DES INSTRUMENTS PROPRES A MESURER LA CHALEUR RAYONNANTE

Considérations générales. Dilatation des corps par l'action de la chaleur. Thermomètre à air, thermomètre différentiel, thermoscope et oelbrioscope; modifications qu’il faut introduire dans ces divers appareils pour les adapter aux mesures des radiations calorifiques. Courants électriques excités par la chaleur ; moyens de multiplier leurs actioos sur les aiguilles aimantées. Thermomultiplicateur ; sa construction détaillée; rapports qui existent entre ses indications et les forces thermo-électriques correspondantes. Avantages du thermomultiplicateur sur les thermomètres et les thermoscopes à air. Marche comparée de ces deux classes d'instruments.

Causes qui rendent la chaleur à i état libre ou rayonnant moins familière que dans les cas ordinaires où elle se trouve accouplée à la matière pondérable.

Tout le monde a une idée nellc de la chaleur de conductibilité, de celle chaleur qui se transmet d’un corps à l’autre par le contact de leurs particules.

On comprend parfaitement que l’air d’un appartement , La Thermochrôse. 1™ partie. 1

l’eau d'un bain , l'atmosphère libre de la campagne soient pour nous plus ou moins chauds , selon la quantité de chaleur qui a pénétré dans leur substance par l'action des sources calorifiques naturelles ou artificielles, chaleur qu’ils nous transmettent ensuite au moyen du contact. On comprend aussi qu’en touchant un corps d’une température plus ou moins élevée que celle de la main, il nous paraisse chaud ou froid selon que le calorique passe du corps à la main , ou de la main au corps. On conçoit enfin que l’une et l’autre de ces deux sensations doivent dépendre de la quantité de chaleur échangée, dans un temps donné, entre le corps touché et la main qui le touche; que, par conséquent, si l’on a plusieurs substances refroidies d’un même nombre de degrés au-dessous de la température du corps humain, le métal , qui de sa nature est excellent conducteur du calorique , nous semblera plus froid que le marbre, qui est moins bon conducteur ; et que , par la même raison , le marbre nous paraîtra plus froid que le carton ou le bois; et viceversâ, en supposant ces différentes substances échauffées d’un même nombre de degrés au-dessus de notre propre température, on se rend aisément raison de ce que le bois semble moins chaud que le marbre, et le marbre moins chaud que le métal.

Chacun s’explique avec la plus grande facilité la propagation lente de la chaleur dans l’intérieur d’une barre métallique ayant une de scs extrémités en contact avec les charbons incandescents ou toute autre source calorifique, et le décroissement de température qui s'y observe à mesure que l’on s’éloigne de cette source; puisque l’agent quelconque qui produit la chaleur, devant se propager de l’une à l’autre tranche transversale de la barre, ces transmissions

successives ne sauraient s’accomplir sans une perle de force el de lemps.

Les phénomènes qui constituent le rayonnement calorifique ne sont pas , au premier abord, d'une si facile intelligence.

En effet , comme la manifestation de la chaleur ordinaire exige toujours le contact du corps chaud , on se décide difficilement à croire que cet agent puisse se séparer de la matière pondérable et venir nous frapper à distance. 11 est vrai que nous sommes forcés d'accepter le fait quant au rayonnement solaire. Mais l'impossibilité de séparer le pouvoir échauffant du pouvoir éclairant, la grande importance de celui-ci, l’extrême facilité d’en suivre la marche el les modifications au moyen de l'organe si délicat de la vue , nous font admettre , comme par instinct, que l’action calorifique des rayons lumiueux est une espèce toute particulière de chaleur entraînée ou excitée par la lumière, qui n'u aucun rapport avec le rayonnement pur et simple des corps chauffés au-dessous de l'incandescence.

Cette croyance, simplement instinctive, sc fortifie par l’idée de l'homogénéité que nous supposons naturellement à un agent invisible ne produisant sur nous que des sensations «le quantité parfaitement semblables à celles qui nous sont communiquées par le contact des corps plus ou moins chauds.

L'inexactitude de ces opinions et de ces conséquences sera amplement démontrée dans le cours de cet ouvrage, et par l'opposition des lois qui régissent la propagation «le la chaleur à l’état ordinaire et à l’état rayonnant, et par la ressemblance qu’offrent les propriétés générales et particulières des radiations calorifiques avec les propriétés analogues des radiations lumineuses.

Nous verrons que lorsque la chaleur pure, sans aucun mélange de lumière , se trouve à l’état rayonnant , elle n’exige point pour se transmettre le concours de la matière pesante ; qu'elle n’est point forcée de suivre certains sens déterminés dans les fluides; quelle ne se propage pas lentement de l'une à l’autre surface des milieux et n’éprouve aucune perte d’intensité ou de temps par le changement ou le transport relatif des diverses parties dont se compose la couche traversée. Mais que ses affections de propagation ressemblent parfaitement à celles de la lumière ; et que , soit dans le vide, soit dans les corps quelconques capables de le transmettre , un rayon calorifique se meut exactement comme un rayon lumineux, selon la seule direction rectiligne, en un instant imperceptible, et indépendamment du repos ou de l'agitation des particules pondérables.

Nous verrons enfin, que la chaleur rayonnante obscure se compose, comme la lumière, de plusieurs espèces de rayons élémentaires et se distingue encore nettement sous ce rapport de la chaleur de contact , qui peut bien avoir différents degrés d’énergie, mais qui conserve en toute occasion les mêmes qualités , et se montre ainsi complètement homogène.

Mais pour bien comprendre les démonstrations de ces faits et étudier avec fruit les propriétés des radiations calorifiques, nous devons décrire dabord les moyens que l’on emploie pour en reconnaître la présence et en déterminer les diverses gradations d’intensité.

La sensation plus ou moins vive éprouvée à une certaine distance des sources calorifiques ne donnerait que des différences grossières , souvent erronées , et toujours impossibles à traduire en nombres. Pour comparer les intensités

des rayons de chaleur on est donc forcé de recourir à d’autres moyens. Or, parmi les effets que ces rayons produisent sur les corps, deux seuls sont susceptibles de remplir le but en question , savoir : l'augmentation de volume , et l’action que les courants thermo-électriques exercent sur l’aiguille aimantée. De là , la division des instruments destinés à la mesure du calorique rayonnant en lhermoscopes ou thermactinomètres (*) de dilatation , et en lhermoscopes ou th ermaclinomètres èlec tro-maynéliqties .

Instruments qui donnent les rapports des rayons calorifiques au moyen de la dilatation de.s corps.

Les appareils thermoscopiques de la première classe, c’està-dire ceux qui sont fondés sur l'augmentation de volume que les corps éprouvent par l’absorption delà chaleur rayonnante, ressemblent pour le principe aux thermomètres proprement dits; mais ils en diffèrent par quelques détails de construction; et cela à cause de la nature même de l’agent qu’ils sont destinés à mesurer, et de son mode de propagation, si différent de celui qui appartient à la chaleur ordinaire. Et d’ abord , ils doivent être beaucoup plus sensibles, non seulement pour apprécier le rayonnement des sources faibles , mais encore pour étudier les rayons des sources très-énergiques à une distance considérable de leur origine, et opérer ainsi sur la radiation affaiblie par l'éloignement ; ce qui présente , comme nous le verrons bientôt , de grands avantages. Voilà pourquoi , au lieu de liquides , on emploie dans leur con-

(') Vu grec tcrmon chaud, chaleur, aclio rayon, el mctron mcture.

struction l’air , dont la dilatation surpasse trois fois celle de l’alcool, et dix-huit fois celle du mercure.

La construction la plus simple du thermaelinoinètre à air est représentée dans la ligure n. 1 (*); elle ne dilfùre pas du premier thermomètre inventé par Drcbbel d'Alkinaër au commencement du dix-septième siècle. C’est , tout simplement , un récipient therraométrique renversé, à extrémité ouverte, et plongeant dans un liquide coloré qui s’élève jusqu’à une certaine hauteur dans le tube, lorsqu’on •effectue l’immersion après avoir légèrement chauffé la houle. Pour maintenir l’instrument dans cette position, on introduit le liquide dans une espèce de flacon C portant un bouchon de liège B , à travers lequel on fait passer le tube ; un trou latéral pratiqué dans le mêdie bouchon sert à maintenir une libre communication entre l’intérieur et l'extérieur du flacon. L’air emprisonné en A se dilate plus ou moins par l'action des rayons calorifiques qui viennent frapper son enveloppe, et déprime d’une quantité correspondante l’extrémité E de la colonne soulevée. En plaçant à côté une échelle divisée eu parties d’égale capacité, et en observant les effets produits dans un temps donné , on peut donc trouver , avec cet appareil , les rapports d’intensité entre deux rayons de chaleur que 1 ou fait arriver successivement sur le corps lhermoscopique.

Mais pour atteindre ce but deux conditions sont nécessaires : la constance de la pression de l’atmosphère, et la constance de température du milieu ambiant. En effet, la colonne liquide ne se soutient dans le tube qu’eu vertu de l’équilibre établi entre. la pression atmosphérique et l’élasticité de l’air renfermé dans la houle. Si la première augmente ou si

C) Toulei tel fois que les figures seront numérotées it faudra Us chercher dans la planche placée à la fin du volume.

la seconde diminue par le refroidissement du milieu ambiant , la colonne monte dans le tube; elle descend, au contraire, lorsque la pression de l’air diminue ou lorsque l'élasticité du fluide renfermé dans la boule s’accroît en vertu de l’élévation de la température ambiante.

Pour remédier à ces inconvéuienls, Leslie inventa son thermomètre différentiel qui se compose de deux réservoirs sphériques , semblables au précédent , réunis ensemble par un seul tube à branches parallèles , replié à sa partie inférieure , et contenant un liquide coloré , qui remplit entièrement l’une des branches, et s’élève dans l’autre à une hauteur plus ou moins grande ( fig. 2). Tout étant herroéliqncment fermé , on conçoit que la pression atmosphérique ne peut plus exercer la moindre influence sur les deux masses d'air contenues dans les boules, ni altérer, par conséquent, la hauteur de la colonne liquide. Une augmentation ou une diminution de température ne saurait pas non plus affecter les conditions d'équilibre du système ; car elle agit uniformément sur les deux réservoirs, et modifie d’une quantité égale l'élasticité de l’air intérieur.

On voit par là que l’air de la boule A' sert à compenser les variations de volume que les changements de température et de pression atmosphérique, survenus pendant les expériences, communiqueraient à l’air de la boule A, destinée à explorer les divers degrés d’énergie des rayons de chaleur.

Ainsi, en faisant tomber successivement les différentes radiations calorifiques en A , et en observant les espaces parcourus par le liquide en E, on pourra comparer les effets de ces radiations, sans craindre que les résultats soient affectés par les variations de température et de pression atmosphérique.

Ces mêmes nvanlages se retrouvent aussi dans le thermoaeope de Rumford , qui est d’une structure lout-à-fait analogue au thermomètre différentiel de Leslie et en diffère seulement par rapport au tube et à la longueur de la colonne liquide; car les deux branches au lieu de former une courbure étroite à la partie inférieure, se replient à angle droit, et laissent entre elles une portion horizontale assez étendue, au milieu de laquelle se trouve placée une petite colonne L de liquide coloré, qui sépare l’air des deux boules A, A', et sert à mesurer leurs différences de dilatation ( fig. 3 ).

Cette disposition , qui , dans les différents points de la marche maintient constante la pression de l’index liquide sur les masses d’air des deux réservoirs, est peut-être préférable à celle adoptée dans l'instrument de Leslie, où la pression, dérivant de la différence de niveau du liquide dans les deux tubes, varie évidemment avec l’action calorifique observée.

Le lhermoscope de Rumford porte à un angle du tube un petit réservoir P plein de liquide, avec lequel on forme l’index de l'instrument. A cet effet on chauffe très-légèrement la boule A' avec la chaleur de la main placée à une certaine distance , et on chasse ainsi une portion de l’ air de A' en A. Alors en retirant la main et en soulevant quelque peu le réservoir , on fait pénétrer une petite colonne liquide dans le tube horizontal; et l’air, qui tend à reprendre sa distribution primitive, pousse devant soi l'index vers A' jusqu’à ce que l’équilibre s’établisse entre l’élasticité de l’air contenu dans les deux boules. En opérant convenablement on peut faire arrêter l’index où 1’ on veut qu’il se tienne sur le tube.

11 existe enfin une troisième forme de thermactinomètre

<le dilatation , à laquelle Leslie a donné le nom à'œthrioscope. Cet instrument , employé à la mesure de la chaleur rayonnante vers le ciel, se compose de deux boules A, A', ( fig. 4), communiquant entre elles par un tube droit situé verticalement pendant les expériences. La boule supérieure, beaucoup plus petite que l’inférieure, a son centre placé dans l’un des foyers d’un miroir elliptique en métal, coupé perpendiculairement à l’axe selon un plan passant par le foyer opposé, et muni d’un couvercle que l’on ouvre lorsqu’on veut mettre l’instrument en activité. La boule inférieure est entièrement couverte par une enveloppe métallique. Le tube porte une échelle divisée et un index liquide semblable à celui du thermoscope de Rumford.' La ligure représente 1’ appareil sectionné verticalement, alin de pouvoir observer sa disposition intérieure.

Cet instrument a le défaut de ne pas être entièrement soustrait aux variations brusques de la température atmosphérique. I’our s’en convaincre il suffit de remarquer que les masses d’ air et de verre, dont les boules se composent, étant différentes, elles ne peuvent ressentir avec la même intensité les changements de chaleur qui apparaissent soudainement dans le milieu ambiant ; il y aura donc une dilatation ou une contraction plus prompte d'un côté que de l’autre, et l’action des rayons incidents sur le miroir et la boule supérieure sera troublée. On peut démontrer aisément que les choses se passent comme je viens de le dire, en laissant quelque temps exposé à 1’ atmosphère froide du dehors 1’ a> thrioscope fermé, et en le transportant ensuite, toujours fermé, dans l’intérieur d’un appartement échauffé; car alors on verra l’index descendre d’ abord d’un certain nombre de degrés, et remonter ensuite vers sa position d’équilibre.

La Thermochrôse. l r * partie. 2

La sensibilité des trois appareils compensés que nous venons d' examiner, dépendant du rapport de capacité des réservoirs aux tubes de communication, peut varier entre des limites très-étendues; cl comme il est extrêmement diilicile, pour ne pas dire impossible, de souiller des boules de même capacité aux bouts des divers tubes de mêmes diamètres , la question de savoir si le thermoscope de Rumford et l’œllirioscope sont plus sensibles que le thermomètre diflérentiel de Leslie ne saurait se résoudre exactement par la voie de l'expérience. Seulement on peut dire qu’à dimensions égales les deux premiers appareils ont peut-être quelque avantage sur le dernier en vertu de la plus grande mobilité de leur index ; avantage qui n'est pourtant pas aussi grand qu’on pourrait l’imaginer , à cause de la nécessité où l’on se trouve d’employer dans la construction de l’mthrioscope et du thermoscope de Rumford T acide sulfurique , al in d’éviter l’évaporation des gouttelettes mobiles qui servent d’indicateurs ; car cet acide éprouve contre les parois des tubes de verre un frottement beaucoup plus fort que l’alcool, dont se compose la colonne liquide du thermomètre différentiel.

Remarquons toutefois que pour avoir un haut degré de sensibilité dans ces trois instruments il faut donner aux boules des dimensions beaucoup plus grandes que celles des thermomètres ordinaires , et qu’une telle ampleur du corps lltcrmnscopique rend les instruments impropres à la plus grande partie des expériences sur la chaleur rayonnante, qui exigent un certain degré de précision.

Remarquons encore (pic le liquide , comprimant l’air de la boule vers laquelle il se dirige, éprouve une résistance croissante avec l'espace parcouru, et que, sous ce rapport, le thermoscope simple de Drebbel, dans lequel la dilatalion

s'accomplit sans exercer aucune compression , a un avantage incontestable sur les lhermoscopes compenses. Cet accroissement de résistance, qui lient à la nature môme des instruments à double réservoir, rend l’unité de l’espace parcouru par la colonne liquide de moins en moins étendue, de manière que les degrés successifs ont nécessairement une longueur décroissante. Si les rapports de capacité des réservoirs aux tubes de communication étaient connus, on pourrait avoir , au moyen du calcul , la valeur des différentes parties de l’échelle appartenant a chaque appareil; mais ces • rapports sont impossibles à déterminer , vu la difficulté de se procurer des tubes parfaitement cylindriques, et de souffler à leurs extrémités des boules de la forme précise d’une sphère: on est donc forcé de résoudre la question par la voie de l’expérience.

