Mémoire sur la transmission libre de la chaleur rayonnante par différens corps solides et liquides présenté à l'Académie des Sciences le 4 fevrier 1833

Marîotte est , à ma connaissance , le premier physicien qui ait tenté <T apprécier l'action des substances diaphanes pour transmettre ou intercepter le rayonnement calorifique provenant des sources terrestres. Après avoir observé que la chaleur solaire concentrée au foyer d'un

intensité en la faisant passera travers une lame de verre, il transporta son appareil devant le feu d'une cheminée, et trouva qu'à une distance de cinq à sis pieds, l'image

réfléchie au foyer du miroir était d'une température insupportable à la main, lorsque les rayons s'y réunissaient librement; mais qu'en interposant Ja lame de verre, on n'avait plus aucune sensation de chaleur, quoique l'image conservât encore tout son éclat. Il en conclut que la chaleur du feu terrestre ne passe point à travers le verra , ou bien qu'il y en passe très peu (i).

Scbéele répéta la même expérience cent ans environ après Mariottc, mais il ne se tint pas danc la sage réserve de cet ingénieux physicien; car il assura que, lors de l'interposition du verre, on n'avait pas la moindre chaleur au foyer du miroir (a). L'inexactitude d'une telle assertion , fut bientôt relevée par Pictel , au moyen de l'appareil counu sons le nom de miroirs conjugués. On plaça un carreau de verre Lien transparent entre la chaleur d'une bougie concentrée par l'appareil , et un thermomètre ; le mercure monta en quelques instans.de plusieurs degrés ; il y eut encore élévation sensible de température lorsqu'on substitua à la bougie un matras rempli d'eau bouillante (3).

Quelques années plus tard, Herschcl entreprit sur le même sujet une série très étendue d'expériences : elles se' trouvent décrites dans le volume des Transactions philosophiques pour l'année 1800. L'auteur ne se sertd'aucun

(1) Mariotle, Traité de la nature des Couleurs ; Paris, jG8i3, ■i' partie, k la fin de l'introduction.

(a) Schecle . Traité de fjir et du Feu ; Paris, 17B1, $56. L'ouvrage original de Schecle a etd publitleu 1777, — Mariotle est innrl en l68.(.

(3) Pictct, Essai sur le Feu, >■ 5a et suivans.

artifice pour augmenter Tac tion des rayons de chaleur, et se contente du mesurer directement l'effet calorifique en fixant le thermomètre à une très petite distance du corps diaphane.

Mais on éleva des doutes sur les conséquences de ces divers résultats. On oLjecta qu'une partie de la chaleur rayonnante s'arrêtait d'abord à la première surface du verre, qu'elle s'y accumulait peu à peu et se propageait ensuite de couche en couche jusqu'à la surface postérieure, et que delà elle recommençait à rayonner sur le thermomètre. On soutint même que k presque totalité de l'effet dérivait de ce mode de propagation : bref, on en vint jusqu'à nier entièrement la trans mission libre de la chaleur lancée par les corps terrestres, à travers les substances diaphanes différentes de l'air atmosphérique.

Celte opinion était erronée, M. P. Prévost le démontra par un moyen très ingénieux. Ayant fixé au tuyau d'une fontaine uu ajutage de deux lames parallèles, il en obtint une nappe d'eau de l'épaisseur d'un quart de ligne environ : il plaça d'un côté un thermomètre à air, et de l'antre une bougie allumée ou un fer chaud : le thermomètre monta presque toujours de quelque fraction de degré (t). Or, il est bien évident que dans ce cas, la propagation successive par les différentes couches de l'écran sans cesse renouvelé , ne pouvait s'effectuer : on fut donc contraint d'admettre , que les rayons

(r) Journalde Physique, de Chimie, Histoire naturelle et désJrts, par M. Delamctheric, rodés )8li. — P. Prévost , Mémoire sur lit transmission du Calorique à travers l'eau et d'autres substances, S 4^ et 43'.

