LA THÉORIE GÉNÉRALE DE LA' RADIATION DE L'ÉNERGIE

L'étude générale du rayonnement, ou de la radiation de Vénergie était restée, jusqu'à ces dernières années, en dépit de l'œuvre magistrale de Kirchhoff, qu'on n'avait pas assez méditée, l'un des chapitres les plus confus de la physique. L'application du second principe de la thermodynamique est venue apporter dans ce chaos un ordre inattendu. Et, plus que toute autre, l'étude de la radiation est venue justifier cette prophétie de Tait :

ce La dissipation de l'énergie n'a pas été bien comprise et beaucoup de résultats qu'elle fournit ont été accueillis avec doute ; quelquefois même on les a tournés en ridicule. Cependant, elle paraît être actuellement la partie de la physique la plus féconde, la plus riche en promesses. »

L'énergie rayonnée par un corps matériel chauffé dans certaines conditions bien dé finies , est de tous points équivalente à de l énergie calorifique prise à la température du corps. Elle, peut, en effet, être à nouveau transformée en chaleur, si elle tombe sur une surface complètement absorbante, telle une surface enduite de noir de fumée. Dans les anciennes expériences de chaleur rayonnante, on employait constamment comme source de rayonnement le cube de Leslie, c'est-à-dire une boîte cubique creuse, pleine d'eau bouillante, dont les faces sont noircies au noir de fumée. L'énergie rayonnée par une des faces noires du cube, à 100 degrés, peut être intégralement absorbée par une autre surface noire placée en regard. Elle sera absorbée sous forme de chaleur et servira à relever la température du corps que limite cette seconde surface noire, tant que ce corps sera maintenu plus froid. Si la température de ce second corps vient à s'élever, l'absorption de chaleur continuera jusqu'à ce qu'il atteigne la température même de 100 degrés.

La radiation apparaît ainsi comme un des modes de communication de la chaleur et c'est à ce titre que les principes de la thermodynamique lui sont applicables. Pour faire passer de la chaleur d'un corps matériel à un autre, on peut recourir à la convection* c'est-à-dire au transport de matière, — ce que l'on fait, par exemple, quand on mélange des fluides inégalement chauds, — ou à la conduction, c'est-à-dire au transport de la chaleur elle-même de proche en proche, d'un point à l'autre d'un même corps matériel, mais par l'intermédiaire de la matière. Nous voyons qu'on peut recourir encore au rayonnement qui réalise un transport de chaleur sans aucun intermédiaire matériel, mais qui, ainsi que les deux autres modes, ne se fait spontanément que dans le sens du transport de chaleur d'un corps plus chaud sur un corps plus froid.

Cette possibilité de communiquer de la chaleur par l'intermédiaire de l'énergie rayonnée, justifierait, à elle seule, l'ancien nom de chaleur rayonnante. Ce nom avait même, à l'insu des physiciens qui s'en servaient, une signification plus profonde, puisqu'on y pouvait voir l'expression de l'identité de qualité entre l'énergie émisé par un corps complètement absorbant à température donnée, et l'énergie calorifique à la même température.

Le nom de « chaleur rayonnante » n'était donc pas mauvais. Par contre, celui de rayons calorifiques, appliqué aux rayons infra-rouges, était déplorable. Cette expression impliquait, en effet, l'idée que tous les rayons du spectre ne sont pas calorifiques. Or, il en est qui ne transportent qu'une quantité infime d'énergie ; mais par le fait qu'ils ont une action quelconque, par le fait seul qu'ils existent, ils transportent nécessairement une quantité d'énergie qui sera complètement absorbée et transformée en chaleur s'ils viennent à tomber sur un corps parfaitement absorbant.

L'équivalence complète entre l'énergie rayonnée par un corps et la chaleur prise à cette même température suppose une condition : c'est que ce corps puisse à son tour absorber et transformer en chaleur l'intégralité de cette énergie. De là, dans la théorie thermodynamique de la radiation, le rôle si bien aperçu par Kirchhoff du corps complètement noir « vollkommen schwarz ». Le corps complètement noir absorbe' par définition, pour la transformer en chaleur, toute l'énergie .rayonnée qui tombe sur lui, et celle qu'il émet à son tour sera complètement définie dès que l'on connaîtra sa température.

C'est donc par le corps noir qu'il faudra commencer toute étude de la radiation, quitte à voir ensuite, comme l'a cherché Kirchhoff, quelles modifications il faut faire subir aux raisonnements et aux conclusions quand on passe du corps noir au corps coloré.