Corvisart.)

— Encycl. Physiq. La solidification est toujours le résultat d'un refroidissement. Il n'existe pas, pour solidifier un corps, d'autre moyen que de lui enlever de la chaleur, de même que, pour fondre un corps, il n'existe pas d'autre moyen que de lui donner.de la chaleur : la solidification est de tous points l'inverse de la fusion.

Un gaz ou une vapeur ne deviennent généralement solides qu'après avoir passé par l'état liquide. C'est donc aux liquides surtout que s'appliquent les lois de la solidification dont nous avons ii nous occuper.

■ — Lois de la solidification. La transformation des liquides en solides s'effectue sous la condition de quatre lois qui correspondent à celles de la fusion.

Première loi. La température à laquelle a lieu ta solidification d'une substance, ou , comme on dit pour abréger, son point de solidification est fixe, pourvu, cependant, que l'opération ait lieu sous la même pression. De plus, ce point de solidification est le même que le point de fusion.

Deuxième loi. Pendant le temps que la solidification met à s'accomplir, la température du liquide demeure invariable.

Troisième loi. En passant de l'état liquide à l'état solide, une substituée dégage une quantité de chaleur latente égale à celle qu'elle absorberait si elle passait de l'état solide à l'état liquide.

Quatrième loi. H y a changement de volume au moment de la solidification.

Puisque, d'après la première loi, le point de solidification est fixe, il est intéressant de le connaître pour chaque substance, afin d'éviter dans les applications industrielles de porter les corps à des températures capables de modifier leur état. Voici le tableau des points de solidification, à la pression 011,76, de diverses substances :

Mercure

Brome

Essence de térében

thine

Eau

Beurre

Suif.

Sperma céli. . . .

Stéarine

Acide margarique.

Cire vierge. . . .

Cire blanche. . , Acide stéarique. .

Phosphore

Potassium

Sodium. ......

Iode

Soufre

Camphre

Elain

Bismuth

Plomb

Zinc

Antimoine

Bronze

Argent

Cuivre

Fonte blanche. . .

Fonte grise. . , .

Or (l/io de cuivre] !

Or pur

Cobalt

Acier

Fer doux

Fer écroui. . , ,

Nickel

Manganèse . . .

— zoo

l,lfiOO 1,2500

Ces températures, d'après la première toi, représentent aussi les points de fusjon. Ainsi, lorsque l'étain est à 235°, la moindre augmentation de chaleur le fait fondre et la moindre diminution le solidifie.

— Influence de la pression. Les points de solidification contenus dans la précédente liste seraient autres si les expériences avaient été faites sous des pressions notablement différentes de la pression ordinaire. J. Thomson, frappé de ce fait exceptionnel que i'eau augmente de volume en se solidifiant, émit l'idée qu'il devait être possible de retarder le moment de la solidification en retardant le moment où le volume augmente et, pour cela, en soumettant le liquide à une compression suffisante. C'est W. Thomson qui entreprit de vérifier cette prévision, et il la trouva justifiée. De l'eau soumise a des

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pressions de S et 16,8 atmosphères put être maintenue liquide jusqu'à — 0°,159 et à. — 00,129.

L'expérience la plus concluante en ce genre a été faite par M. Mousson. Ce physicien, après avoir fait bouillir de l'eau, pour la purser d'air, la comprima dans un solide vase d'acier ; la pression fut évaluée à plus de 13,000 atmosphères. Le liquide subit une diminution de volume de 1/77; le tout fut nlongé dans un mélange . éfrigérant : l'eau ne gda qu'à — 18°.

Bunsen voulut savoir si les substances qui se contractent en se solidifiant éprouveraient, comme l'eau, l'influence de la pression. Il expérimenta sur le blanc de baleine et sur la paraffine. Nous nous bornerons à citer les résultats qu'il obtint à l'égard de la première de ces substances :