‹ Lathermochrôse, ou La coloration calorifique démontrée par un grand nombre d'expériences, et considérée sous ses divers rapports avec la science de la chaleur rayonnante ouvrage complémentaire de tous les traitès de physiqueChapitre 11 sur 41 · CG · texte numérisé non relu

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Le premier résultat qui Trappe I imagination en jetant les yeux sur le tableau 1 , c'est la transmission très-abondante du calorique rayonnaut par les lames de sel gemme , et surtout la constance de cette propriété pour toutes sortes de radiations calorifiques. Ce phénomène est effectivement de la plus grande importance; car seul il suffit pour démontrer combien l’idée que l’on s’était formée sur la nature des rayons calorifiques, provenant des sources à basse température, était erronée. En voyant ces rayons traverser un corps solide tout aussi aisément et abondamment que les radiations des flammes et des corps incandescents, il faut bien en couclure que les diverses espèces de chaleurs rayonnantes ne différent pas essentiellement entre elles , et que leurs différences de transmission par rapport au verre et aux autres substances mentionnées dans les deux tableaux ne sont autre chose que des caractères spécifiques., analogues à ceux qui existent entre les rayons lumineux de couleurs différentes. Les corps portés à des températures plus ou moins élevées deviennent ainsi, pour nous, de véritables sources de chaleurs colorées; le verre, et autres substances diaphanes, transmettant en diverses proportions ces couleurs de chaleur, constituent des milieux colorés par rapport à la chaleur; et le sel gomme, un milieu incolore à travers lequel toutes les chaleurs colorées se transmettent avec la même intensité.

Qu’ on le remarque bien : nous n’adoptons ici aucune hypothèse , mais nous posons un simple rapprochement entre deux ordres de faits qui nous paraissent doués d'une certaine analogie. Bientôt une étude approfondie de la marche des rayons dans l'intérieur de l’eau, du verre, de la sélénile, du mica, et l’analyse des phénomènes que pre-

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sonie le passage Oc lu chaleur de l'un ù 1 autre milieu , nous rendront moins timides.

Maintenant , répctous-lc, c’est une pure comparaison que nous mettons en vue, afin de rattacher aux idées parfaitement familières de transparence et de couleur, une série de phénomènes qui se cachent pour ainsi dire à nos sens , et se rapportent à un agent dont nous ne pouvons guère apprécier directement que la seule intensité.

Cependant, pour éviter de longues périphrases, et donner plus de clarté à l’exposition, nous pouvons, dès à présent, appliquer la dénomination de l/iermoc/irose(*) à cette propriété des milieux et des radiations calorifiques qui vient d'etre assimilée à la coloration des corps et des rayons lumineux, parce qu’elle produit des effets semblables; de là nous tirerons alhermûchtàte (**) pour exprimer la propriété opposée du manque de coloration. Avec le mot l/ierniochroique nous entendrons un milieu ou uurayonnennnent calorifique doué de la thermochrôse; et nous dénoterons le corps qui en est privé par le terme alhermochro'ique .

La différence si remarquable que présente au premier abord la transmission du sel gemme relativement aux autres corps, m’a engagé à changer quelque peu l’ordre naturel des idées daus la discussion des résultats numériques que renferment nos tableaux; car, le sujet dont nous devions nous occuper étant le passage immédiat du calorique rayonnant à travers les corps , il semble que l’on aurait dû commencer par examiner quelle est lu série et

(*) De lermon chaud , chaleur , et croa couleur ; d' où croo colorer et crosis coloration: rolomiion de la chaleur.