A cet effet , imaginons que l’on environne de glace fondante la boule compensatrice de l’appareil , et que l’on plonge dans l’eau à zéro la boule active, c’est-à-dire, la boule qui doit recevoir le rayonnement calorifique. En chauffant celte eau par petites fractions égales de température , l’index thcrmoscopiqiic décrira des espaces différents et de moins en moins étendus , si le tube est parfaitement cylindrique. Ces espaces, marqués sur l'instrument, indiqueront des échaufl’emcnls doubles , triples, quadruples de l’air contenu dans la boule active , et fourniront ainsi les rapports d’intensité des diverses radiations caloriliques incidentes.

Mais une semblable opération exige des instruments comparables a eux-mêmes, constants dans leurs indications , et le thermoscope et l'ælhrioscope n’ont ni l’une ni l’autre de ces deux qualités ; car l’index marche par bonds , à cause du flottement considérable qu’il éprouve le long du tub'c;

au moindre excès de chaleur il rentre dans le réservoir à liquide , ou se dissout dans l’une des houles , et reparaît ensuite subdivisé en petites fractions. De plus, quand même on parviendrait à maintenir l’ index intact, la grande sensibilité de ces instruments exigerait que réchauffement des boules, pendant les expériences de comparaison, procédât par fractions si petites du degré thermométrique quo l’opération deviendrait tout-à-fait impraticable.

Il faut donc se contenter d’appliquer ce procédé de graduation aux instruments peu sensibles, et munir les autres d’ échelles arbitraires , et tout nu plus, diviser leurs tubes en parties d’égale capacité avant de souiller des boules à leurs extrémilés. Alors en supposant excessivement petites, et par conséquent susceptibles d’èlre négligées, les causes de variation indiquées ci-dessus ( supposition qui est peul-élre admissible pour certains cas), on obtiendra les rapports de quantité des rayons incidents sur la boule active de l’instrument par l’observnlion des espaces que l’index décrit successivement dans le tube.

Il importe peu, d'ailleurs, que l’on n’arrive point à déterminer le rapport qui existe entre les degrés des thermoscopes employés à la mesure du rayonnement calorifique et la graduation du thermomètre , car la connaissance des températures proprement dites ( donnée de la plus grande importance pour les phénomènes de lu chaleur ordinaire ), est tout-à-fait superflue pour la science de lu chaleur rayonnante. En efTel , que se propose-t-on d’ étudier dans cette science? Les propriétés générules et particulières des différentes espèces de rayons de chaleur. Or , il est vrai que lo rayonnement calorifique fuit monter plus ou moins le thermomètre, selon que son intensité est plus ou moins grande;

mais il est tout aussi vrai, d’autre part, que son action sur le thermomètre varie par le seul fait d'un changement de dimension ou de forme dans la source de chaleur et dans le corps thermoscopique; qu elle augmente ou qu'elle diminue selon qu’on se rapproche on qu’on s’éloigne du foyer rayonnant ; que toutes ces variations de quantité n’ont aucune influence sur la qualité et que le rayonnement possède enfin les mêmes propriétés spécifiques et générales à une distance quelconque de la source. Ainsi la lumière d’un corps en combustion analysée par le prisme, ou par l’absorption des milieux colorés , donne toujours les mêmes éléments et se montre toujours soumise aux mêmes lois de transmission , de réilexion, de réfraction, d’interférence et de polarisation, quel que soit le degré de sensibilité dont est doué l’œil de l’observateur et sa distance au corps lumineux.

Mais s’il est tout-à-fait inutile de savoir à quel degré de l’échelle thermométrique correspond la chaleur incidente sur le thermactinomètre à l’endroit où l’on opère, il importe beaucoup d’expérimenter à un certain éloignement de la Bource calorifique; car il faut que les rayons explorés parviennent sur l'instrument sans aucun mélange des radiations dérivées de réchauffement des corps soumis aux expériences. Or l’on ne saurait remplir cette condition sans une grande sensibilité dans l’appareil thermoscopique.

Supposons, en effet, qu’il s'agisse de mesurer la quantité de chaleur rayonnante réfléchie par un corps poli. On sait que la chaleur incidente n’est pas toute réfléchie : une certaine portion est absorbée par le réflecteur, qui, exposé pendant quelque temps à la radiation de la source, s’échauffe et devient ainsi une nouvelle source de chaleur agissant à son tour sur l’instrument, et venant augmenter l’effet des rayons

réfléchis. Si le thermactinomèlrc est peu sensible, il faudra approcher beaucoup la surface réfléchissante du foyer calorifique afin d’avoir des rayons très-intenses; et, par la même raison, on sera obligé de mettre le thcrmoscope aussi près que possible du réflecteur; il faudra enfin attendre un temps considérable pour que l’instrument marque la valeur des rayons réfléchis. Or toutes ces circonstances réunies tendent évidemment à rendre très-sensible l’action de réchauffement dn réflecteur sur le thermaclinomèlre.

Mais lorsque l’instrument est doué d’une grande délicatesse et d’une grande promptitude dans ses indications , on peut mesurer la force du rayonnement réfléchi à une distance considérable du corps poli , qui peut être lui-mème fort éloigné de la source de chaleur. Enfin quelques instants d’exposition suffisent pour que l’instrument indique la valeur cherchée de la réflexion, c’est-à-dire, qu’ alors on se trouve dans les circonstances les plus favorables pour diminuer, autant que possible , l’action due à réchauffement du miroir.

La science possède aujourd'hui dans les thcrmactinomètres électro-magnétiques des instruments doués de toutes les qualités requises à l'accomplissement des conditions signalées ; et nous verrons plus tard comment on |>eut démontrer que, dans les diverses dispositions expérimentales adoptées pendant les mesures prises nu moyen de ces inslruments, la chaleur absorbée par le réflecteur, ou par le corps quelconque qui modifie la marche ou la constitution du rayonnement direct de la source, n’a aucune influence appréciable. Mais, avant de passer à la description de ces instruments, je ferai encore quelques remarques sur 1 usage des thermactinomètres de dilatation.

Tout le inonde a sans doute observé la promptitude , ou

pour mieux dire l’instantanéité arec laquelle les rayons solaires pénètrent dans les appartements à travers les carreaux d’une croisée. On ne sera donc pas étonné en apprenant que certains rayons des sources terrestres possèdent la même propriété de porter immédiatement leur chaleur audelà du verre, et d’autres substances diaphanes ; et comme les thermoscopes sont destinés à comparer ensemble les forces de toute sorte de radiations calorifiques, on en concluent de suite la nécessité d’enduire la surface de leurs réservoirs d’une couche de noir de fumée; car cette couche arrêtera la chaleur rayonnante d’une origine quelconque , l'absorbera , et la transmettra ensuite au verre et à l’air intérieur.

C’est pour avoir manqué à cette précaution indispensable dans l’usage dos thermactinomètres à air, que plusieurs observateurs ont été trompés par les indications négatives de ces instruments. En n’apercevant aucun mouvement dans la colonne liquide du therraoscope à boule libre, sous l’action de certains rayons, quelle que fut la sensibilité de 1 appareil, ils en conclurent que ces rayons n’avaient aucune température propre , ou que du moins ils ôtaient doues d une chaleur insensible aux moyens thermoseopiques connus. Mais il est fort probable qu'ils auraient obtenu des résultats opposés en noircissant les boules de leurs thermoscopes.

Pour montrer la possibilité de ces effets contraires il n’y n qu’à faire l’ expérience suivante. On prend deux thermomètres simples de Drebbel ayant des dimensions égales autant que possible , l’un nu , l’autre noirci. On les pose sur un même soutien, fort rapprochés entre eux, et on leur présente, à la distance de deux à trois pieds, un fer chaud. Les deux colonnes liquides descendent ensemble avec

une grande vitesse. Le fer étant retiré, on y substitue une lampe d'Ârganl munie d une lentille de verre qui produise, par un ajustement convenable, le meme degré d'intensité lumineuse sur les deux boules lhermométriques, et l'on voit la colonne liquide du thermomètre noirci descendre arec rapidité, tandis que celle qui appartient au thermomètre libre reste tout-h-fait stationnaire.

Il y a enfin une dernière précaution à prendre dans l'emploi des thermoscopes à air: c'est de les soustraire autant que possible à l’influence de la chaleur rayonnée par l’observateur et les corps environnants. On y parvient avec facilité en enveloppant les boules ou réservoirs thermoscopiques de légers tubes de cuivre poli disposés horizontalement, fermés d'un côté, ouverts de l’autre, mais pouvant se fermer complètement au besoin par une lame de métal fixée à l’extrémité ouverte du tube et mobile dans un plan perpendiculaire à l’axe. Pour appliquer ces enveloppes on y pratique une fente qui part de l’ouverture et s’arrête à la moitié du tube métallique ; puis on introduit la boule dans l' intérieur , en faisant pénétrer le tube de verre qui la supporte dans la Tente au fond de laquelle est soudé un petit appendice, que l’on fixe au tube de verre avec de la cire d’Espagne. Alors l’ instrument ne peut recevoir que les rayons de la source vers laquelle on dirige l’ouverture; ceux des corps environnants viennent frapper sur l’enveloppe et sont renvoyés par réflexion. On trouvera à la fin du volume ( lig. S ) la représentation d’un thermoscope à air ainsi monté (1).

(1) La nécessité de soustraire les instruments ihcrmoscopiques à rnveloppes de verre, naturelles ou enduites de noir de fumée, è toute espèce de rayonnement calorifique différent de cctni que l’on explore , était évidente; et cependant, comme les premiers observateurs qui se

Passons aux llierniaclinomèlres do la seconde classe. Ces appareils thermoscopiques s’écartent totalement, par le principe et la structure, de ceux que nous venons d'examiner.

août occupés de cette brtnche de physique n'en ont fsit aucune mention , elle a été complètement négligée jusqu'à ce jour !

On a négligé anssi de prendre en considération l'inllaence qne la position et l'étendue plus on moins grande des surfaces rayonnantes exercent sur la température des couches d'air qui les environnent, influence qui, dans certains cas, produit des effets de la pias haute importance.

De U une foule de méprises dans les phénomènes qni tirent lenr origine de la chaleur rayonnante , et notamment dans les faits et tes raisonnements relatifs au rayonnement nocturne des corps.

On pose un thermomètre sur l'herbe ou sur un corps rayonnant quelconque situé près de la surface terrestre ; on en suspend un autre dans l'air & trois on quatre pieds de hauteur sous un petit toit métallique; et on suppose qne la différence de leurs indications donne le degré de refroidissement conçu par le corps en vertu de son rayonnement vers les espaces célestes.

Mais peut-oo admettre que les couches d’air dans lesquelles plongent les deux. thermomètres aient la même température, lorsque l’une est libre .et l'antre remplie d’une infinité de feuilles refroidies psr le rayonnement? Ht n’est-il pas évident que l'indication du premier thermomètre représente la moyenne des effets résultants du rayonnement da verre vert le ciel et des contacts de l'herbe et ds l'air environnant; et que l'indication du second thermomètre n'est, elle aussi, qu'une moyenne résultant du contact de l'air ambiant et de la communication rayonnante du verre limitée aux seuls objets terrestres ?

Ces expériences ne conduisent donc nullement b la conséquence qu'on s'est permis d’en déduire; cl pour entreprendre des recherches exactes sur le refroidissement des corps exposés pendant la nuit à l'air libre de la campagne , il faut d'abord avoir soin de rendre sensiblement nul le rayonnement de la surface thermométrique au moyen d'étuis métalliques gui enveloppent les réservoirs et les tubes de cet instruments; et il faut, en outre, placer le thermomètre desljné à l'évaluation de la température atmosphérique dans la m (me couche d'air

La Thermochrôse. 1" partie. 3

En effet, ce n’est plus la variation de volume d’un fluide qui indique l'intensité du rayonnement, mais la présence d’un courant d’électricité. La force de la radiation ne se mesure

où st trouve le thermomètre qui est en contact avec le corps rayonséant.

En partant de ces principes, ou pour mieux dire de ces axiomes do physique , j’ai entrepris , sur te rayonnent ent nocturne des corps , une série d’expériences qui m'ont convaincu de la nécessité de renoncer complètement à t’Idee dominante sur le rôle passif que jouerait la présence de l'air dans ies phénomènes de refroidissement qui précèdent et accompagnent la formation de la rosée.

Comme la portée des observations qui m'ont démontré celle vérité ne me parait pas encore bien comprise par la généralité des météorologistes, je rais en donner ici un résumé succinct.

Cn thermomètre muni de son enveloppe métallique et un thermomètre nu, ou couvert de noir de fumée ( substance douée d'un pouvoir rayonnant qui est , pour le moins , tout aussi énergique que celui des feuilles végétales ), étant exposés de nuit à l'air libre, l'un à côté de l'autre , par un temps calme et serein , marquent une différence, qui est sensiblement la même , quelle que soit leur distance au sol et la température de l'atmosphère. Celte différence n'atteint pas deux degrés centigrades sous le ciel de Naples, dont la pureté est, pour ainsi dire, proverbiale.

D'autre part, si l'on place un thermomètre enveloppé de métal dans la couche d'air qui contient les sommités de l'herbe , en évitant soi. gneusement tout contact avec les tiges et les feuilles , et un second thermomètre monté de la même manière k une hauteur de quatre pieds, on trouve, dans les circonstances favorables , la température de celui-ci plus élevée de 8 à 10 degrés que celle de l’autre.

Comment se fait-il qu’un froid de 10 à 12 degrés soit engendié par un effet de rayonnement qui, dans les mêmes circonstances favorables, ne dépasse jamais 2 degrés?

Cet excès de froid serait évidemment incxplicablé par la théorie de la radiation nocturne des corps vers les espaces célestes telle qu'on l'a conçue jusqu'à présent.

Mais si l'on icfléchit que la couche d'air qui contient l'herb'’

— in —

pas directement en vertu des changements opérés sur la substance sensible aux effets de la chaleur rayonnante; mais elle est appréciée sur un instrument séparé communiquant avec

dans ses moaveinenls par l'affinité et tes obstacles mécaniques que lui opposent les feuilles et les liges des plantes herbacées . est en outre soutenue par le sol et se maintient ainsi pendant longtemps en présence des substances refroidies per le rayonnement, tandis que l’air dans lequel est placé le thermomètre isolé à quatre pieds de hauteur doit nécessairement quitter, en se condensant, le corps qui rayonne vers l’espace, on comprendra aisément la véritable cause du phénomène.

En effet , il suffira de rappeller la proposition que nous venons d’énoncer, pour en déduire celte conséquence: qu'après avoir reçu , au moyen du contact, le faible degré de froid engendré dans l’herbe par sa redislion vers le ciel serein, l’air stagnant, pour ainsi dire, dam la prairie y provoquera aussitôt u» nouveau degré de froid: car la BivrËaENCK ou thmi-èbatihe entre la substance rayonnants ET L'AIR AMBIANT DOIT SE MAINTENIR CONSTANTS. Or Ce Second degré de froid résultant du rayonnement de l’herbe se communiquera à l’air, qui réagira de nouveau sur l'herbe ; et ainsi de suite , jusqu'à ce que l'équilibre de température s’ensuive per le cootacl de la terre et le mélange des couches voisines de l'atmosphère.

C’est ainsi que l’herbe et l'air qui repose sur le sol acquièrent une température inférieure à celle des couches plus mobiles et plus élevées de ce fluide , dans lesquelles des thermomètres découverts , peints au noir de fumée, placés sons des abris, ou totalement enveloppés par un étui métallique , marqueront bien entre eux de petites différences de un h deux degrés , comme s'ils étaient aitues prés de la surface terrestre. mais se tiendront tous, par on temps parfaitement calme et serein , huit à dix degrés plus haut que les thermomètres de même espèce plongés dans l'herbe de la prairie.

La distribution nocturne des températures h différentes baateurs de l’etmospbére et la cause dont elle dérive étant bien établies, on comprend de suite pourquoi les végétaux , et les autres corps exposés de nuit dans la campagne à l’aspect du ciel serein, bc couvrent plus promptemeut et plus aboudammeui de rosée près de la surface terrestre qu'à une certaine élévation. En effet, deux corps égaux et é-

le corps llierraoscopitjuc moyennant deux (ils de métal; combinaison très-lienreuse qui, outre l'avantage immense de pouvoir imprimer toute sorte de mouvements au corps thermo-

galemcnl placés par rapport à la voûte céleste, dont l'an serait tout près des sommités de l’berbe et l'autre & une hauteur de quatre à cinq pieds, se refroidiront , en rayonnant vers l'espare, de la même quantité au-dessous de l'air qui les entoure. Mais la couche atmosphérique dans laquelle plonge le corps inférieur étant réduite à une température beaucoup plus basse que la couche supérieure , donnera une préeipitation d'eau plus prompte et plus sbondante.