■le chaleur traversaient quelquefois les milieux diaphanes attires que l'air atmosphérique d'une manière aatni ■

pour les rayons

de lamîère.

Cependant le procédé de

M. Prévost .

ic pouvait guère

■'appliquer aux corps solide

et il était

par conséquent

impossible de décider s'il y

avilit ou ni

transmis immédiatement As

«s de verre. Ce

dernier problème fut résolu

compttt™

ent par Delaro-

cl»', au moyeu d'une méthode inventée par Maycock(i). Elle consiste à observer d'abord le thermomètre comme dans les cas précédons, c'est-à-dire, lorsque les rayons caloriques tombent sur lui après avoir traversé la lame de verre : on obtient ainsi une mesure complexe des effets produits par la transmission immédiate et par la conductibilité des couches que nous avons appelée propagation successive; il suffit de connaître l'une d'elles pour avoir la valeur de l'autre. Or, ou détermine facilement l'influence de la conductibilité, en répétant l'expérience après avoir noirci avec de l'encre de Chine, la surface de la lame tournée du cûté de la source calorifique; il est clair que, dans ce eas , le rayonnement immédiat étant intercepté , l'élévation de température audelà de la lame ne pourra plus provenir que du calorique dérivé de la conductibilité des couches. Si cette quantité est moindre que la primitive, ou aura une prenvc certaine de transmission immédiate. C'est, en effet, ce qui arma

(i) Nicliolson , A Journal of natuval philoiophy, chetaittry and the arls , vol. 6. May and junc l8io. — 3. D. Maycock. Semarltt on pmfess. Leslie doctrine of radiant heat.

dans presque looles les expériences de Delàroclie ; je dis presque toutes , car il se trouva que Ih quantité de chaleur transmise librement variait avec In température de la source calorifique : cil» était nulle pour les températures inférieures h celle de l'eau bouillante , et surpassait la moitié de la quantité totale lorsqu'on employait une lampe d'Argant (i).

Il ne peut s'élever aucun doute sur la vérité de celle belle découverte de Delaroche; et cependant la méthode qu'il a employée pour mesurer les quantités de chaleur transmises librement est loin d'être exacte, surtout lorsqu'il s'agit des températures élevées. Pour expliquer cette espèce de paradoxe, je ferai observer deux choses : 1° h différence due au changement dans l'état de surface entre lesdeux quantités de chaleur <jui pénètrent le verre par voie de conductibilité; a 0 la difiérence entre ces mêmes quantités provenant de l'iniercepiion tolale ou partielle du rayounement calorifique.

11 est bien prouvé par les expériences de Leslie et d'autres physiciens, que le verre noirci à l'encre de la Chine absorbe tous les rayons de chaleur, tandis que dans sou état naturel il en réfléchit un certain nombre ; donc la quantité de chaleur qui pénètre l'écran sera-plus forte dans le premier cas que dans le second. Cependant comme le verre poli ne réfléchit qu'une- très petite portion de rayons caloriques , l'erreur provenant de la différence de l'étal de surface , se réduit à fort peu de

(1} Jaurnal de Physique, de Chimie, etc., par Delamelherie, année l8n. — Delaroche, Observations sur le Calorique rayonnant.

chose , cl peut élre négligée sans inconvénient; mais il n'en est plus Je même , lorsqu'on examine l'erreur produite par l'interception totale ou partielle de l'irradiation calorifique. En effet , dans certaine! expériences de Dela roche, il passait immédiatement à travers l'écran naturel la moitié" au moins des rayons incîdens : ainsi, l'autre moitié seule était arrêtée à la première surface du verre; l'effet de conductibilité ne pouvait être attribué qu'à celte seule moitié , tandis que l'écran noirci arrêtant la lotalilédu rayonnement, se trouvait réellement exposé à une clialcur deux fois plus forte , et devait produire un effet de.conduclibilité bien supérieur au précédent. En filant de l'observation fournie par le verre diaphane, l'observation provennt du verre noirci, on ne pourra donc obtenir qu'un résultat inférieur à la vraie température des rayons librement transmis. Mais l'erreur ne sera pas égale dans tous les cas; d'abord nulle pour le rayonnement de l'eau bouillante, elle augmentera avec la température de la source : par conséquent , les mesures des rayonnemens libres qui auront à souffrir la plus grande diminution , seront celles appartenantes aux températures élevées ; il en résulte évidemment que cette dernière cause d'erreur dans la mesure de l'irradiation immédiate , au lieu d'infirmer la loi de Dclarochc, ne fait (jue la rendre encore plus certaine ; il était donc permis de dire, comme nous l'avons avancé, que l'inexactitude de la métbode n'influe pas sur la vérité de la loi qu'elle a servi à établir.