(**) Ve a privatif et itnrmoclirôsc: sans coloration de chaleur.

la succession graduée des substances douées d'une telle propriété; il semble, en d’autres termes, que l’on aurait dû commencer par établir 1 échelle de la transparence des corps relativement à la chaleur. Mais pour justilier en quelque sorte , la marche adoptée , je ferai observer que , non seulement les rapports numériques des transmissions, mais l'ordre même des transparences calorifiques, varient avec la qualité de la source employée. Nous voyons, en effet, la seconde lame de la série transmettre presqu’autant de chaleur que la troisième pour la première source, et beaucoup plus pour les suivantes; la sixième lame, qui a une transmission inférieure à la cinquième pour la première source, lui devient supérieure pour les trois autres, et cette différence grandit tellement à l’égard de la quatrième source qu’un cinquième de la chaleur incidente passe encore librement à travers la sixième lame, tandis que la cinquième lame devient tout-à-fait opaque pour cette espèce de chaleur. Les lames des numéros 22 et 23 sont douées de la même transmission pour le rayonnement de la première source et présentent les deux phases contraires à l'égard des deux sources suivantes ; car , dans la seconde, la trasmission du numéro 23 devient supérieure à celle du numéro 22; et dans la troisième, la transmission du numéro 22 surpasse à son tour la transmission du numéro 23. D’autres inversions analogues se rencontrent dans le même tableau, sans parler des proportions relatives, qui changent presque toutes en passant de l'une à l'autre colonne.

Si nous voulons savoir quel est l’ordre des transparences calorifiques il nous faudra donc choisir la qualité de rayonnement incident. Examinons successivement nos diverses échelles de transmission , et une inspection ininu-

lieuso des résultats nous montrera l’existence d'un phénomène tout aussi remnnjunhle, tout aussi inattendu, cjuc l’action conslanlo du sel gemme sur les différentes espèces de chaleur rayonnante.

Les substances qui ont été soumises aux expériences ne sont pas toutes incolores , on en trouve plusieurs colorées ou simplement rembrunies; dans l’un et l’autre cas, la présence de la matière colorante * ou de celte modification quelconque du corps à laquelle est due la coloration visible du milieu , diminue nécessairement la transparence qu’il aurait dans l’état incolore. Or, en comparant les données relatives aux substances colorées ou rembrunies avec celles des sublances incolores, on trouve que l’ordre des transmissions n’a aucun rapport avec celui des transparences proprements dites, et que souvent des corps d’une teinte très-foncée transmettent beaucoup plus de chaleur que les milieux les plus limpides. Ainsi, en considérant tout d’abord le rayonnement le plus lumineux, qui est celui de la lampe de Locatelli , on voit l'acide citrique , le tartrate de potasse et de soude, l'alun, la glace, substances tout-à-fait diaphanes et sans la moindre trace de couleur, transmettre trois à six fois moins que la lame du n° 12, qui est un cristal de roche enfumé, quatre à huit fois moins que la lame du n.°6, composée de spath fluor verdâtre, cinq à neuf fois moins que la lame du n.° U, formée de béryl jaune verdâtre.

Les différences ne sont pas moins apparentes dans la classe des milieux liquides, malgré la qualité plus propice du rayonnement employé qui surpasse sans aucun doute, en fait d’intensité calorifique et lumineuse, la radiation de la lampe de Locatelli. L’inspection du tableau II nous montre, La Tueumocukùse. l rc pabtie. 22

en filet , que les huiles d'olive, de noix, de colza transmettent trois fois plus de chaleur que l’eau distillée , et que la transmission calorifique de ce dernier liquide, cité comme le type de la limpidité , est six fois inférieure à la transmission calorifique du hi-chlorure de soufre, qui , par sa couleur rouge-grenat très-sombre, constitue indubitablement le liquide le moins transparent de la série.

Il est supcrllu de pousser plus loin ces comparaisons, car elles suüiscut, et au-delà, pour montrer que lorsqu’il s'agit des radiations calorifiques et lumineuses des flammes, l'échelle de la transparence des cor/>s, relativement aux rayons de chaleur , n'est pas celle de leur transparence par rajtporl aux rayons de lumière.

Un simple coup d’œil, jeté sur le tableau I, suffit pour montrer que la différence entre la transparence calorifique et la transparence lumineuse des corps se manifeste aussi à l’égard des métaux portés à diverses températures. Ou voit même qu’elle y est beaucoup plus prononcée, comme il fallait s’y attendre ; car l'alun, l’acide citrique et autres substances incolores, exposées aux radiations du plaline incandescent cl du cuivre chauffé à iOO et à 100 degrés, deviennent complètement opai/ues par rapport à (a chaleur, tandis que certains corps colorés, ou peu diaphanes, comme le soufre et le sel gemme impur, donnent encore des transmissions très-marquées.