En d'autres termes , l’air qui possède de jour le même degré de thsleur h la surface d'un pré , et dans la couche supérieure, comme on peut aisément s'en convaincre au moyen des observations thermomitriques , acquiert de nuit une température beaucoup plus basse autour des sommités de l'herbe qu'à une élévation de quatre à cinq pieds. Or , comme l'abaissement de température augmenta l'bamidité de l'air , le petit degré de froid que prennent les corps rélativemcnt au fluide qui les entoure , par suite de leur rayonnement vers le ciel , précipitera nne qnantilé de rosée beaucoup plus grande dans la couche inférieure, que dans la couche supérieure. Tout ceci n’est qo'nne conséquence nécessaire de la réaction que l'air, refroidi par le contact, exerce sur la température propre de l'herbe.

C'est encore en vertu de la réaction ciercée par l'air sur le corps rayonnant, qu’un thermomètre enveloppé d’uo flocon de laine (substance douée du même pouvoir émisait que le noir de fumée), se refroidit, pendant les nuits calmes et pures, deux à trois fois plus qu’un thermomètre noirci, et sc couvre par conséquent d'une quantité beaucoup plus abondante de rosée. Pour en avoir la preuve il n'y a qu’à répéter relativement au flocon de laine qui entonre le premirr thermomètre le même raisonnement appliqué tantôt à l’herbe de la prairie.

Ces exemples suffiront, je l'espère, pour montrer la vérité de notre proposition, savoir: que tout en étant privé du pouvoir rayonnant , l'air joue un rôle très actif data lei phénomènes de refroiditsement qui précédent et accompagnent la formation de la rosée. ( Voir pour les détsils des expériences les Annales de Chimie et de Physique de Paris, année 18S8).

scopique sans communiquer les secousses produites à l’indicateur , permet aussi à l’observateur de lire à son aise les divisions marquées sur celte partie de l'inslrument sans craindre que la chaleur propre de son corps influe sur les résultats. On ne pourrait toutefois comprendre à fond la structure et l’usage de ces appareils sans la connaissance de plusieurs faits électro-magnétiques , que nous allons tâcher de réunir dans le paragraphe suivant.

A allons sur les courants thermo-électriques , et leur application à la mesure des petites différences de température.

La nature de cet ouvrage ne nous permet pas une exposition complète des propriétés appartenant aux courants électriqties excités par la chaleur. Nous allons cependant développer avec toute l’étendue convenable celles de ces propriétés qui se rapportent à notre but , et cnlrcr dans les plus petits détails nécessaires pour bien comprendre les principes sur lesquels repose la construction des thermactinomèlres électro-magnétiques.

Tous les métaux convenablement accouplés développent des courants électriques par l’action de la chaleur. Pour ne pas nous écarter inutilement de l’objet que nous avons en vue, et donner en même temps plus de clarté à l'exposition, nous prendrons toujours comme exemples le bismuth et l’antimoine, qui sont les métaux les plus énergiques pour ce genre d’action , et comme tels uniquement employés dans la structure des instruments destinés à l’élude de la chaleur rayonnante.

Soit AB un barreau de bismuth, AD, BC deux barreaux d'antimoine, CEFD un fil de cuivre ou d’argent qui réunit ensemble les extrémités libres de ces derniers barreaux , le tout en contact métallique, ou soudé bout à bout , comme le représente la figure.

Tant que les différentes parties de ce circuit sont à la même température, elles n’exercent aucune action sur une aiguille aimantée GH librement suspendue et horizontale, que nous supposerons indiquer le pôle boréal par sa pointe G. Mais si l’on vient à chauffer une des soudures du bismuth avec les barreaux d’antimoine, la soudure A, par exemple, cl que l’on approche ensuite une portion EF du conducteur au-dessus ou au-dessous de l’aiguille , celle-ci dévie vers P dans le premier cas , et vers Q dans le second. Si, au lieu de tenir le (il horizontalement comme l’aiguille, on lui donne une direction verticale, le point E en haut, on voit encore l’aiguille dévier vers P ou vers Q selon que l’on présente le fil à l’extrémité G ou à l’extrémité opposée H.

Ces déviations, qui sont dues à un courant électrique excité dans le circuit ABCEFD par l’action de la chaleur , se font en sens contraire lorsqu'on renverse le courant, c’est-àdire lorsqu’on retourne le fil EF, de manière à porter l’extrémité F en E, et vice versa. Par conséquent , en renversant deux fois le fil, on pourra rendre conspirantes les quatre aclions que nous venons de décrire, c’est-à-dire qu’on pourra les réduire toutes à faire dévier l'aiguille dans le même sens. Or il est facile de voir que cela se produit lorsqu’après avoir dirigé le fil au-dessous de l’aiguille, en allant de H à G, par

If

exemple, on le ploie pour le faire monter un peu, el le rappeler ensuite sur lui-même horizontalement au-dessus de l'aiguille et pour le replier enfin de nouveau en deçà de H, afin qu’il descende encore verticalement sans toucher l’extrémité initiale, de manière à former une espèce de courbe aux bouts détachés, un véritable tour de spire vertical entourant l’aiguille suspendue. En effet le côté horizontal inférieur de cette spire et le côté vertical ascendant font dévier déjà par eux-mêmes l’aiguille vers P , car ils ont les positions indiquées précédemment. Quant aux deux autres côtés ils doivent nécessairement faire dévier l’aiguille dans le même sens P, puisqu’ils sont renversés et que tantôt ils produisaient la déviation vers Q.

Si au lieu de porter la chaleur en A on chauffait B , il est évident qu’il se produirait dans le circuit un courant électrique contraire à celui que nous venons d’examiner par suite de la parfaite similitude qui existe entre les deux soudures B et A. Mais les quatre actions de notre spire agiraient toutes encore dans le même sens, et la déviation aurait lieu vers Q avec une intensité égale à celle qui poussait tantôt l’uiguille vers P.

Ainsi, en donnant au fit de enivre ou d’argent dont est composé le conducteur , la forme d’une spire, on augmente toujours la déviation de l'aiguille aimantée, quelle que soit d'ailleurs la direction du courant électrique.

Ce concours de toutes les actions déviatrices émanées des différents côtés de la spire (concours dû à la nature évolutive ou tourbillonnante de la force électro-magnétique), nous donne le moyen d’augmenter immensément l'effet du courant et nous permet ainsi d’en découvrir les plus faibles traces , qui représentent dans notre cas particulier les moin-

dres différences de température entre les deux soudures A et n..

En eiïel, comme toutes les parties du fd ont les memes propriétés, si l'on forme une seconde, puis une troisième , puis une quatrième spire , et ainsi de suite , il est évident que toutes ces circonvolutions agiront de la même manière sur l’aiguille , et que par conséquent la déviation augmentera avec leur nombre , c’est-à-dire avec la quantité des tours de spire qui composent l’hélice totale. Cela arrive en elfet si l’on prend la précaution de couvrir le (il métallique avec de la soie ou du coton pour empêcher la transmission de l’une à l'autre spire , et obliger le courant à parcourir toute la longueur du circuit ; car à chaque nouvelle circonvolution on voit l'aiguille s'écarter davantage de sa position primitive.

Ces aiguilles magnétiques, environnées ainsi à plusieurs reprises par le (il métallique qui réunit les deux extrémités de l’éleclromoleur, s’appellent des galvanomètres , ou rhéomètres, multiplicateurs, dénominations parfaitement justes, puisqu’on est convenu de donner le nom de galvanomètre ou rhêomèlre simple à une aiguille aimantée qui dévie sous l’action d’un courant électrique quelconque.

il est très-important de remarquer que , pour la classe particulière de courants dont nous nous occupons actuellement , la multiplication de la force électro-magnétique par l’accroissement des tours de spire se vérifie exactement, comme en toute autre espèce de courant électrique , lorsqu’on n’altère pas le fil qui joint ensemble les deux extrémités de l’électroraoteur; mais quelle peut manquer, et même se convertir en véritable soustraction, lorsque ce (il e3t remplacé par un autre plus long ou plus mince. Nous pas-

serons sous silence le dernier cas , qui ne nous fournirait aucune lumière sur l’application des courants thermo-électriques à la mesure des faibles degrés de chaleur , seul objet que nous ayons maintenant en vue ; et nous considérerons uniquement le cas de l’augmentation de longueur dans le fil conjonctif, qui sera toujours supposé avoir le meme diamètre.

L’expérience prouve qu’en prenant des fils de plus en plus étendus pour joindre ensemble les extrémités libres des deux barreaux d’antimoine, l’intensité de la force déviatrice n’augmente avec le nombre des tours de spire que jusqu’à une certaine limite; après quoi elle commence à décroître, en sorte que la déviation de l’aiguille finirait par devenir tout à fait nulle si le fil était suffisamment prolongé.

La raison de ce fait est facile à concevoir lorsque l’on considère que le courant thermo-électrique rencontre dans les conducteurs les plus parfaits en apparence une certaine résistance, qui doit nécessairement augmenter avec l'étendue de l’espace décrit. Tant que le surcroît de résistance éprouvé par l’électricité , en parcourant l’excédant du nouveau Cl sur le précédent , est inférieur à la quantité d’action que l’on gagne en roulant cet excédant autour de l’aiguille, il y a augmentation de force déviatrice. Après quoi la diminution commence, parce que l’obstacle opposé par l’adjonction du fil est plus grand que l’action déviatrice résultant des nouvelles circonvolutions.

La Tuermochrose. l rf partie.

n Cependant l’expérience démon-

\> /A — 4 tre T 16 * a ^ orco éleclromolricc // xyn devient plus intense en ajoutant

a 1 ^ à l’appareil de nouvelles alterna*

* , ^ tives de bismuth et d'antimoine ,

// disposition qui est représentée par 4 xv? 4 la figure ci-contre, dans laquelle

**> les barreaux d’antimoine sont dé-

signés par a et ceux de bismuth par b. Car, si l’on chauffe les soudures alternes de celte suite de barreaux , c’est-àdire les soudures représentées par l’une des deux séries des nombres pairs ou impairs , en laissant l’autre à l’étal naturel, et si l’on fait communiquer les deux derniers barreaux avec les extrémités de ce même fil de cuivre roulé en hélice, qui naguère n’exerçait plus qu’une action affaiblie en raison de sa trop grande longueur , on voit la déviation de l’aiguille s’accroître sensiblement. Mais il arrive bientôt une réaction analogue à celle que nous avions observée précédemment , en variant la longueur du fil conjonctif roulé en hélice autour de l’aiguille. L'augmentation du courant avec le nombre des barreaux ajoutés , ou pour mieux dire avec le nombre de leurs alternatives , a lieu jusqu’à une certaine limite; après quoi l’adjonction de nouveaux barreaux ne produit plus aucun effet appréciable; comme s’il arrivait une espèce de compensation entre le surcroît de force résultant des nouvelles alternatives, et le surcroît de résistance que les barreaux intercalés apportent au mouvement de l’électricité. La résistance étant en raison directe de la longueur des barreaux , il est clair que plus les barreaux seront courts, plus la limite sera reculée et plus l’efficacité de l’appareil sera augmentée.

Si l'on prend un (il de plus grande longueur, il laul nécessairement ajouter un plus grand nombre de barreaux pour arriver au maximum d'effet.

Ces expériences se font d’une manière beaucoup plus commode en réunissant les barreaux de bismuth et d’antimoiuc sous des angles très-aigus, de manière à former une espèce de zigzag.

On peut même souder les barreaux parallèlement, si l'on intercale entre eux des bandelettes de papier verni p', p, p', p, etc. qui suffisent pour empêcher la transmission latérale du courant thermo-électrique et le forcent à parcourir toute la longueur de la chaîne métallique , comme dans le cas où les barreaux sont disposés sous forme de polygone.

On peut enfin distribuer les barreaux en faisceau , au moyen de plusieurs rangs disposés parallèlement et alternativement, de manière que l’un termine par le bismuth et l’autre par l’antimoine , puisqu'on soudant ensemble les extrémités libres adjacentes il est toujours possible de conserver l’ordre dos contacts alternatifs, et de former ainsi une seule rangée repliée sur elle-même. Pour mettre en activité ces appareils, auxquels on donne le nom de piles thermoélectriques , il suffit d’appliquer la chaleur à l'une des extrémités C, D, eonlcnanl les soudures pair ou impair, et

constituant ce que l’on est convcmi d’appcllcr les deux jaces de la pile.

Revenons maintenant au fil de cuivre roulé en hélice et à l'aiguille aimantée qui se trouve librement suspendue à sa partie centrale. Il ne faut pas oublier le but auquel nous tendons, savoir: d'augmenter, autant que possible, l'action exercée sur celle aiguille mobile par les courants électriques circulant dans l’hélice environnante. Nous venons de voir qu’on obtient une augmentation considérable par le moyen d’une pile thermo-électrique à éléments très-courts, et d’une certaine longueur de fil conjonctif roulé en hélice autour de l'aiguille aimantée.

Jlais comme l'action du courant devient d’autant plus énergique que le fil passe plus près de l’aiguille , il est évident que pour avoir le maximum d’effet il faudra placer l’aiguille très près des circonvolutions du fil; ou, en d’autres termes, il est évident qu’il faudra construire l’hélice aussi surbaissée que possible. Cependant si l’on entoure l’aiguille de trop près , les circonvolutions supérieures viendront masquer le cercle gradué et empêcher de lire les indications de l’instrument. D’autre part, on aura beau augmenta- par la proximité des spires la force déviatrice du courant , on se trouvera toujours en présence d’un formidable adversaire , savoir, de l’action du globe terrestre qui agît en sens opposé au courant électrique et tend à ramener l’aiguille dans le plan du méridien magnétique avec une énergie d'autant plus grande que l’aiguille s’écarte davantage de ce plan.

On parvient à neutraliser l'action de la terre, et à rendre en même temps les indications de l'appareil parfaitement visibles, en réunissant ensemble, par un double fil métallique tordu et fort mince, on par tout autre artifice, deux aiguilles

aimanlécs égales autant que possible, de manière h ce qu'elles soient situées parallèlement et dans le même plan , mais avec leurs pôles homologues diriges en sens contraire. Ces aiguilles ainsi préparées se suspendent à un fil de soie naturelle, dont l’autre extré-

. J l mité vient fixée à un soutien : elles

prennent alors une position horizon- . taie , l'une au-dessous de l’autre.

Il est évident que si les deux aiguilles étaient parfaitement égales en force magnétique , elles formeraient un véritable système asiatique, c’est-à-dire un système qui serait sans position d équilibre, parce que l’action du globe terrestre n’exercerait sur lui aucune influence; car les aiguilles étant placées hors du méridien magnétique, et l’une d’elles tendant à tourner de gauche à droite, par exemple, afin de rentrer dans ce plan, l’autre tendra évidemment à se porter de droite à gauche avec la même énergie, et le système soumis à l’action simultanée de ces deux forces égales et contraires restera en équilibre dans le plan où elles se trouvent déviées. Mais quelque soin que l’on prenne, on ne parvient jamais à cette égalité parfaite de l’aimantation des deux aiguilles. Leur ensemble se dirige donc encore en vertu de la différence des deux forces magnétiques opposées, mais avec une intensité infiniment moindre que dans l’état d’isolement. En ôtant avec délicatesse l’excès de magnétisme de l’aiguille prépondérante par le contact ou par le simple rapprochement d’un des pôles homologues d’une petite aiguille aimantée, on peut aisément parvenir à rendre cette intensité trois ou quatre raille fois moindre que celle des aiguilles simples, et obtenir ainsi des systèmes asiatiques trois ou quatre mille

fois plus sensibles à l’action «les forces qui tendent à les faire sortir de leur position d’équilibre.

i Supposons maintenant que

! l’on écarte les fils qui for-

ment la partie supérieure de l'hélice , et qu’après avoir ménagé une espèce de fente mitoyenne en les divisant en deux masses égales, on introduise par cette ouverture l'aiguille inférieure de notre système asiatique en laissant l’autre en dehors. 11 est cluir que les déviations de l’aiguille intérieure se rendront parfaitement lisibles par le mouvement de sa compagne extérieure, et que les lectures seront tout-à-fait exemples de l’erreur de parallaxe, erreur que l’on ne saurait éviter dans le multiplicateur à une seule aiguille. Dans celte disposition, le système, soustrait comme nous venons de le dire à la plus grande partie de la force directrice de la terre , aura donc en meme temps l’avantage cherché de conduire à une observation facile et précise des déviations dues à ' l’action du courant.

