INTENSITÉ DE LA CHALEUR RAYONNANTE

En prenant pour intensité du calorique la quantité de chaleur reçue sur l'unité de surface , on trouve que trois causes peuvent modifier cette intensité : la température de la source de chaleur, sa distance, et l'obliquité des rayons calorifiques par rapport à la surface qui les émet. On observe, en effet, les trois lois suivantes sur l'intensité du calorique rayonnant :

!• L'intensité du calorique rayonnant augmente avec la température de la source ;

S"" Cette même intensité est en raison inverse du carré de la distance ;

S"" L'intensité des rayons calorifiques est d'autant moindre qu'ils sont émis dans une direction plus oblique par rapport à la surface rayonnante.

On démontre la première loi en présentant l'une des bases de la

INTEIfSiTÉ DE LA CHALEUR RAYONnARTE. 445

pile de Tappareil thermo-électrique à des sources de chaleur variables, par exemple, à un cube de fer-blanc rempli successivement d'eau à 100'', à eO"" et à 30«. On remarque alors qu'à distance égale l'aiguille du galvanomètre éprouve des déviations qui diminuent à mesure que la température de l'eau devient moindre.

Pour démontrer expérimentalement la seconde loi, on place la pile à une certaine distance d'une source de chaleur constante, puis à une distance double, et on observe que la déviation de l'aiguille, dans cette seconde position , correspond à un courant quatre fois moindre que dans la première. A une distance triple, la déviation produite indiquerait un courant neuf fois moindre.

Cette seconde loi se démontre encore en s'appuyant sur un théorème de géométrie, que la surface d'une sphère croit comme le carré de son rayon. En effet, si l'on conçoit une sphère creuse, d'un rayon quelconque, et à son centre une source de chaleur constante, chaque unité de surface de la paroi intérieure reçoit une quantité déterminée de chaleur. Or, si le rayon de la sphère doublait, sa surface, d'après le théorème cité, serait quadruplée. La paroi intérieure contiendrait donc quatre fois plus d'unités de surface, et comme la quantité de chaleur émise du centre reste la même, chaque unité en recevrait nécessairement quatre fois moins.

Pour constater la troisième loi par l'expérience , entre la pile de l'appareil thermo-électrique et un vase cubique rempli d'eau bouillante et présentant une surface plane recouverte de noir de fumée, on place deux écrans parallèles et verticaux, à une distance convenable l'un de l'autre, et percés d'ouvertures égales dont les centres se trouvent sur le prolongement de l'axe horizontal de la pile. Si l'on suppose d'abord la surface plane qui émet la chaleur perpendiculaire à l'axe de la pile, les seuls rayons de chaleur qui pourront arriver à celle-ci seront à peu près horizontaux et perpendiculaires à la face du cube, car le système des deux écrans et de leurs ouvertures arrête les rayons divergents. On note l'angle dont l'aiguille du galvanomètre est déviée; puis, sans rien changer à la distance des pièces, on tourne I^èrement la face rayonnante du .cube de manière à l'incliner plus ou moins sur l'axe de la pile auquel elle était perpendiculaire. Dans cette nouvelle position, les rayons de chaleur, qui sont toujours dirigés parallèlement à l'axe de la pile, sont inclinés par rapport à la face du cube; en même temps, la portion de cette face dont le rayonnement arrive à la pile est augmentée. Dans le premier cas, en effet, cette portion de paroi était égale à la section droite du cylindre ayant pour

ii& POUVOIR EMISSIF OU RAYONNANT.

bases les deux ouvertures des écrans; dans le second^ elle ^ale une section oblique du même cylindre. La surface rayonnante se trouvant ainsi augmentée, la pile reçoit un plus grand nombre de rayons calorifiques. Or 9 le galvanomètre continue à indiquer la même déviation de l'aiguille; donc les rayons obliques sont moins intenses que les rayons perpendiculaires. Le calcul fait voir que Vintensité des rayens est proportionnelle au sinus de l'angle que fait leur direction sur la surface rayonnante.

La loi que nous venons d'énoncer est connue sous le nom de loi de Lambert, parce que c*est ce physicien qui le premier Ta énoncée. MM. de la Provostaye et P. Desains ont démontré, par Texpérience, qu'elle n'est exacte que pour le cas d'une surface sans pouvoir réflecteur, pour une surface recouverte de noir de fumée, par exemple, mais qu'elle cesse de Tètre pour les surfaces susceptibles de réfléchir la chaleur. En recouvrant Tune des faces du cube d une couche de céruse, par exemple, les quantités de chaleur rayonnées vers la pile perpendiculairement à la face et sous une inclinaison de lO"", au lieu d'être égales, comme pour le noir de fumée, étaient dans le rapport de 100 à 65,9. Ce résultat et d'autres analogues obtenus par MM. de la Provostaye et P. Desains démontrent que lorsqu'un corps acquiert un pouvoir réflecteur extérieur, il acquiert en même temps un pouvoir réflecteur intérieur, ou, en d'autres termes, ces expériences conduisent à admettre que la surface des corps agit de la même manière sur les rayons qui tendent à entrer que sur ceux qui tendent à sortir. (H. V.)

POUVOIR ÉMISSIF ou RAYONNANT.

Lorsqu'un corps est placé dans une enceinte dont la température est inférieure à la sienne, ce corps émet au dehors, sous forme rayonnante, une partie de la chaleur qu'il contient, et c'eât cette propriété qu'on nomme le pouvoir émissif. Mais, comme nous le verrons plus loin, les corps n'émettent pas seulement de la chaleur quand ils se trouvent dans une enceinte à une température inférieure à la leur, mais encore quand leur température est égale à celle de lenceinte et même quand elle est moindre. Les corps possèdent donc un pouvoir émissif, à quelque température qu'ils se trouvent.

Le thermo-multiplicateur de Melloni peut servir à comparer les pouvoirs émissifs des différentes substances. A cet effet, on place, en présence dune des bases de la pile, un cube plein d*eau bouillante dont les faces sont recouvertes des différentes substances que Ton veut