Il nous faut donc un terme spécial pour distinguer rt'lle transparence , ou diaphanêilé calorifunie , de la transparence ou diaphanêilé lumineuse. Mous l’appellerons transcalescence ou dialhermasie (*). Diathcrmi-

(’) Ou grec (lia par, à iravtr t , n ternuo chauffer: transparence calorifique.

tjuc (*) exprimera alors l'attribut des corps doués do la diatlierniasie. AdialAertnasie (**) et adialhermù/iie (***) signifieront la qualité opposée, c’est-à-dire l ’ opacité calorifique , considérée, soit abstraitement, soit par rapport à une substance ou à une classe déterminée de corps (13).

Mais ici se présente une question très-intéressante: celte différence, qui existe parfois entre la dialhermnsic et la transparence proprement dite, irait-elle par hasard jusqu'à une opposition complète ; en d’autres termes , un corps parfaitement opaque pourrait-il être diuthermique?

L’expérience a déjà résolu cette question dans le sens nllirinatif. Nous connaissons aujourd’hui trois substances qui , réduites à une certaine épaisseur, transmettent les

C) De dia par, à travers, et lcrnion chaud, chaleur: diaphane pour la chaleur.

(") De a privatif, et dialhcrmasic transcalescence : opacité ralori tique.

('“) De a privatif, et diaihcrmiquc tramcalcscenl : opaque pour ta chaleur.

(13) Entraîné par l'analogie de composition arec le mol diaphane, j’avais d'abord appelé dialhermane ce qui nie semble maintenant, d'après les règles de l’étymologie, beaucoup mieux exprimé par dia thermique, De dialhermane j'avais déduit diutharmumitc pour indiquer la transcalcsccn.cc des milieux, propriété que je crois aujourd’hui plus rontcnableinriit rendue par to mot diatliermasie. Ampère avait proposé une dénomination très rapprochée de celte dernièro , savoir dialhermansie, pour dénoter l'absorption variable que l'eau, le verre, et presque tons les milieux calorifiques exercent sur les radiations des différentes sources de chaleur; mais celte sigoiQcaiiou , totalement conventionnelle, n'était applicable qu'aux phénomènes de Iran smission , et nous verrons plus tard les corps blancs opaques , et les substances odiaihermiqucs , en général, présenter des faits qui dcrèlcnl clicl eux i'cxiiicnre de la même force d'absorption élertive, et qui exigent , par conséquent , icmplei de la même dénu mina-

rayons calorifiques de plusieurs sources, tout en inferco* ptant complètement le passage des rayons lumineux : ce sont les verres noirs, les micas noirs, et le sel gemme dans un état particulier d'opacité que nous examinerons plus tard. On peut étudier commodément ce curieux phénomène au moyen du verre noir opaque que les opticiens emploient pour construire les miroirs destinés à la polarisation de la lumière. Dans ce cas, la transmission calorifique s’obtient sur les lames de cette espèce de verre, telles qu’on les trouve dans le commerce , et sur des épaisseurs qui peuvent aller jusqu’à trois ou quatre millimètres. Mais si l’on veut obtenir le maximum d’effet, il faut faire polir la lamo sur scs deux faces, et ki rendre aussi mince que possible sans lui communiquer la plus légère transparence. Afin d’étre bien sûr de cela, il ne suffit point de constater que les images des corps terrestres sont totalement interceptées, il faut aussi qu’il n’y ait pas la moindre traco do transmission lumineuse lorsqu’on interpose la lame entro l'œil et le soleil lo plus brillant. Celte condition étant remplie , on placera la lame contre l’ouver-

tion. Un antre physicien fort distingué a désigné cette action variable, que tes corps exercent sur les radiations calorifiques, par l'expression thermanisme : mais cette expression, très-simple à la vérité et très-facile à prononcer, pèche évidemment par sa trop grande généralité ; elle n’offre d’ailleurs qu’une idée confuse d'écbauffcment, et ne contient ancune allusion à l'état rayonnant de la chaleur. La dénomination que nons avons adoptée définitivement rappelle l’idée du rayonnement calorifique , montre la grande analogie du phénomène qui nous occupe avec l'action que les corps colorés exercent sur la lumière , elle est d'une prononciation tout aussi facile que le mot thermanisme, et parait enfin satisfaire à toutes les exigences de ta science.