Cependant on pourrait poser la question suivante: nous convenons que l'aiguille extérieure soustrait l’aiguille centrale à l'action du globe terrestre et rend celle-ci extrêmement sensible à la force déviatrice du courant qui circule dans l’hélice; mais comme elle est aimantée, et par cela même soumise à l’influence du courant électrique, ne serait-il pas possible qu elle éprouvât une tendance à sc mouvoir en sens contraire, de telle sorte que l’avantage de neutraliser la puissance magnétique de la terre sur l’aiguille du dedans

fût compensé, ou du moins diminue, par une action opposée à celle qui agit sur l'aiguille du dehors? Non, cela ne saurait avoir lieu, puisque la résultante des forces déviatrices, qui opèrent sur l’aiguille extérieure, loiu de s’opposer à la déviation de l’aiguille centrale, tend au contraire à faire tourner le système dans le même sens. On pourrait le démontrer moyennant l’examen successif des actions rotatoires de chacune des quatre parties principales de l’hélice, mais on y parvient plus aisément par les observations suivantes: d’abord si l’on approche l’hélice parcourue par le fluide électrique au-dessous d’une aiguille aimantée , seule et librement suspendue, il y a déviation dans le sens exigé par l'action du courant supérieur; pour savoir si l’aiguille externe contrarie ou ne contrarie pas la rotation de l'aiguille interne on peut donc faire abstraction des parties latérales et de la partie inférieure de l’hélice , et avoir égard à la seule partie supérieure. Or, le courant qui circule dans les portions supérieures des spires passant au-dessus d’une aiguille du système et au-dessous de l’autre, doit les faire dévier toutes les deux dans le même sens à cause des positions renversées de leurs pôles respectifs; c’est-à-dire, que la résultante des forces qui s’exercent sur l'aiguille externe viendra ajouter son effort à celui du courant supérieur sur l'aiguille interne . et par suite aux efforts conspirants des courants latéraux et inférieurs.

Les systèmes asiatiques très-sensibles appliqués comme nous venons de l'indiquer aux hélices d’un lit ordinaire de cuivre ou d’argent présentent presque toujours le fait curieux de ne pouvoir s'arrêter au zéro du cadrau; c’est-à-dire que, généralement, les systèmes asiatiques doués d'une grande sensibilité ne peuvent s’arrêter dans le plan vertical qui divise

l'hélice en Jeux portions égales, parallèlement à la direction des spires. Lorsqu’on cherche à les amener dans ce plan , en tournant doucement l’hélice vers leur position d’équilibre, on les voit s’écarter aussitôt, à droite ou à gauche, et après quelques oscillations se fixer stahlement dans une position d’équilibre plus ou moins éloignée du zéro. On mesure aisément cet arc de déviation moyennant un cercle gradué que l’on fixe à la partie supérieure de l’hélice après y avoir pratiqué une ouverture longitudinale dans le sens du zéro et de la division des spires. La déviation est égale des deux côtés; elle peut aller jusqu’à 10 ou 12 degrés et meme davantage, si en opérant sur un système asiatique d’une grande perfection , on donne une certaine largeur à la jente gui sert à introduire dans l hélice C aiguille inférieure du eyslètne. Le phénomène dérive donc du partage supérieur du fil en deux masses égales, qui ont chacune un centre d’attraction vers lequel tendent les pôles des aiguilles aimantées. Ainsi le cuivre, dont ces fils sont ordinairement composés , tout en n 'étant pas un métal magnétique par lui-même, opère sur les aiguilles aimantées comme s'il contenait des parcelles de fer. C’est en effet le cas du cuivre de commerce ; et l’on en devine facilement le motif, lorsqu’on réfléchit à l’imperfection des procédés de raffinage et au contact des outils employés dans les transformations successives du cuivre en rosettes, en verges et en fils. Et il ne faut pas s'imaginer que le fil ordinaire d’argent soit en de meilleures conditions; car l’argent, qui se trouve presque toujours en présence du fer pendant les opérations nécessaires à son extraction, ne se convertit en fil qu’à l’aide du marteau et des filières d’acier.

Cependant lorsqu’on se procure do l’argent ou du cuivre

bien épnrés par les meilleurs procédés chimiques, lorsqu’on les fait fondre dans des moules de terre, et passer par des filières d’ngathe, loin de tout contact avec le fer et les substances ferrugineuses , on obtient des fils de cuivre et d’argent qni n’ont aucune action appréciable sur le système astatique le plus sensible, et qui lui permettent de se tenir exactement snrle zéro du cercle gradué.

On comprend que ces observations doivent se Taire au travers d'une cloche de verre, qui maintienne en repos l’air atmosphérique autour de l'hélice et du système asiatique; car, sans celte précaution, la force qui tend à diriger les aignilles étant extrêmement faible, celles-ci ne pourraient prendre aucnne position d’équilibre stable et changeraient de place à la moindre agitation de l’air ambiant.

La faiblesse de la force directrice produit encore la conséquence , assez singulière an premier abord , de ne point permettre qne les systèmes nstatiques se fixent dans la direction de l’aiguille aimantée. Effectivement , la position d'équilibre de ces systèmes abandonnés à eux-mèmes est, en général , d’autant plus divergente du m’ridien magnétique , que le couple d’aiguilles se trouve avoir une compensation plus parfaite; je dis en général, parce qu’il arrive aussi quelquefois qne des systèmes asiatiques d’une grande sensibilité se tiennent à très peu de chose près sur le méridien magnétique ; cependant, lorsque le mode de suspension leur laisse une mobilité suffisante, jamais on n’observe le cas opposé, savoir: la position hors du méridien avec peu de sensibilité. Ainsi la perfection des systèmes astatiqties est une condition indispensable à T apparition du phénomène. En effet, quoique la rotation des aiguilles aimantées semble parfaitement libre, clic éprouve cependant La Thermochrôse. 1” partie. 5

une certaine résistance, qui étant très-légère, ne petit se montrer et agir d’une manière efficace que dans le cas où la force directrice est elle-même d’une grande faiblesse.

Mais (tour bien comprendre cette lutte entre la force et la résistance il nous faut d’abord examiner la nature et les qualités du fil qui supporte les aiguilles. J'ai dit ci-dessus qu’il était de soie naturelle, c’est-à-dire, sans aucune préparation, et telle que le fournit le cocon. Cependant la duplicité de l’organe sérifère, et le simple collage par une substance gommeuse, moyennant laquelle le vers à soie réunit les sécrétions des deux organes à mesure quelles sortent de son corps, permettent de dédoubler ce fil déjà si fin. A cet effet on commence par ôter la bourre qui environne le cocon, on déroule quelques décimètres du premier fil soulevé qui se présente, on le coupe, et l’on fixe à l'une de ses extrémités une petite boule de cire molle pour le maintenir tendu, et lui enlever en même temps ses principaux plis. On tourmente ensuite et on tord en divers sens l’autre extrémité pour défaire l’union des deux fils et les exciter à la séparation, qui ne larde pas à s'opérer. Alors on saisit les deux bouts et on les écarte tout doucement, après avoir tenu le fil pendant quelques instants plongé dans une faible dissolution de potasse, afin de dissoudre une partie de la substance gommeuse qui réunit scs deux moitiés longitudinales ; celles-ci cèdent enfin, et donnent, en se divisant, les fils dont on doit faire usage dans la sus|tension des systèmes asiatiques doués d’une grande sensibilité, comme ceux employés dans la construction du thormomulliplicateur. A voir l’exiguité de ces fils, qui abandonnés à eux-mêmes voltigent et s’élèvent en serpentant dans l’air le plus calme , on les dirait tout à fait- privés d’élasticité; et cependant cette force y existe, elle

produit meme des effets très-sensibles. Voici l‘ex|>érience

Imaginons un excellent système asiatique S susjvcndu, dans l'intérieur d’un manchon do verre, à l’un de ces fds de soie dédoublés cl dégommés ; imaginons le fil passant par l’ouverture centrale 0 d’un couvercle d’ivoire à bords parfaitement polis, et attaché moyennant une petite boule de cire C à la paroi extérieure de l’appareil. U est clair qu en laissant couler à travers l’ouverture O une longueur plus ou moins grande de fil dans l’intérieur du manchon, et en faisant remonter ainsi successivement le point d'adhérence extérieure , on pourra faire varier à volonté la distance entre les aiguilles et le disque. Supposons d’abord celle distance de trois pouces. Eu de semblables circonstances daslalicitè du système et de longueur dans le fil de suspension , il se manifeste presque toujours, comme je le disais tantôt, une divergence considérable entre le plan vertical d’équilibre et le méridien magnétique; on tourne doucement le cylindre de verre jusqu’à ce que les aiguilles deviennent à peu près perpendiculaires à ce dernier plan. Cela posé, on fait descendre successivement le système à G, 9, 12 pouces , et l’on marque à chaque fois sur le soutien fixe de l'appareil la trace du nouveau plan d’équilibre où les aiguilles s’arrêtent. L’opération finie, on compare entre elles les traces correspondantes aux diverses stations, et l'on voit que le système des deux aiguilles aimantées s’est d'autant plus écarté de la position initiale et

rapproché du méridien magnétique que la longueur du fil était en réalité plus grande.

Cette expérience n’a pas besoin de commentaires ; elle nous dévoile en même temps, et la cause cherchée de la direction anomale que prennent ordinairement les systèmes asiatiques très-sensibles, et le moyen d’y rémédier. La cause, c'est la résistance ou pour mieux dire la force de torsion du fil de soie; le remède, l'allongement de ce fl. Nous remarquerons toutefois qu’une longueur excessive du fil de suspension est plus incommode qu'utile : car peu importe, au bout du compte , d’obtenir l'équilibre par le seul effet des forces magnétiques, ou par une combinaison de ces forces avec la torsion du fil de suspension , pourvu que cette dernière soit réduite à un état de faiblesse égal ou iuférieur à l’effet produit par le magnétisme libre des deux aiguilles, c’est-à-dire, égal ou inférieur à la tendance du système des deux aiguilles vers le méridien magnétique. Aussi se contcntc-t-ou de donner une longueur de io à IG centimètres aux fils de suspension , qui conservent encore sous de telles dimensions une force de torsion appréciable par les seuls systèmes asiatiques d’une grande délicatesse.

Or, ici comme dans le cas de toute autre substance organique filiforme , cette force varie avec l’humidité du milieu ambiant. Les systèmes asiatiques, fort sensibles, suspendus à un fil de soie et abandonnés h eux-mêmes tendront donc à altérer leurs positions d'équilibre par l’effet d’un changement survenu dans l’état' hygrométrique de l’atmosphère ; et c’est aussi ce que l’on observe. De plus, comme l’humidité diminue ordinairement pendant le jour à mesure que le soleil s’élève sur l’horizon, et reprend pendant la nuit sa valeur primitive, les positions d’équilibre successivement af-

fcclées par le système asiatique suivront la même période oscillatoire.

Hâtons-nous d’ajouter que des oscillations analogues pourraient aussi être engendrées dans ces sortes de systèmes par l’action inégale de la chaleur sur les deux aiguilles qui les composent. En effet nous avons vu que leur position d’équilibre hors du méridien magnétique résulte de la combinaison des actions dues au magnétisme libre et à la torsion du fil. Or , comme l'intensité magnétique augmente lorsque la température diminue et vice versa, il est clair que si, par une différence de trempe ou de qualité, l’une des deux aiguilles était affectée plus puissamment que l’autre sous l’action de la chaleur, la quantité de magnétisme libre changerait, et avec elle, la position d’équilibre du système. Quant à la forme oscillatoire de ces changements, elle proviendrait , comme dans le cas de l’humidité, de la variation périodique qu’éprouve la température de l’atmosphère par les vicissitudes du jour et de la nuit.

Telles sont , à mon avis , les causes des oscillations que subit le plan d’équilibre des systèmes asiatiques fort sensibles. La variation diurne de la déclinaison, à laquelle certains observateurs ont cherché de rattacher le phénomène , me paraît n’y exercer absolument aucune influence (2).

(2) Celle variation a une valeur moyenne de 10 à 12 secondes. L'angle diurne parcouru par les systèmes asiatiques est de 8 h 6 degrés et mémo de 8 & 10 degrés pour une haute sensibilité dans ces sortes do combinaisons magnétiques. Selon les observations que nous venons de citer, il faudrait donc que ta combinaison des deux aiguilles aimantées, suspendues en sens contraire sur un même support, rendit les variations diurnes 33 à 40 fois plus sensibles. Il faudrait en outre que les perturbations s'y montrassent agrandies dans le mémo rapport. Cependant MM. Bravais, Loltin, et Marlins, établis en Islande

Ces recherches sur la nature des variations éprouvées par le plan d'équilibre des deux aiguilles sont d’ailleurs d’un intérêt secondaire ; mais il importe beaucoup do faire remarquer que de telles variations n’apportent aucun trouble dans les mesures comparatives des courants thermo-électriques qui parcourent les spires de l’hélice. Premièrement, parce que le mouvement oscillatoire est très-lent et qu’il reste tout le temps désirable pour vérifier le zéro avant et après chaque série d’observations. En second lieu, parce que les changements de direction, éprouvés par la résultante des forces qui maintiennent le système astalique en équilibre, ne produisent aucune altération sensible dans l’intensité des composantes ; en d’autres termes, parce que ces changements n’ont aucune influence appréciable sur la sensibilité de l’appareil : et cela se prouve avec la dernière évidence par la constance de l’ongle de déviation que le meme courant thermo-électrique, introduit dans l'hélice, imprime au système des deux aiguilles à une époque quelconque de la journée.

La constance de sensibilité dans les systèmes à deux ai- • guides peut se maintenir beaucoup plus facilement qu’on ne pourrait le supposer d’ abord. J’ai vu les systèmes asiatiques de quelques-uns de mes galvanomètres la conserver intacte pendant huit à dix ans, et donner encore aujour-

pendant sept mois consécutifs avec une bonne collection de déclinatoires et de multiplicateurs & deux aiguilles, fout mention d'effets Iris-marqués produits sur t’aiguille de déclinaison par un grand nombre d’aurores boréales ; mais ils gardent un silence absolu relativement aux multiplicateurs , ce qui porte il croire que ces instruments ne leur ont foorni aucun résultat digne d'intérêt, et que par conséquent la prétendue exaltation des variations magnétiques dans les systèmes & deux aiguilles nVxistc point.

d'hui, sous l’action d’un courant thermo-électrique connu, les mêmes déviations qu’ils affectaient les premiers jours de leur construction.

11 est clair que pour obtenir cet état invariable de sensibilité il faut préserver les aiguilles de la rouille, des fortes secousses, des actions électro-magnétiques trop violentes , et du voisinage des aimants et du fer; car toutes ces causes peuvent produire nne altération d’équilibre magnétique.

Ces précautions n’exigent pas toutefois un degré de rigueur extrême, surtout à l’égard du voisinage des masses de fer ou d’acier aimanté; car les deux aiguilles éprouvent toujours de la part des forces magnétiques extérieures des influences contraires par suite de leurs positions renversées. C'est même à cette opposition des pôles que le système asiatique doit en partie la conservation de son énergie magnétique.

Cependant la petite portion de magnétisme qui reste libre dans le couple suspendu peut être temporairement modifiée par des forces magnétiques externes , de manière à rendre l’ instrument plus ou moins sensible, pour lui laisser reprendre le degré de sensibilité primitive, lorsqu’on le soustrait de nouveau à l’action de ces forces. Ce but peut être atteint de plusieurs manières; je vais indiquer celle qui me semble la plus simple.

Imaginons , assez loin de l'appareil de suspension , un barreau aimanté situé horizontalement dans le plan d’équilibre du système astatique, et précisément, sur la direction prolongée de la ligne conduite par le point de milieu de la petite barre métallique où les deux aiguilles sont implantées. Si le système était parfaitement asiatique, il est clair que le pôle le plus rapproché du barreau n’exercerait sur lui au-

cuno influence . Mais comme le magnétisme d' une des ai* guillcs est un peu plus fort que le magnétisme de l'autre, il y aura nécessairement attraction ou répulsion : dans le premier cas la force directrice du système sera augmentée, dans le second elle sera diminuée.

Lorsque les aiguilles s’écarteront dn zéro, l’ action du barreau variera , puisqu’il y aura éloignement du couple des pôles antérieurs et rapprochement du couple postérieur. Mais en considérant qu'on ne dépasse pas dans l’usage de l’instrument des arcs de 30 degrés, par des motifs que nous verrons plus tard, et que le barreau est fixé à une distance considérable, on conçoit que, pour toute l’étendue de cet arc, la modification de sensibilité apportée dans le système mobile par la présence du barreau se maintiendra à peu près constante. Or la distance, à laquelle ce système commence à ressentir l’influence du barreau fixe, dépend évidemment de sa perfection. Donc les galvanomètres les plus sensibles seront aussi les plus aptes à supporter la modification que je viens de décrire.

11 est extrêmement facile de mettre la justesse de ces inductions tout à fait hors de doute au moyen de l’expérience: car ayant disposé les choses de manière à diminuer la tendance du système asiatique vers sa position naturelle d’équilibre, les aiguilles prennent sous l’action du même courant électrique des déviations beaucoup plus grandes qu’auparavant; et l’on voit l’effet produit augmenter avec la sensibilité de l'instrument. C’est ainsi que dans les cas où il fallait le concours d’un appareil thermoscopique d’une délicatesse extrême, j’ai pu agrandir de 13 à 20 fois la petite fraction de degré que les systèmes asiatiques de mes rhéomètres multiplicateurs décrivaient sous l’action déviatrice d’une for-

co calorifique extrêmement faible. Il est inutile d'ajouter que l’instrument reprend son allure habituelle lorsqu'on le bouslrait à T action du barreau extérieur.

Nous ne nous arrêterons pas au cas opposé, dans lequel la force directrice augmente et la sensibilité du système asiatique diminue; d’abord, parce que l’action attractive du barreau sur les aiguilles se conçoit aisément; ensuite, parce que l’on n'a jamais besoin de l’appliquer, car on verra bientôt qu’il existe un autre moyen de modérer la sensibilité des galvanomètres, moyen bien préférable, sous tous les rapports, à l’emploi du barreau magnétique.

Ces principes posés, il nous sera extrêmement facile de comprendre les détails de construction, la théorie et l’usage des thermomultiplicateurs , ou thermnetinomètres électromagnétiques.

Des ihermomulliplicalcttrs .

Chaque thermomultiplicateur se compose d’une pile, d’un galvanomètre, et des tubes qui servent à établir les communications entre ces deux parties de l’appareil.

Les lois énoncées des courants thermo-électriques s’observent sur des barreaux et des fils de toutes dimensions; voilà pourquoi dans leur exposition je n’ai fait aucune mention des grosseurs ou des sections transversales des pièces employées. Maintenant celle donnée devient un élément que l’on ne saurait plus négliger. En effet , comme il s'agit de découvrir et d’apprécier des radiations calorifiques excessivement faibles, comme les mesures à prendre sont souvent La Tuermocdrose. l ro partie. G

Irès-nombreuses, il faul Je loulc nécessité augmenter nulant que possible la promptitude et l’intensité de récbauiïcment de la face active de l' électromoleur , c’est-à-dire qo’ il faul employer des barreaux très-minces. Celte petitesse dans la section transversale est d'autant plus nécessaire qu’on a souvent occasion d'explorer des faisceaux très-déliés de chaleur. De là une autre condition à remplir, savoir: l’emploi de piles à faces peu étendues et par conséquent composées d’un nombre assez restreint de barreaux; vingt-cinq à trente de ces barreaux en bismuth, et autant en antimoine, ayant un millimétré d'épaisseur, deux millimètres de largeur et vingt millimètres de longueur, satisfont assez bien aux deux conditions que je viens d’ indiquer (3).

(3) Telles sont les plus petites dimensions des barreaux de bismuth et d'antimoine que les fondeurs et les ouvriers chargés des soudures de mon nppircil llicruioscopique ont adoptées. Cependant j'ai toujours insisté , et j’insiste encore , pour qu'on niche de les réduire davantage, étant intimement convaincu que l'instrument en recevrait une amélioration considérable. Mais no pourrait-il pas so faire, dira-t-on, qu'une partie de la chaleur absorbée parla face antérioorc d'une pile il barreaux plus courts que ceux employés actuellement les parcourût dans toute leur longueur cl parvint ainsi jusqu'il l'autre face, de manière qnc la farce du courant thermo-électrique en fût sensiblement diminuée?

Pour montrer qu'il n’y rien à craindre sous ce rapport, J»rj même que l'on conserverait aux barreaux île bismuth et d'antimoine leur section actuelle , il suffit de couper transversalement en deux parties égales quelques-uns de ces couples, et d'en former une petite pile. On abritera ensuite l'appareil ainsi réduit en longueur pu des écrans; on le mettra en communication avec le galvanomètre ; et l'on fera en sorte que l'une de ces faces reste longtemps exposée à un rayonnement caloriGque constant, produisant le maximum de la déviation usitée. S’il est vrai qnc la différence de température entre les deux faces de la pile diminue par suite de la chaleur a b,

On réunit les cléments , les couples , et les rangées comme nous l’avons vu ci-dessus ( pag.27 ), et l’on en forme un faisceau prismatique dont la section ronde ou carrée soit d’environ un centimètre. On fixe avec du mastic le milieu

sorbéc il la face antérieuro et transmise d'un bout h l'autre de chaque barreau, l'index du galvanomètre, après avoir conservé pendant quelque temps la position angulaire do 30 degrés devra nécessairement se rapprocher do zéro.

Mais si l’un fait l’cipériencc on tronvo que la déviation galvanomélriquc due à ces piles raccourcies , so maintient Intacte pendant des heures entières. Donc lo doute formulé ci-dessus n’a aucuue valeur.

En voyant un courant électrique engendré par la chaleur , et celle-ci dissipée à quelques millimètres do distance do la surface échauffée, on est naturellement porté à croire que l'un des agents so transfurmo dans l'autre et que l'cchauffcmeut disparaît parce quo la chaleur devient de l'électricité. Mais l'eipérienco directe n’appuie nullement une semblable manièro de voir : car la propagation de la chaleur dam un couple thermo-électrique t’accomplit exactement de la même manière , torique le courant est établi -, ou lorsqu'il n'y a aucune trace appréciable d'électricité dynamique »

En effet , supposons deux cylindres do bismuth , d'un centimètre do rayon cl d'un décimètre de longueur, plus quatre vases de cuivre d'un quart do litre environ de capacité. Imaginons un rase soudé par lo milieu (l'une des parois latérales à chaque extrémité des barreaux. On aura ainsi deux systèmes parfaitement semblables composés d'un barreau do bismuth en contact arec deux vases du cuivre. Maintenant si au fond des quatre récipients on soudo quatre gros bouts do fil do cuivre do deux millimètres do diamètre et d'un décimètre do longueur , il est clair qu'en donnant aux vases en contart avec les deux extrémités de chaque barreau des températures différentes, ou obtiendra des circuits thormo électriques complets ou interrompus, selon que les extrémités des fils appartenant & chaque couple do vases seront jointes ensemble ou séparées. Supposons un des systèmes ouvert , l’autre fermé.

l’oui examiuer la marche de la chaleur dans l'intérieur des bar-

de ce faisceau à la surface interne d'une petite zone Iran' SŸcrsalo en cuivre jaune de meme forme, et un peu plus courte, do manière à laisser les deux faces de la pile entièrement libres. Deux parties opposées de la zono mon-

mai , on y introduira , à égale distance des dem ci i rémi tés , le résorroir d’un petit thermomètre fort sensible» moyennant une ouverture qui aboutisse à sa partie centrale ; puis l’ on mettra simultanément dans l'un des vases adhérents à chaque barreau do la glace fondanto . dans l’antre de l'eau chaude que l'on maintiendra, si l’on veut, en ébullition avec le secours do deux petites lampes h alcool placées sous les récipients.

Alors on verra les thermomètres commencer ensemble leur monventent ascenlionnel et marcher constamment d’accord. Si l’on trouve quelques différences, elles tiendront à la diverse sensibilité des thermomètres, ou à une disparité de structure dans les deux appareils; co que l'on prouvera avec la plus grande facilité, en mettant l'un des Instruments à la place de l’autre , on en ouvrant le circuit fermé et en fermant le circuit ouvert ; car l'excès qui avait lieu dans le barreau à circuit ouvert, par exemple, ae montrera après l’échange des thermomètres ou dq contact des fils dans le barreau k circuit fermé, et vice versé.

Ainsi la chaleur absorbée par la surface antérieure, après avoir traversé la lame de cuivre, excite dans In circuit fermé le courant électrique, et laissa cet agent en repos dsos le circuit où la communication est interrompue; mais la propagation calorifique se fait, pour l'un et l'autre barreau, dans le même temps et avec la même Intensité.

Concluons que ai la ehaicar se perd à une petite distance de la face antérieure des piles du ibenoomultiplicateur , cela dérive de la faible élévation de température employée dans l'usage de cet instrument , et de la mauvaise conductibilité des couples bismuth et autimoiuc , qui, réunie à la petitesse de leur section transversale, retarde la propagation calorifique, cl rend bientôt U quantité de chaleur latéralement transmise par rayonnement ou par contact, égale à la quantité de chaleur absorbée sous l'action de la radiation iocidcnle.

quenl el sont remplacées par des plaques d'ivoire un peu plus élsoites, au travers desquelles sortent deux petites colonnes de cuivre communiquant aux extrémités de la pile et destinées à l’attache des fils qui servent à établir le contact métallique entre ces extrémités et celles du galvanomètre. Les faces de la pile sont noircies et mises à l’abri des rayonnement latéraux par deux tubes en cuivre de quatre à cinq centimètres de longueur , qui doivent être munis de couvercles mobiles , et s’adapter aux deux bouts de la zone transversale; celle-ci porte enfin une vis qui sert à fixer l’appareil sur un pied à tiroir et à charnière, au moyen duquel on peut arrêter la pile à diverses hauteurs et sous toutes sortes d'inclinaisons. Ces différentes dispositions sont représentées dans la figure 6, où les tubes T, T' sont séparés de la pile P afin de montrer la disposition intérieure de l’appareil.

Nous venons de dire que les faces ou parties découvertes de la pile sont enduites de noir de fumée ; cette substance n’est plus appliquée ici pour empêcher le passage immédiat de certains rayons à travers le corps thermoscopique comme dans le cas des thermactinomètres de dilatation , mais seulement- pour augmenter l’absorption des surfaces métalliques destinées à recevoir la première impression de chaleur. Le noir de fumée, appliqué sur toutes sortes d’appareils destinés à la mesure de la chaleur rayonnante, procure aussi au corps thermoscopique un autre avantage très-remarquable , dont il sera question lorsque nous parlerons des diverses espèces de rayons calorifiques.

Dans certaines recherches il est nécessaire d’avoir des thermactinomètres qui recueillent la chaleur distribuée sur une ligne donnée. Alors on emploie une seule rangée d'éléments thermo-électriques , que l’on renferme dans un étui

muni d'une fenlc susceptible d être plus ou moins rétrécie, et que l’on monte d’ailleurs d’une manière lout-à-fait analogue aux éléments de la pile précédente.

On appelle ihermomulliplicateurs à faisceau ceux qui portent la première pile, et l/iermomultiplicateurs linéaires ceux qui sont munis de la seconde.

Tontes les propriétés actuellement connues de la chaleur rayonnante peuvent être étudiées avec le plus grand succès au moyen de ees deux appareils. Ou a bien proposé d’autres formes de piles ; ainsi les éléments de chaque couple bismuth-antimoine ont été soudés sous un angle de quelques degrés, et la soudure réduite en pointe très-aigue; les couples ont été ensuite distribués symétriquement, comme autant de rayons d’un cercle, les poiules étant tout près du centre et les communications établies, entre les deux métaux différents des couples successifs, par de petites barres de bismuth ou d’antimoine soudées aux extrémités rapprochées de la circonférence. On renfermait ensuite le tout en une boîte ronde percée à son centre d’une petite ouverture dans laquelle on faisait pénétrer successivement les diverses radiations calorifiques qu’il s’agissait d’étudier. Mais ces sortes de piles, et toutes celles dont les deux faces ne sont pas égales, no jxmvcnt être employées à des recherches comparatives , dans lesquelles elles introduisent une grando incertitude à cause de l’action diverse que la chaleur exerce sur leurs extrémités opposées; ce qui prive les thermactinomèlres électro-magnétiques d’une do leurs plus belles prérogatives , de l'insensibilité aux variations de température du milieu ambiant. En effet, lorsque les deux faces de la pile sont égales , elles suivent en même temps ces variations, aucun développement d’électricité u’a lieu, et l’indicateur de l'in-

strurccnt sc maintient au zéro Je l'échelle. Mais si la pile est à faces inégales par la forme, la masse, ou la distribution des extrémités des couples dont elle se compose, alors les changements qui arrivent dans la température de l’air pendant les expériences affectent plus vite la face plus légère ou plus aérée, et l'instrument donne, par cela seul, des indications anomales qui viennent troubler les mesures des rayons calorifiques soumis aux expériences.

Il faut donc rejeter tout ce qui tend à altérer l égalité des extrémités opposées des piles Ihcrmo-élcclriqucs, et maintenir soigneusement au thermomulliplicalcur la qualité de fhermactinomèlre compensé , qui est pour ainsi dire inhérente a sa nature , cl extrêmement difficile à obtenir dans les lhermaetinometres de dilatation.

Le galvanomètre que l'on met en communication avec ces piles est multiplicateur , à système asiatique, et entièrement construit d’après les principes exposés tantôt. On en voit une représentation en perspective dans la figure 7. Cl) est une base circulaire en métal munie de trois vis A , A', A", destinées à placer le fil de suspension dans l’axe de l'instrument; sur cette base s’élèvent deux tringles L,L', réunies à la partie supérieure par la traverse recourbée I, I'. Le fil de cocon, dégommé et dédoublé, qui porte le système asiatique est soutenu au centre de cette traverse par un mécanisme au moyen duquel on peut le faire monter ou descendre d’une certaine quantité sans lui communiquer ancnne torsion: ce mécanisme sc met en activité en tournant le boulon P.

Les aiguilles aimantées et le fil qui les soutient sont garantis de l’agitation de l’air par une cloche ou cylindre de verre RS, qui entre dans une rainure de la base CD , et se

termine par une lame Je la même substance percée au centre pour livrer passage au bouton P.

Le fil de cuivre couvert de soie qui a été trouvé le plus convenable pour les piles que je viens de décrire œt d’une grosseur de 7/10 de millimètre ; il a vingt-sept mètres de longueur, et fait cent soixante-huit révolutions autour d'un châssis en ivoire E; il est recouvert par un cercle gradué F, du meme métal , et fendu dans le sens du zéro , afin de pouvoir introduire dans le milieu des spires l'aiguille inférieure du système astalique. Les 168 circonvolutions de ce fil sont distribuées en quatre rangées de 42 tours chacune; elles s’étendent jusqu a trente-cinq ou quarante degrés environ de chaque côté du zéro de la division; cette disposition est indispensable pour ne pas faire sortir , à la moindre déviation, le plan des aiguilles de la zone qui contient le fil du châssis, et pour rendre ainsi dans une certaine étendue autour du zéro, les forces déviairices proportionnelles aux arcs parcourus.

Le châssis est vissé sur un plateau métallique H communiquant par un axe central à une vis sans fin placée au-dessous, que Ton met en action moyennant le bouton B. Une bande d’ivoire M, fixée en équerre à l’extrémité de l'axe, reçoit les bouts du fil de cuivre couvert de soie qui viennent se souder à deux petits tubes métalliques , après qu’ils ont traversé le plateau II entre deux tubes d’ivoire. Un de ces fils est indiqué en 0, l’autre est caché dans la figure par la bande d’ivoire. On conçoit qu’en tournant le bouton B, la base CD, la cloche RS, le soutien LIPI'L', le fil de suspension , et les aiguilles resteront en repos ; tandis que le plateau II, le châssis et tout ce qu’il supporte, ainsi que la pièce AI prendront un mouvement commun de rotation autour de

l’axe. Ce mécanisme sert à amener exactement le zéro du cadran sous la pointe de l’index magnétique après la première orientation , que l'on établit d’une manière approximative en faisant jouer les trois vis de la base , et en tournant l’appareil dans l’un ou l’autre sens, jusqu’à ce que la ligne du zéro coïncide avec l’azimuth des aiguilles.

Pour obtenir une marche parfaitement régulière de l’index, et empêcher les oscillations du 111 qui le supporte , il est absolument nécessaire de disposer le galvanomètre sur une tablette horizontale de marbre ou sur une planche de bois attachées à l’un des grands murs de l’édiGce dan3 lequel on veut expérimenter; ce petit plan horizontal doit ètro fixé par un travail de maçonnerie sans fer ou par des clous de cuivre.

Ou pose donc l'instrument sur ce plan, et par les divers mouvements que je viens d'indiquer, on fait en sorte que l’aiguille visible à l’extérieur vienne se placer sur le zéro du cercle gradué. Ensuite on approche la table sur laquelle se trouvent la pile thermoscopique et tout ce qui sert aux expériences; et l’on établit enfin les communication entre les deux parties de l’appareil moyennant les fils X,X', ( fig. 8 ), dont les deux bouts tiennent par des vis de pression, d’un côté à une petite colonne de cuivre C pour entrer dans Ie3 cavités qui communiquent avec le3 extrémités du galvanomètre, et de l’autre à un petit tube D du même métal pour recevoir les extrémités saillantes de la pile.