turc do l’écran , la source calorifique d’un côté , et le thermomultiplicateur de l’autre, et l’on verra que les rayons do nos trois premières sources passent au travers dans une proportion très-appréciable , plus ou moins grande selon la qualité et l’épaisseur de la lame, arrivant au quart, au tiers, et surpassant même, dans certains cas, la moitié de la chaleur incidente.

Ceux qui observent le phénomène pour la première fois ne manquent presque jamais de l’attribuer à la chaleur absorbée par la lame et rayonnée ensuite sur le thermoscope. Pour démontrer l’erreur d'une telle conclusion, il n'y a qu’à répéter sur la lame opaque quelques unes des expériences au moyen desquelles nous avons prouvé la diathermasie des substances transparentes, On commencera donc par retirer la pile hors de la direction des rayons, en la maintenant toujours à la même distance de la lame, constamment tournée vers elle, et l’on fera remarquer que dans cette nouvelle position du corps thermoseopique les aiguilles du galvanomètre descendent au zéro du cadran. On pourra ensuite tourner doucement la lame et la diriger perpendiculairement à l'axe de la pile, sans que pour cela l’index de l’instrument montre la moindre tendance à dévier do nouveau. Outre cette expérience, qui suffit à elle seule pour démontrer incontestablement la transmission immédiate de la chaleur rayonnante par le corps quelconque interposé sur son passage, on pourra aussi, lorsque la pile se trouve sur l’axe de la radiation et l’index du rhéomèlre stablement dévié , produire une succession rapide des diverses parties do la lame devant l’ouverture de l’écran, et faire observer que ce mouvement transversal de la lame ne trouble point la déviation existante.

Si 1 observateur nu saisit pas encore 1 évidence de la démonstration, on lui montrera une expérience qui prouve, pour ainsi dire matériellement, que l'inllucnce de réchauffement de la couche dialliermique est nulle; ce qui ne manque jamais de convertir les esprits les plus rebelles. A cet effet on prendra deux écrans percés, que l'on placera sur la grande barre de l’appareil décrit tantôt ( fig. 12 ), à une distance mutuelle de deux décimètres environ , en sorte que leurs ouvertures se trouvent sur l’axe de la radiation calorifique; puis, l'on introduira la lame opaque entre les deux, et, en la promenant de l’une à l'autre ouverture , ou verra que ce changement de position n’apporte aucune altération appréciable dans l'indication de l'instrument thermoscopique, altération qui aurait lieu nécessairement si l’action manifestée provenait , en tout ou en partie, de réchauffement de la lame.

Les détails dans lesquels nous venons d’entrer trouvent leur excuse dans l'importance du fait qu’ils tendent à établir sur des bases solides. On connaît les sentiments de surprise et d'admiration avec lesquels furent accueillies, il y a environ cinquante ans , les preuves inattendues de l'existence d’une radiation calorifique obscure parmi les rayons solaires. Or, le passage immédiat de la chaleur rayonnante à travers les corps opaques n’est , pour ainsi dire , que le complément de celle brillante découverte de \Y . Ilorscliel.

En effet, puisque le phénomène s’accomplit sous l'action des flammes et des métaux incandescents, il s’en suit que les lumières des sources terrestres contiennent une quantité plus ou moins grande de rayons calorifiques obscurs, il se trouvent ainsi dans le même cas que le rayonnement solaire.