Alors en faisant agir sur l’une des faces de la pile le rayonnement d’une source calorifique , on voit l’index de l’appareil sortir aussitôt de sa position d’équilibre, et, quelles que soient lc3 oscillations que les préparatifs de3 expériences, le passage des voitures , ou tout autre cause im- La TnEBMOCHRÔSE. 1" PARTIE. 7

priment au plancher île la chambre , ou le voit effectuer sa marche horizontale sans osciller à la manière des pendules, et parcourir ainsi avec la plus grande régularité un certain arc de déviation en suivant certaines phases de temps et de vitesse que nous examinerons dans l'un des paragraphes suivants.

Nous terminerons celui-ci par quelques notions historiques sur le thermomultiplicateur, afin de montrer la série de3 modifications que ce précieux instrument a dû subir pour arriver au degré de perfection qu’il possède aujourd'hui.

La première idée de mesurer les températures par les courants thermo-électriques paraît due à M Becquerel: son but étant d'évaluer les hauts degrés de chaleur, il forma son thermomètre électrique avec des fils de platine et de palladium. Quelques années plus tard Nobili se proposa d’employer le thcrmo-électricisme à la confection d’un thermo sc ope de contact supérieur en sensibilité à celui de Fouricr consistant , comme on sait , dans un thermomètre ordinaire autour duquel ou nouait un petit sac en peau rempli de mercure. Il se servit pour cela de bismuth et d’antimoine, métaux doués, ainsi que nous l’avons déjà annoncé, du maximum d’effet thermo-électrique; il en forma une pile plongée presqu’enlièreroenl dans une boîte cylindrique en bois où il versa du mastic fondu de manière à ne laisser à découvert que les seuls contacts alternes supérieurs, qui étaient réduits dans un même plan et bien polis; on tenait la boite à la main et on touchait avec la face découverte de la pile les corps dont on voulait apprécier les différences de température. Les éléments de celte pile étaient au nombre de douze ( six couples ) repliés rcctangulairement et en sens

contraire aux deux extrémités, alin d’empècher le contact des parties intermédiaires lorsque ces éléments étaient soudes bout-à-bout ; leur section était de -JW) à 50 millimètres carrés , et le diamètre de la boite, de deux à trois pouces. Je partis de là pour faire de ce therraoscopo de contact un lhermoscopc de rayonnement.

M’étant aperçu, par quelques essais préliminaires, que l’uction sur le multiplicateur ordinaire dépendait beaucoup plus du nombre, que de la grosseur des éléments (I), et que d’ailleurs les courants thermo-électriques n’acquièrent jamais, entre certaines limites, la tension nécessaire pour traverser les corps non métalliques , je donnai aui éléments la forme de petits barreaux rectilignes aplatis, trente à quarante fois plus légers que les barres recourbées de INobili; je les pinçai les uns à côté des autres et les maintins isolés dans toute leur longueur, excepté aux extrémités où devait avoir lieu la soudure , par des bandelettes de papier ; j'en augmentai considérablement le nombre; je les distribuai par rangées ou par jaisceaux , et je les fixai par le milieu à un anneau de cuivre intérieurement doublé de papier. Je couvris ensuite de noir de fumée toutes les parties saillantes de ma pile, et je les armai de tubes cylindriques ou de réflecteurs coniques, Selon que je voulais apprécier l’action d’un faisceau de rayons parallèles, ou que je désirais recueillir la

(4) A l'époque assez reculée (1830) où je faisais cette observation, les principes sur lesquels se fonde U loi de Ohm, donnant les longueurs et les sections des Ois les plus convenables pour multiplier la force magnétisante de chaque espèce de courant électrique, principes qui ont reçu une application si benreuse dans le télégraphe électrique de M. Vheatstone, n'étaient pas encore connus dans la science.

chaleur divergente qui provient des murs d’une chambre ou de toute autre large surface éloignée. Je donnai enfin aux assemblages des couples thermo-électriques les dispositions propres aux deux instruments indiqués dans les pages précédentes sous les noms de thcrmomultiplicateur linéaire , et thermomulliplicateur à faisceau. Plus tard Nobili , qui avait d’abord adopte ces formes de piles (*) voulut leur en substituer d'autres qu’il appella à biseau et à rayons (**), sortes de constructions fort ingénieuses à la vérité , mais donnant lieu toutes les deux à des faces inégales , qui, pour les motifs exposés précédemment, ne peuvent être employées avec confiance à l’évaluation des rayonnements calorifiques.

Quant au galvanomètre, on sait que M. Poggendorlf remarqua le premier que toutes les actions ou forces déviatrices du courant électrique deviennent conspirantes en repliant le fil sur lui-même , de manière à former une spirale autour de l’aiguille aimantée; et que M. Schweigger appliqua ce principe à la construction d’un instrument auquel on donne encore aujourd'hui le nom de l’auteur. Mais comme cet appareil ne porte qu’une seule aiguille , le thermomulliplicateur serait resté bien au-dessous de la supériorité qu’il possède aujourd’hui sur les autres thermoscopes , si Nobili n’avait imaginé de rendre la spirale de Schweigger très-aplatie, de partager en deux la niasse du fil métallique qui forme sa partie supérieure et d’y introduire une des aiguilles du système aslaligtte d’Ampère, en laissant l’autre dehors.

Ce fut une ère toute nouvelle pour l’évuluation des faibles courants électriques , car on peut dire , sans la moindre

(*) bibliothèque Universelle de Gcikvc, Tome XI.1V.

Ibidem. Xom. LYH.

exagération , que nos moyens rhéoroétriques acquirent tout d’un coup, par celte heureuse combinaison, une sensibilité qui, dans certaines circonstances , surpasse de trois à quatre mille fois celle du multiplicateur de Schweigger. Cependant les aiguilles des galvanomètres construits par Nobili devinrent { à cause de ce haut degré de sensibilité et de l’ouverture pratiquée dans les circonvolutions du châssis ), sujettes à l’inconvénient, déjà signalé, de ne pouvoir se tenir sur le zéro du cadran , et de se fixer, au contraire , d’un côté ou de l’autre a quelques degrés de distance ; en sorte que les deux masses dans lesquelles on subdivise la partie supérieure de la spirale exerçaient snr ces aimants mobiles une véritable attraction, qui les faisait dévier un peu de leur position naturelle d’équilibre. Après beaucoup de recherches je parvins enfin à m’assurer que, pour avoir des fils de cuivre ou d'argent exempts de cette action magnétique, il ne suffisait pas d’épurer parfaitement ces métaux par les moyens chimiques les plus puissants , mais qu’il fallait surtout les tenir soigneusement éloignés pendant leur fusion de tout contact avec le lier, et les réduire en fil moyennant des filières en pierre dure, comme cela a été dit plus haut. La grande sensibilité du système asiatique rendait d’autre part ses oscillations amples, lentes et nombreuses-, et il fallait un temps d'attente considérable pour voir l’index ramené à la position d’équilibre voulue par la force directrice du globe, ou par cette force combinée avec l’action déviatrice du courant qui parcourait les spires de l’appareil. Je fis disparaître ce second inconvénient en substituant au cercle de carton ou d’ ivoire de Nobili un disque de cuivre pur ou d’argent pur; car alors la quantité et l’amplitude des oscillations se trouvèrent considérablement rçduiles, sans que pour

cola l’étendue de l’are décrit par l’index sous l’action du courant thermo-clectrique subît la moindre diminution. Tous ceux qui connaissent les cléments do physique comprennent que ce perfectionnement n'était qu’une application immédiate de l’expérience du disque tournant de M Arngo , expérience qui se trouva plus tard si heureusement expliquée par la découverte des phénomènes d induction. Enfin la disposition du soutien qui porte le système astalique, le mécanisme destiné à le placer à la hauteur convenable, celui qui détermine la rotation du châssis , et presque toutes les parties du galvanomètre , furent plus ou moins modifiés selon les connaissances et le goût des habiles fabricants qui se chargèrent de sa construction. Celui qui vient detre décrit appartient à M Khumkorff , ingénieur bien connu des physiciens par la solidité, la précision et l’élégance des instruments qui sortent de ses ateliers.

Des relations qui existent entre les indications du ther momultiplicatcur et les forces déciatrices correspondantes.

Nous avons vu que la résultante des forces qui maintiennent le système asiatique du thermomulliplicaleur dirigé vers un point déterminé de l’horizon est excessivement faible. Cependant, lorsque ce système se trouve soumis à l’action d’une force dévialrice du même ordre , il oppose toujours une certaine résistance et tend à reprendre la position initiale. Alors le mouvement des aiguilles aimantées ressemble complètement à celui d’un pendule, et nous savons que pour

être soulevé d'un arc donné le pendule exige un effort variable et croissant avec sa déviation de la ligne verticale sur laquelle il se tient en équilibre. Il en sera donc de même à l’égard des aiguilles du thermomulliplicateur chassées de leur position horizontale d'équilibre par les faibles courants thermo-électriques, employés dans les expériences sur la chaleur rayonnante.

A cela il faut ajouter que pendant la déviation du système asiatique , les extrémités des aiguilles près desquelles les actions magnétiques se trouvent pour ainsi dire concentrées, s’éloignent graduellement du centre de la zone formée par les spires du fil dans lequel circule le courant, et se rapprochent de plus en plus des limites de cette zone qu’elles finissent même par franchir lorsque l'angle de la déviation atteint une certaine amplitude, ce qui rend nécessairement l'action de la force déviatrice de moins en moins efficace.

La première cause de variation ne saurait être écartée , car elle tient à la nature même des forces qui maintiennent en équilibre le système asiatique. Quant à la seconde, on pourrait à la vérité s'en débarrasser entièrement en roulant le fil métallique sur un châssis circulaire complet. Mais, outre les difficultés pratiques, celte opération diminuerait trop la sensibilité de l’instrument dans les premières déviations des aiguilles , car la longueur la plus convenable du fil étant fixée d’avance , pour mettre des spires où elles n’existent pas il faudrait nécessairement les prendre où elles se trouvent, et diminuer ainsi leur nombre dans la zone qui les contient, laquelle zone s'étend, ainsi que nous l’avous vu plus haut, à 35 degrés environ de chaque côté du zéro. D’autre part , si l’on accumulait un plus grand nombre de circonvolutions près de l’axe, on rendrait sans doute plus intense la première ma-

nifeslation île la force déviatrice, mais les pôles magnétiques des aiguilles sortiraient trop vite du faisceau formé par la réunion des spires, l'instrument deviendrait peu sensible à une petite distance du zéro, et, pour avoir de bonnes séries d'observations, il est nécessaire d’opérer sur des arcs d’une certaine étendue.

Ainsi l’expérience a fait prévaloir la distribution adoptée dans laquelle le fil occupe , comme nous l'avons vu tantôt, 3» à 40 degrés de chaque côté du zéro. Il faut donc nous en tenir aux conditions résultant d’une telle distribution , et tâcher de résoudre la question dans l'état où elle se trouve.

Pour y parvenir nous allons employer le therraomultiplicateur à faisceau , et déduire les rapports cherchés par la comparaison des forces mesurées sur l’instrument lui-même.

Supposons la pile, garnie de ses tubes , entre deux lampes Carcel, ou autres sources parfaitement constantes de chaleur, placées sur la direction de son axe. Il est clair que l’index du rhéomètre déviera à droite ou à gauche, selon qu'on laissera parvenir le rayonnement de l'une ou de l’autre lampe sur la face correspondante de la pile thermoscopique ; en interceptant les deux radiations à la fois par des écrans métalliques , les aiguilles reviendront à leur position initiale d'équilibre. Quand tout sera en ordre, les flammes fixes, l’air calme, l'index parfaitement immobile, on abaissera l’un des écrans, celui placé à la droite de l’observateur par exemple; l’aiguille indicatrice de l’instrument se mettra en marche, et après quelques oscillations, elle prendra une déviation stable que l’on notera soigneusement. Après quoi on relèvera l'écran; on renversera les communications de la pile avec le rhéomètre ; et lorsque les aiguilles seront retournées exactement au zéro, on abaissera l’écran gau-

c!ie. L’index abandonnera de nouveau ia position d'équilibre et commencera à dévier. Comme c’est la face opposée de la pile qui reçoit maintenant la radiation calorifique, la déviation aurait lieu du côté gauche si les communications n’avaient pas été renversées; mais à cause de cette inversion le mouvement se fera à droite , et l’index prendra une certaine déviation qui pourra être rendue plus ou moins grande en approchant ou en éloignant de la pile la source de chaleur. On fera donc varier la distance de la lampe gauche jusqu’à ce que l’index marque une déviation fixe inférieure d'un degré à la déviation précédente; puis on relèvera l'écran correspondant, et l’on remettra les communications comme elles étaient d’abord.

Maintenant si nous abaissons les deux écrans à la fois * et que nous fassions opérer en même temps les deux sources de chaleur , il est évident que l'index du- galvanomètre se trouvera sollicité par deux forces contraires qui différeront entre elles d’un seul degré ; la plus intense prévaudra , et l’index passera sur la droite où il prendra une certaine déviation stable. Or, l’expérience prouve que pour les 12 ou 15 premiers degrés du cadran, l'index se fixe toujours à un degré. Gela montre évidemment que dans toute l’étendue de ces arcs de 12 à 15 degrés, les forces sont proportionnelles aux angles de déviation.

Mais les choses ne se passent plus de la même manière au-delà d’une telle limite. Supposons , par exemple , qu’après nvoir produit 20 degrés de déviation par l'action isolée de la lampe droite , et 19 degrés par l’action isolée de la lampe gauche , on fasse arriver simultanément les deux radiations sur la pile : l'index ne marquera plus un degré comme tantôt, mais bien un degré et une fraction , La Thermochbose. l rr partie. S

que pour plus de simplicité nous supposerons égale à O’,!». Si Ton représente par l’unité la valeur de la force qui fait parcourir à l’aiguille le premier degré du cadran, lésera donc la mesure de la force nécessaire pour pousser l'index de 19 à 20 degrés. Prenons un second exemple : soient 30 et 29 degrés les déviations produites par les deux sources agissant séparément. Si leur action simultanée donne 2 degrés, cette quantité 2 exprimera la valeur de la force cherchée; en sorte que pour transporter l’index de 29 à 30 degrés il. faudra employer une force double de celle qui est nécessaire pour le faire passer de zéro à un degré.

Tout l’artifice de cette méthode consiste , comme on le voit, à ramener au zéro et mesurer sur une seule échelle, des forces qui, dans les circonstances où elles se trouvent par rapport à f instrument, sont mesurées sur des échelles différentes.

En étudiant ainsi les divers degrés du cadran et en faisant les sommes successives, on pourra donc connaître les véritables rapports des forces correspondantes à toutes les déviations de l'index galvanométrique.

La méthode que nous venons d’examiner est simple , rationnelle , et susceptible de donner des résultats assez exacts; mais elle exige beaucoup de soins , du temps , et l’emploi de deux excellentes lampes à niveau constant, que l'on ne trouve pas toujours à sa disposition.

En voici une autre qui me semble ne laisser rien à désirer pour la facilité, la promptitude, et la précision des résultats.

Ou prend deux petits vases V, V', «i moitié pleins de mercure et on les fait communiquer séparément aux extrémités G, G', du galvanomètre, moyennant deux fils métalliques.

Ces vases et ces fils ainsi disposés ne changent rien aux habitudes de l'instrument , et le courant thermo-électrique est librement transmis, comme auparavant, de la pile au galvanomètre par les fils ordinaires P, P'. Mais si, au moyen d’un fil F, on établit une communication entre les deux vases, une partie du courant passera par ce fil et rentrera dans la pile; la quantité d’électricité qui circulera dans le galvanomètre sera donc diminuée, et, avec clic, la déviation du système asiatique.

Plus on facilitera le passage du courant de l’un à l’autre vase en lui offrant pour conducteur un fil plus gros ou plus court, et plus le système asiatique dévié sous l’action d’un rayonnement calorifique conslnut se rapprochera du zéro.

Supposons donc que par cet artifice on ait réduit la déviation galvanométrique à sa quatrième ou cinquième partie; en d’autres termes, supposons que l’index du rheometre étant à 10 ou 12 degrés sous faction d’une source calorifique constante placée à une certaine distance de la pile , les aiguilles descendent à 2 ou 3 degrés lorsqu’on fait dériver une portion du courant par le moyeu du fil extérieur (3).

(S) Tour éviter l'embarras de la trop grande longueur du fit additionne), nécessaire à ces essais, il faut le prendre trés-inincc s'il est en cuivre; on peut lui donner un plus grand diamètre si l'on veut faire usage du platine, bans l'un ou l’autre cas on voit que « (il variable correspond à l'èlégant appareil des bobines de ré-

Je dis qu’en faisant varier l’éloignement de la source et en observant à chaque fois la déviation totale et la déviation réduite , on obtiendra toutes les données nécessaires pour déterminer les rapports cherchés entre les arcs parcourus par l’index de l’instrument et les forces correspondantes.

Pour rendre l’exposition plus claire et fournir en même temps un exemple de la manière d’opérer , je vais prendre les nombres relatifs à l’application de ce procédé à l’un de mes thermomultiplicateurs.

Le circuit additionnel étant rompu, et la source constante de chaleur assez éloignée du corps thermoscopique pour ne donner que S degrés au galvanomètre, on plaça le fil de dérivation, et l'index tomba à 1°,5. La communication entre les deux vases étant de nouveau interrompue, on rapprocha la source calorifique de manière à obtenir successivement : 8°. 10°. 18°. 20°. 25°. 30°. 35°. 40°. 43°.

Et en interposant à chaque déviation nouvelle le même fil de dérivation on eut les nombres suivants:

1°,5. 3°. 4°, 5. 6°, 3. 8°,t. ïl°,2. Ï3°,3.22°,4. 29°,1.

i iilance de M. Whealstone, dont l'application ne saurait malheureusement avoir lieu dans le cas actuel à cause des dérialions considérables et fort persistante » , qui se développent dans lo système asiatique du galvanomètre, en vertu de la chaleur dégagée par la frottement et par la pression des ressorts sur les plaques destinées à établir les communications métalliques.

J'ajouterai que la longueur convenable du fil additionnel une fois déterminée , son application k la graduation du thcrmomultiplicateur est beaucoup plus expéditive, comme on va le voir, que la méthode suggérée par M. Whealstone, à cause du manque absolu de courants lhermo électriques lorsqu'on plonge l’un de ses bouts dans le mercure , et à raison du temps très-court qu'exige l'établissement et l'interruption du courant dérivé.

Or , si l’on suppose qne la force nécessaire à l’index du galvanomètre pour décrire chacun des premiers degrés du cadran soit égale à l’unité, on aura d’abord 5 pour l’expression de la force correspondante à la première observation. Les autres forces s’obtiendront aisément par la proportion:

a représentant la déviation de l’indei lorsque le circuit extérieur est fermé. On aura ainsi :

pour le3 forces correspondantes aux déviations

Ainsi dans cet instrument les forces Sont sensiblement proportionnelles aux arcs jusques à près de 15 degrés. Audelà elles commencent à s’écarter de la proportionnalité, et d’autant plus que la déviation devient plus grande. Yoilà pourquoi on n’a pas poussé le calcul outre le 30 mc degré, car alors la valeur de a surpasse la limite de la proportionnalité.

Les forces appartenant aux degrés intermédiaires s’obtiennent avec la plus grande facilite, soit par le calcul, soit par la construction graphique , qui est bien suffisante à ces sortes d’évaluations , lesquelles n’exigent pas une précision supérieure au dixième de l’unité. Par ces moyens on trouve:

Degrés 13°. 14°. 15°. 1G°. 17°. 1S°. 19°. 20 a .2!°.

Forces 13. 14,1. 15,2. 16,3. 17,4. 18,6. 19,8. 21.22,2.

Diff.“ 1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3

Il n'est point question dans ce tableau des degrés qui précèdent lo t3 m<! , parce que la force correspondante à chacun d’eux possède exactement la même valeur que la déviation.

Les forces appartenant aux 30 premiers degrés étant connues, rien de plus facile que do déterminer les valeurs des forces correspondantes à 35, à 40, à 43 degrés et au-delà, forces que nous n’avons pu calculer tantôt parce que les déviations réduites outrepassaient la limite de leur proporiionnalilé aux espaces parcourus par l’index de l'instrument.

En effet les déviations réduites do ces trois arcs sont: 13°, 3 22°, 4 20°, 7

Considérons-les séparément, en commençant par la première.

D’abord 13 degrés équivalent d’après notre tableau à 13, 2: quant à la valeur x de la décimale 0,3, ou l’obtiendra en multipliant cette fraction par la différence 1,1 qui existe entre le 15 mo et le 16"“' degré; car on a évidemment la proportion

La valeur de la déviation réduite correspondante au 33"“' degré ne sera donc pas 13°,3, mais 13°, 2 -|- 0,3 = 15 ", 3. On trouvera par des considérations analogues 23°, 3 + 0°,G =24°, 1 et 33°, 1 -f- l ü ,4=36°,7, nu lieu de 22°, 4 cl 29°,7, pour les déviations réduites de 40 et de 43 degrés.

Maintenant il ne restera plus qu’à calculer les valeurs des forces appartenant à ces trois déviations , 13°, 3. 24°, I. et 36°, 7, au moyen de l’expression 3,333. a, ce qui donne: pour les forces 3|,7. 80,3. 122,3.

pour les degrés. 33. 40, 43.

En comparant ces nombres avec ceux du tableau précédent, on voit que la sensibilité de notre galvanomètre diminue considérablement lorsqu’on opère sur des déviations supérieures au 30 m ' degré.

Les rapports des degrés aux forces varient de l’un à l’autre instrument ; mais dans tous les thcrmomulliplicateurs bien construits il se manifeste un accroissement considérable pour l’effort nécessaire & écarter les aiguilles d’un degré, lorsqu’on arrive vers cette limite de déviation, parce que selon les dispositions adoptées dans les galvanomètres qui font partie de ces instruments, le système astatique dévié d’un tel angle a ses doubles pôles tout prêts à sortir de la zone formée par les circonvolutions du fil sur le châssis. L'utilité de restreindre les mesures prises au moyen des thermomultiplicateurs , entre 0° et 30" est donc incontestable. Aussi n’avons-nous presque jamais dépassé cette dernière limite dans le cours de nos observations.

Avantages du thermomultiplicateur sur /es thermactinomètres de dilatation.

Nous avons déjà remarqué qu’en exposant le thermomultiplicateur à l’action de la chaleur rayonnante, on voit l’index sortir de sa position d’équilibre aussitôt que la radiation parvient sur le corps lhermoscopique. Ce mouvement, très-lent d'abord, s’accélère graduellement, décroît de même, et s’éteint aune distance angulaire plus ou moins grande, selon l’intensité de la radiation incidente. L’index revient ensuite vers le zéro, puis il reprend sa direction primitive;

el après deux ou trois oscillations d’une fort petite étendue, il s’arrête et se fixe Hn peu au-dessous du point où il était parvenu dans sa première excursion. Il va sans dire que la stabilité de celle position d’équilibre sous l’action du rayonnement exige une source constante de chaleur. Le temps nécessaire à l’iudex pour passer de l’ancienne à la nouvelle 6lation ne surpasse guère deux ou trois minutes. Ce temps d’attente est bien court; cependant on peut encore l’abréger si l’on prend la peine de varier plusieurs fois la distance de la source à la pile et d’observer à chaque Variation le degré atteint d'abord, puis la déviation finale. En étudiant ainsi le cadran de a en 5 degrés, comme pour le cas des rapports entre les forces et les déviations fixes, on pourra dresser une table, qui donnera la position définitive do l’aiguille d'après la seule notion de l’arc qu’elle a parcouru en vertu de l’impulsion primitive. Alors, il suffira d’observer la première excursion pour avoir la déviation finale de l’aiguille, et, par suite, la force correspondante; de manière qu’on abrégera l'observation de toute la différence du temps que l’aiguille emploie à décrire les deux arcs; ce qui, pour certains instruments, réduit la durée do l’observation fi S ou 10 secondes.

Cette dernière table de correspondance ne devient vraiment utile que dans certaines recherches, où l’on a beaucoup de mesures à prendre et lorsque toutes ces mesures doivent cire douées d’une précision extrême, ce qui exige pour chacune d'elles une moyenne déduite d’un grand nombre d’observations ; dans ces cas-là, on laisse descendre l’index au zéro du cadran à chaque expérience, el l’on recommence l’opération.

Pour les cas ordinaires, où il s’agit plutôt de vérifier des propositions connues, que d’apporter une rigueur extrême

dans les données numériques, on peut passer directement de l'une à l’autre déviation sans ramener chaque fois l’index au zéro; et la première table suffit.

On peut enfin se dispenser d’avoir recours à l’une et à l’autre table, si l’on s’en tient aux quinze ou vingt premiers degrés du cadran, car les index des galvanomètres thermo* électriques de bonne construction prennent tous, ainsi que nous l’avons déjà fait remarquer, des déviations qui sont à peu près proportionnelles aux forces dans toute l’étendue de ces arcs.

Au reste, que l’on observe l’instrument par les arcs d’excursion primitive ou par les déviations finales, pourvu que l’on suive les règles prescrites relativement à la pose de cet appareil, le mouvement de l'index est tellement régulier, scs indications sont tellement nettes et précises, qu’avec un peu d’habitude, on peut arriver à apprécier très-distinctement le quart du degré, qui est celui de la division circulaire en 3G0 parties.

Ajoutons que l’éloignement du corps thermoscopique et l’étui métallique, dont il est enveloppé, permettent de s’approcher du galvanomètre et de regarder à son aise les mouvements de l’index, sans que la chaleur propre du corps humain vienne troubler les résultats fournis par l’action calorifique explorée, comme cela arrive sans cesse dans les observations des thermoscopes et des thermomètres ordinaires, tels qu’on les a généralement employés jusqu’à présent.

Nous avons observé tout-à-l'heure que l’index du thermomultiplicateur sort de sa position d’équilibre aussitôt que les rayons calorifiques viennent frapper la face antérieure de la pile. Il n’en est pas ainsi des thermoscopes de dilatation, qui laissent toujours apercevoir un certain intervalle entre La TüEBMoenaôsE. 1" partie. 9

l'instant où les rayons arrivent sur le réservoir d’air et celui on l'indes liquide se met en mouvement. Cette différence entre la rapidité des indications données par les deux appareils provient, sans aucun doute, de la couche de verre qui manque dans l’un des instruments, et oppose dans l’autre une certaine résistance à la chaleur qui doit la traverser avant de parvenir sur le corps thermoscopique (6).

(6) Quoique les indications du tbermomulliplicalour soient beaucoup plus promptes que celles des thermoscopes de dilatation , elles sont cependant immensément plus lentes que les actions des deux fluides élhérés dont elles dérivent ; car il faut bien distinguer le mouvement propre des floides électriques , de celui qu’ils impriment à la matière pondérable. M. Pouillet a démontré, par une expérience très iocénieosc, que — î do seconde suffit à.un

courant électrique d’un petit élément de Daniel! pour communiquer au rhéomèlrc d’un do ses therniomultiplicalcurs , de sensibilité moyenne , nne déviation de 15 degrés. Et comme il fallait à l'index 10 secondes environ pour décrire cet arc, il s'en suit que, dans ce cas particulier, l’action rapide des agents électrique et magnétique, qui l'est exereie pendant de leeomle , se transforme

en un mouvement 50000 fois plus lent , en passant de ces agents i la matière pondérable. Voici comment M. Pouillet décrit la méthode qui lui a servi à établir ce curieux résultat.

« Sur un plateau de verre de 84 centimètres de diamètre est collée une bande d'étain d'un millimètre de largeur , s’étendant, comme un rayon, de la circonférence vers le centre; là elle communique à une bande circulaire plus large, qui entoure l'axe de rotation. Supposons que le plateau tourne à raison d'un tour par seconde , et que les deux extrémités d’un circuit électrique s’appuient par des ressorts, l’une sur la bande centrale qu'il touche toujours , Paulre sur le verre du plateau près de sa circonférence : au moment oit la bande d’un millimètre tiendra passer sous ce dernier , il y aura communication électrique, et 1a durée du courant sera justement égale à la dorée du passage de la bande, c’est-à-dire à — i___ de seconde si l'on touche cette même bande près de la circonfé-

Nous avons remarqué, en outre, que si l’on opère sur une source constante de chaleur, l'index du rhéomètre prend une position Ay qui libre stable deux ou trois minutes après la première impression du rayonnement sur la pile. Au moyen de cette propriété on parvient pour ainsi dire à éliminer dans l’usage du thermoraultiplicateur un élément étranger à l'étude des rayons calorifiques : le temps ! car l’elTet total étant obtenu, il devient lout-à-fail inutile de considérer l’effet produit dans un intervalle de temps donné , ainsi qu’on est strictement obligé de le faire avec les thermoscopes de dila* talion, qui atteignent fort tard leur équilibre calorifique.

Quant à la sensibilité du thermomultiplicaleur, elle est vraiment surprenante, surtout lorsqu’on la compare à celle des thermoscopes de dilatation. Pour en donner une idée il suffira de dire qu’étant armé de son appendice conique, cet instrument indique la chaleur du corps humain à une distance qui , dans certains cas, s’élève de 4!î à i»0 pieds. Si l’on place la pile thermoscopique au milieu d’une salle, quelque vaste quelle soit , et que l’on tourne son ouverture contre les diverses parois, on voit presque toujours l’index du rhéomèlre dévier et parcourir des arcs plus ou moins étendus de l’un ou de l’autre côté du zéro. Or, ces .mouvements de l’index dérivent des dilférences de température entre les parois de l’ambiant , différences tellement petites quelles passent inaperçues aux thermomètres les plus sensibles, mis au contact meme des murs, Une remarque bien simple le

rente ,'à si l’..n touche au milieu du rajon, CIC. Si le pla-

teau fait deu» , trois, quatre tours par seconde, l'on obtiendra ainsi des passages d'une durée dent , trois ou quatre fuis moindre. » ( Comptes Rendus de l'Acadtltnie de j Sciences de l Institut de France, 181t. p. 1387 du second semestre. )

— os —

démontre avec la dernière évidence. Toutes les fois que la pile regarde le même côté de la salle, on obtient la même indication. Celle-ci provient donc d’une véritable radiation de telle ou telle partie des murs, qui fait dévier l'index du rbéomètre, tantôt à gauche, tantôt à droite, selon que la radiation, échauffant ou refroidissant la face libre de la pile, excite dans le circuit métallique un courant électrique dirigé dans l’un ou l’autre sens; loin de provenir, comme on pourrait le croire, du contact accidentel du corps thermoscopique avec quelques portions d'air plus ou moins chaud que lui.

Mais en reprenant la question de la sensibilité du thermomultiplicateur comparée à celle des thermoscopes à air, nous devons d’abord rappeller ce qui a été dit plus haut à l’égard de ces derniers instruments. Pour leur donner un haut degré de sensibilité il faut prendre des boules beaucoup plus grandes que celles des thermomètres ordinaires , et nous avons déjà remarqué, en parlant des piles du thermomulliplicateur, qu’il n’en est pas de la chaleur rayonnante comme de la chaleur de contact, où l’on peut faire ordinairement abstraction du volume de l’instrument qui sert à mesurer les températures ; tout au contraire, les petites dimensions du corps thermoscopique deviennent pour la science des radiations une condition de la plus haute importance ; car la transmission des rayons calorifiques par le plus grand nombre des corps cristallisés , la réfraction , la diffusion , et beaucoup d’autres propriétés ne sauraient ctre étudiées avantageusement avec des thermoscopes volumineux. La comparaison des instruments relatifs à la chaleur rayonnante doit, par conséquent, se faire sur des corps thermoscopiques réduits autant que possible dans leur volume.

— Co-

ll Faudra donc prendre des tliermoscopes ou des thermomètres différentiels dont les boules soient d’un diamètre égal tout au plus au côté de nos piles a faisceau , savoir : un centimètre. Il sera en outre indispensable de les ajuster au fond de tubes parfaitement semblables à ceux que porte la pile , afin de les placer dans les mêmes circonstances. Ces conditions remplies on allumera* à une distance considérable des deui appareils , une petite bougie et on l’approchera lentement. On verra d’abord le galvanomètre donner des signes de la chaleur incidente sur la pile , pendant que l’index du lhermoscope à air restera tout-à-fait immobile. En continuant d’approcher la bougie, la déviation du galvanomètre augmentera sans cesse, et la colonne liquide du lhermoscope conservera son immobilité. Cette colonne se mettra enfin en mouvement , mais seulement lorsque la source de chaleur sera très-rapproebée. Les carrés des distances, auxquelles le tbermomultiplicateur et le thermoscope réduit commencent à ressentir l'influence calorifique, donnent, ainsi que nous le verrons bientôt, le rapport approximatif de sensibilité des deux instruments. Par cette méthode fort simple on peut s’assurer qu’un thermomultiplicateur ordinaire est encore de 45 à 50 fois plus sensible que les meilleurs thermoscopes de dilatation.