Nous verrons bientôt que, malgré Unir incapacité d'agir sur l'organe de la vue , ces radiations oliscures des llamines et des corps incandescents se composent de plusieurs éléments doués do propriétés totalement analogues aux couleurs des radiations lumineuses. Malheureusement, les faits qui montrent la vérité d'une telle proposition ne possèdent pas cette beauté physique, si attrayante, qu'offrent les expériences de Newton sur la composition de la lumière ; ils ne sont pas toutefois entièrement privés de ce charme intellectuel, propre aux découvertes que les bornes de nos sens semblaient devoir nous iuterdire ; et cela suffira , je l’espère , pour attirer l'attention des philosophes cl de tous ceux qui s'intéressent aux progrès des sciences physiques.

Mais reprenons notre discussion générale sur les diverses proportions de chaleur transmise par les substances diaphanes.

On voit par l’inspection du premier tableau que le sel gemme, le spath lluor et le soufre se laissent traverser par des quantités plus ou moins grandes du rayonnement des corps chauffés au-dessous de l'incandescence. Cette propriété ne se borne pas à la chaleur des sources à 400 ou 100 degrés, mais elle s'étend jusqu'aux rayonnements des sources calorifiques qui surpassent à peine «le quelques d«'grés la température de l'air ambiant. Ainsi, en plaçant une lame de sel gemme, de soufre ou «le spath lluor près de l’ouverture du tube de la pile lherinoscopi«|ue , et en présentant ensuite la main à une certaine distance de cette lame, on voit avec surprise les aiguilles du galvanomètre sc mettre aussitôt en marche, quelle que soit l’épaisseur de la lame, comme si les rayons tombaient directement sur la

pile, tandis que des plaques beaucoup plus minces de cristal de roclio , d'alun , do verro , ou de tout auiro corps dialliormique pour les sources do chaleur à température élevée, interceptent totalement la radiation de la main , et laissent l’aiguille dans le repos le plus absolu.

Nous avons déjà remarqué que les proportions relatives de chaleur transmise par les diverses substances , et jusqu'à l'ordre meme de la diathermasic , changent avec la source de chaleur. Cela montre, évidemment, que le phénomène de la transmission tire son origine de la nature particulière des rayons calorifiques, et non pas de leur quantité ; car s’il dépendait uniquement de la température de la source de chaleur, ainsi qu'on le soutenait du temps de Dclarochc, les transmissions des lames de différente nature varieraient toutes dans le même rapport en passant de l'une à l'autre source, et l’échelle de la diathermasie serait invariable. Cependant, comme la transcalescencc de chaque corps augmente, en général, en allant du vase métallique noirci chauffé à 100 degrés jusqu’à la flamme, quelques observateurs admettaient encore dernièrement qu’il y avait entre l'intensité du foyer rayonnant et la transmission calorifique de chaque corps, une certaine relation, en vertu de laquelle, la quantité de chaleur, qui traverse une substance donnée , devait nécessairement augmenter avec la température de la source.

Voici une observation d’un jeune el habile physicien de Berlin , M. Knoblauch , qui est éminemment propre à montrer que la transmission calorifique peut fort bien augmenter lorsque la température de la source- diminue , ou vice versà.

Le lecteur a sans doute présent à la mémoire que notre

seconde source de chaleur consiste dans une petite spirale de fil de platine, maintenue à l'état d'incandescence par le contact de la couche superficielle d’une flamme alcoolique.

Or, on conçoit que cette flamme, fournissant sans cesse la chaleur perdue par le rayonnement du métal, doit avoir dans son état d'isolement une température plus élevée que celle de la spirale. Si la transmission des corps augmentait nécessairement avec la température de la source rayonnante, il Coudrait donc que la quantité de chaleur qui traverse une substance donnée fût plus grande dans le premier cas que dans le second, tandis que l’on trouve précisément le contraire. En effet, ces deux sources produisant successivement au thermomultiplicateur la même déviation de 38 degrés par l'action directe de leur rayonnement, M. Knoblauch a vu l'index de son appareil descendre à 16 degrés pour la flamme d’alcool, et à 19 pour le platino incandescent, lorsqu’on interposait sur le passage des rayons la même plaque de verre. La sélénite et toutes les substances explorées par l’auteur produisirent un effet analogue. En répétant ces expériences sur plusieurs corps de différente nature et de diverses épaisseurs, j’ai obtenu les résultats suivants.

La TuEBMocuaôsE. 1" partie.

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