Celte grande sensibilité sous un petit volume , bien suffisante et au-delà, comme nous le verrons plus tard, pour soustraire l’instrument à l’action perturbatrice de réchauffement des corps qui modifient la marche ou l’intensité de la chaleur rayonnante, ayant en outre l'avantage immense de pouvoir varier à. volonté et de reprendre ensuite sa valeur primitive, la facilité de recueillir l’effet calorifique produit par un faisceau de rayons d’une forme quelconque , les avanla-

ges qui résultent de la séparation complète du corps thermoscopique et de l'indicateur , la promptitude , la régularité , la précision indiquées tantôt dans la marche des aiguilles, tant de précieuses qualités, en regard des nombreux défauts que présentent les thermoscopcs à air , nous engageront presque toujours à préférer, dans nos études sur la chaleur rayonnante, les thermactinomèlres électro-magnétiques aux thcrmactinomètres de dilatation.

On verra toutefois que l'on peut employer ceux-ci avec avantage pour vériîier certaines propriétés des rayons calorifiques découvertes au moyen du iherinomultiplicatcur , ce qui devient fort utile dans les cours publics, attendu la facilité de se procurer un nombre quelconque de ces appareils, et la possibilité de rendre leurs indications ostensibles devant un nombreux auditoire.

Parallèle entre les deux principes qui servent de base aux instruments destinés à f élude de la chaleur rayonnante.

Après avoir décrit les dilféreqtcs espèces d’ instruments nu moyen desquels on compare les intensités des rayonnements calorifiques, nous allons reprendre la question relative aux principes qui leur ont servi de base, cl tâcher de découvrir les relations qui existent entre les variations de volume , les intensités des courants thermo-électriques, et les proportions de chaleur correspondantes. Cette élude est indispensable pour nous former une idée nette du sens que nous devons attacher à nos mesures ultérieures et aux propositions qui s'en déduisent.

La sensation que la chaleur produit sur notre organisme étant variable selon les circonstances qui affectent un même individu, variable avec les actions calorifiques antérieurement subies, et pouvant ainsi conduire à des jugements erronés, nous avons eu recours à deux autres effets de cet agent qui semblent plus susceptibles de donner des points exacts de comparaison^ ces effets sont: la dilatation , et le développement des courants thermo-électriques.

Tous les corps changent do volume en passant de l’un à l’autre degré de chaleur. Les métaux et un très petit nombre de minéraux sont, au contraire, les seules substances qui étant convenablement disposées donnent des courants électriques par les variations de température. La généralité du premier genre de phénomène ne démontre nullement la proportionnalité générale des effets à la cause qui les produit. On a même des preuves évidentes que cela n'a point lieu dans plusieurs cas particuliers. Ainsi, lorsqu’après avoir garni une série de récipients thermométriques de liquides différents, après avoir marqué les hauteurs des colonnes respectives pendant leurs stations dans l’eau bouillante 'et dans la glace fondante, et partagé l’intervalle en cent parties égales, on transporte ces instruments, doués d’une même graduation, dans une pièce dont la température est intermédiaire entre les températures des deux points fixes, on les voit presque tous donner des indications différentes. Si le thermomètre à mercure marque î>0 degrés, par exemple, on a à KO degrés pour l'huile d’olive ou de lin, AS pour une solution concentrée de sel marin, 4-1 pour l’alcool rectifié, 23 pour l’eau. De là il résulte évidemment que, si les dilatations successives du mercure et des huiles de lin cl d’olive sont proportionnelles aux variations de chaleur com-

prises entre o, et 100 degrés, celles des autres liquides suivent une loi différente.

En réfléchissant sur la cause de ces irrégularités, on a cru la trouver dans la proximité du corps au changement d état; de telle sorte que les liquides qui , à la température ordinaire, sont plus éloignés de leur transformation, les liquides les plus rebelles, pour ainsi dire, à l'abandon de leur mode d'existence actuelle pour se métamorphoser en corps solides ou gazeux au moyen de la congélation et de l'ébullition, seraient ceux qui donneraient la plus grande régularité et se dilateraient ainsi, entre certaines limites, proportionnellement aux variations correspondantes de chaleur.

Celte opinion fondée sur la marche sensiblement parallèle deç liquides qui entrent en ébullition à une température fort élevée devient encore plus probable par l’uniformité de dilatation de chaque métal et de chaque espèce de verre sous tous les degrés de l’échelle thermomélrique ; car ces corps ne se fondent qu’à des températures élevées. Elle acquiert enfin un nouveau degré de force lorsqu’on compare le thermomètre à mercure au thermomètre à air. Eu effet, il est bien connu qu’entre les limites de la glace fondante et de l’eau bouillante, ces deux instruments fournissent exactement les mêmes indications. On sait aussi, d’autre part, que tous les gaz se comportent comme l’air atmosphérique , et que, s’ils ne se dilatent pas précisément de la même quantité comme on l’avait cru d'abord, ils donnent du moins des dilatations proportionnelles pour un grand intervalle de température. Or l’air et d’auires gaz n’ayant pu être liquéfiés par l’action des froids les plus intenses cl sous les pressions les plus fortes, on a considéré les variations de volume de ces substances comme le véritable type th crm omctr/i/ue, c’cst-à-

dire, que l’on a implicitement supposé les dilatations de l’air et des gaz permanents proportionnelles aux variations de chaleur d'où elles dérivent , supposition qui fut étendue au mercure par suite du parallélisme indiqué tantôt entre la marche du thermomètre à air et celle du thermomètre ordinaire.

Mais celte proportionnalité de reflet apparent à la cause qui le produit , si probable dans les thermoscopes de dilatation , a-t-elle lieu également pour les thermoscopes électro-magnétiques ? G’est ce que nous allons examiner maintenant.

Que l’on imagine une pile thermo-électrique ABC construite exactement sur les memes principes de nos piles à faisceau, avec la seule différence que les éléments , au lieu d’avoir la forme droite sont recourbés en guise de fer à cheval : les extrémités ou faces de cette pile plongent dans les récipients M, M\ où se trouvent deux petits thermomètres T, T' très-sensibles et parfaitement comparables enlr’eux. On met de la glace fondante dans l’un de ces récipients et de l’eau à un ou deux degrés dans l'autre. Après quoi on établit entre les extrémités du galvanomètre une communication extérieure , au moyen du fil métallique et des deux vases de mercure , dont il a été question au cinquième paragraphe, et l’on varie la longueur de ce fil jusqu’à ce que l’indication du thermomultiplicateur corresponde exactement à la différence des deux thermomètres; en sorte que l’aiguille galvonomélrique s’arrête au pre-

Là TuERMOCIIHÙsE. l rc PARTIE. 10

micr degré de son échelle lorsque le thermomètre qui plonge dans l’eau marque un degré.

Cela fait, supposons que l’on opère sous une température de 10 à 12 degrés ; alors l’eau , n’ayant qu'un ou deux degrés de chaleur , se réchauffera graduellement jusqu’à ce qu’elle ait atteint la température ambiante. Maintenant , si l’on suit avec attention la marche du thermomètre plongé dans le liquide, on trouve que l'index du thcrmomulliplicateur marque, à fort peu de chose près, sur son cadran circulaire les mêmes indications que l’extrémité de la colonne de mercure sur lechelle lhermométrique.

Un résultat totalement analogue s’obtient sans le secours du vase plein de glace fondante. A cet effet il faut tenir l’un des côtés de la pile dans l'eau, l'autre dans l’air, que l'on aura soin de conserver à une température invariable en opérant dans l’intérieur d’une grande salle, à l'abri des courants d’air et de l’action directe des rayons solaires. Seulement , au lieu de compter la chaleur de l’eau en partant du zéro , on lui donnera une différence de 10 à 12 degrés au-dessous ou au-dessus de la température ambiante , et ou notera de degré eu degré les déviations galvanomélriques correspondantes aux diminutions qu’y apportera réchauffement ou le refroidissement du liquide. Dans l’un ou l’autre cas , on observera toujours une concordance assez précise entre les indications des dix ou douze premiers degrés du thermomultiplicateur et la graduation thermométrique.

L'accord des deux instruments sera encore plus précis, si au lieu de rendre, moyennant l’artilice du courant dérivé, le degré du thermomètre égal â l’un des dix ou douze premiers degrés du thcrmomulliplicatcur , on établit l’égalité entre l'unité de celle dernière graduation et le quart, la si-

xième ou la dixième partie de l'imite de la graduation thermométrique ; ce qui peut toujours s’obtenir en prenant des thermomètres convenablement divisés, et en donnant au CI métallique, qui met en communication le mercure des deux récipients où plongent les extrémités du galvanomètre, des dimensions convenables.

Si l’on pousse l’expérience au-delà des douze ou quinze premiers degrés du thermomulliplicateur, il y a discordance entre la marche de cet instrument et celle du thermomètre, parce que alors les forces déviatrices ne sont plus proportionnelles aux angles de déviation; mais en consultant la table des rapports dressée d’après la méthode que nous avons exposée dans les pages précédentes, on trouve que les forces calorifiques correspondantes aux indications simultanées des deux instruments sont toujours égales.

Cependant, pour ne pas employer des quantités de chaleur supérieures à 10 degrés du thermomètre centigrade, il faudra amincir ou rallonger le fil qui établit la communication extérieure entre les deux extrémités du galvanomètre. Alors la quantité d’électricité qui circule dans l’intérieur de l'instrument augmentera, et l'arc correspondant à un degré de différence entre les deux faces de la pile deviendra de plus en plus considérable. Supposons , pour fixer les idées , que l’on s’arrête, lorsque cet arc est dix fois plus grand , et que le lliermomultiplicateur employé soit celui même dont nous avons donné la tabulation au cinquième paragraphe. Dans ce cas particulier, lorsque les différences de température des côtés de la pile seront 1 , 2, 3, 4, S, le galvanomètre marquera à très-peu de chose près : 10, 20, 2G, 30, 3o degrés, c’est-à-dire, les degrés correspondants aux forces déviatrices qui ont entr’ellcs les mémos rapports que la série des nombres entiers.

Si l’on ôte enfin loule communication extérieure de l'une à l'autre extrémité du galvanomètre, on voit l'aiguille indicatrice d’un thermomultiplicateur ordinaire marquer de 70 à 80 degrés en vertu d’un seul degré de différence entre les températures des deux faces de la pile.

Maintenant, puisque, d’après celte dernière observation, les trente premiers degrés du thermomultiplicateur sont décrits en vertu d’une action calorifique qui est , sans aucun doute , inférieure à la sixième partie d’un degré , et que nous avons vu la proportionnalité des courants thermo-électriques aux températures se conserver assez exacte pendant dix degrés, savoir , pendant une variation de température soixante fois plus grande , si l’on suppose qu’il y ait une divergence d’un demi degré dans la somme des 10 degrés de comparaison, ce qui est certainement fort exagéré, cette divergence se réduira à 0°,5 — 1 pour les 30 degrés

thermo-électriques composant l’étendue de l’arc usité; et par suite à 1 1=1 environ pour un seul degré :

c’est-à-dire que , s’il y avait une différence de proportionnalité égale à un vingtième dans le courant thermo-électrique développé par une action de 10 degrés de température, cette différence deviendrait 1 pour le courant thermo-électrique

qui correspond à chacun des premiers degrés du thermomultiplicateur.

Avec ccs données, qui placent tout soupçon d’inexactitude bien au-delà des limites de l’observation , on conviendra que la proportionnalité des températures aux forces de déviation correspondantes est parfaitement exacte pour loule

l 'étendue de l’are employé dans l’usage du thermomultiplicateur.

Arrêtons-nous un instant sur la valeur des ces dernières expressions. Dire que les forces correspondantes aux indications des trente premiers degrés du thermomultiplicateur sont exactement proportionnelles aux températures , signifie ' que les petites actions calorifiques , dont la somme totale est inférieure à un sixième de degré thermométrique , excitent dans la pile de bismuth et d’antimoine des courants d’électricité qui augmentent ou diminuent selon la même loi , et rien de plus.

Ainsi la proposition énoncée ne conduit nullement à la conséquence que la marche parallèle de la dilatation du mercure et des courants explorés doive continuer au-delà des limites de l’observation , et encore moins quelle doive avoir lieu pour des appareils thermo-électriques quelconques.

On ne saurait affirmer par conséquent , d’après le résultat de nos expériences , que les courants développés par des combinaisons thermo-électriques différentes de la succession de bismuth à l’antimoine, et même les courants fournis par la chaîne métallique qui constitue la pile du thermomultiplicateur échauffée au-delà des limites usitées, sont proportionnels aux degrés du thermomètre : il paraît même fort naturel de croire , et cela résulte d'ailleurs de plusieurs séries d expériences déjà entreprises sur ce sujet , qu’il y a dans l’un et l’autre cas des déviations plus ou moins considérables. Mais ne les trouve-t-on pas aussi dans la marche comparée du thermomètre à mercure et des thermomètres formés par les autres liquides ? Ne voit-on pas le premier do ces instruments s’écarter du thermomètre normal, c’est-àdire du thermomètre à air , lorsqu’on dépasse seulement do

30 h 40 degrés la température de l’eau bouillante? Et cependant on consulte en toute sûreté le thermomètre à mercure quand il s’agit de températures comprises entre les deux points fixes de su graduation, par la raison bien simple qu'il y a alors concordance parfaite entre cet instrument et le thermomètre à air. Or , comme nous sommes dans un cas toul-à-fait analogue relativement h notre comparaison du thcrmomultiplicateur avec le thermomètre ordinaire , les deux instruments se trouvent évidemment dans les mêmes conditions , et méritent le même degré de confiance.

Ces réflexions suffiront , je l’espère , pour montrer combien étaient mal fondées les objections contre l'usage du thcrmomultiplicateur déduites du désaccord observé pour un intervalle plus ou moins grand de température , entre la marche du thermomètro et l’intensité des courants thermo-électriques.

On a soutenu que ces courants ne sont pas de mémo force pour les différentes proportions de chaleur répandues dans le milieu ambiant. Les expériences citées à l'appui de ce principe ne me paraissent ni assez nombreuses, ni assez concluantes pour décider entièrement la question. Cependant, si une longue pratique du thcrmomultiplicateur jwut ajouter une donnée de plus à la solution du problème , je dirai qu’en employant la même source calorifique et un thcrmomultiplicateur dont le système asiatique était parvenu a un état de stabilité bien reconnu , il m'a toujours semblé que pour avoir la même déviation rhéométriquo il fallait situer la source à une distance un peu plus grande l’été que l’hiver ; ce qui indiquerait que la sensibilité de l'instrument augmente avec la température , quoiqu'il y eût quelques raisons de croire à un effet in-

verse. J’ai mémo (enté de m’assurer directement du fait en opérant dans l’air porté artificiellement à divers degrés de chaleur ; mais les résultats ainsi obtenus furent trop inconstants pour me permettre d’en tirer une conséquence décisive.

Au reste, quand même le doute d’une légère variation de sensibilité par suite du changement de température deviendrait une vérité irréfragable, il n’en résulterait pas pour cela la moindre incertitude dans les mesures prises au moyen du thermomultiplicateur; puisqu'en déterminant, à une distance fixe et avec toute l’exactitude convenable , l’arc de déviation produit par le rayonnement d’une source calorifique constante , au commencement et à la fin de chaque série journalière d'expériences , on trouve toujours les deux valeurs obtenues sensiblement égales. La variation de sensibilité de l’instrument ne pourrait donc se développer qu’en passant de l’une à l’autre série. Mais alors on serait précisément dans le cas d’un observateur qui fait des expériences d’optique à différentes époques du jour, ou par un ciel plus ou moins éclairé.

L’œil acquiert incontestablement un degré de sensibilité d’autant plus grand qu’il se trouve en présence d’une lumière moins vive; et cependant on croit à la comparabilité des données obtenues dans chaque série d’expériences. Comment nierait-on une semblable comparabilité relativement à la chaleur rayonnante, lorsque la sensibilité des appareils qui servent à mesurer cet agent ne varie réellement pas pendant toute la durée des observations journalières , ainsi que nous venons de le prouver ?

Mais si la force de l’habitude l’emportait sur le raisonnement et qu’on hésitât encore à se servir des thermomulti-

plicaleurs pour l’étude de la chaleur rayonnante, je renverrais à la fin du troisième chapitre, dans lequel les esprits les plus sceptiques ne peuvent manquer de céder à l’évidence d’une méthode expérimentale très-précise, qui démontre, indépendamment de toute comparaison avec le thermomètre, l’exactitude des rapports Tournis par le thermomulliplicateur entre les intensités des rayons calorifiques.