On doit aussi à Delaroehe une découverte non moins importante que la première, relativement à la différence de perte que les mûmes rayons de chaleur subissent en

traversant successivement deux carreaux de verre; mais je n'entrerai pour le moment dans aucun détail sur ce sujet, car nous aurons occasion d'en parler par la

Dans les divers travaux que nous venons d'examiner sueeinctemeut, on ne s'est nullement occupé de la coinparaison exacte entre les transmissions des rayons calo-

(]) Je oc dois pas passer sous silence que malgré les résultats de Dctaroche . des physiciens du plus grand mérite (et il nie suffira de citer dans ce nombre Laplace et M. lirewster) ont continué k uier la transmission immédiate de la chaleur par les corps solides transparais ; leur principale objection se fondait sur une expérience du mûine auteur, de laquelle on déduit qu'un vei're épais interceptait une plus grande quantité de chaleur rayonnante qu'un verre mince , quoique sa transparence Tilt beaucoup plus parfaite. On persislaità voir dans ce fait la présence et l' action de la chaleur propagée successivement de l'une a l'autre surface ; et on attribuait en conséquence toutes les élévations de température observées au-deik des écrans au calorique de conductibilité. Celte opinion ne peut plus se soutenir après les résultats lui m'ont été fournis par l'application du thermo-multïplïcateur à ce genre de phénomènes ; car on verra plus loin que l'action calorifique a travers une couche transparente est instantanée , et que le temps nécessaire à l'iostramcnt pour en marquer l'effet total ne change ni avec la nature ni avec l'épaisseur des écrans. Que l'on reçoivesur la pile thermo-électrique les rayons directs d'une source constante de chaleur, qu'on les fasse traverser auparavant un écran diaphane quelconque d'un ou de cent millimètres d'épaisseur, l'aiguille indicatrice du galvanomètre se met eu mouvement dès que les communications sont établies , el s'arrête après avoir parcouru un arc plus ou moins grand dans un intervalle constant, qui, pour mon appareil, est de 90 secondes.

riques par les écrans de différente nature, et si on en eiceptc les expériences de M. Prévost et celles d'Herschel , dont on ne peut lirer aucune conséquence , toutes les autres ont ou pour but de déterminer les lois de la transmission dans une seule substance, le verre. On n'a pas non plus étudié l'influence de l'état de surface, de l'épaisseur des couches et de leur structure interne sur les quantités de chaleur qui les traversent librement. J'ai tâché de remplir ces différentes lacunes, mais la carrière était trop vaste pour moi ; plusieurs chapitres sont restés nécessairement incomplets. J'espère pouvoir en reprendre quelques- uns par la suite, et les traiter d'une manière moins imparfaite.

En attendant, j'offre k l'Académie les résultais de mes premières recherches. Je les ai distribués en deux mémoires. Celui que je présente actuellement contient la description de la méthode que j'ai suivie dans la mesure de la transmission caloriGque, et son application au cas d'une source calorifique constante agissant sur des corps de diverse nature. J'exposerai dans Je second les faits qui tiennent à la succession des écrans et aux variations des sources.

Considérations générales sur la transmission libre du calorique à travers les corps, et sur la manière d'en avoir la mesure au moyen du thermo-muliiplicateur.

Nous avons déjà observé qu'un écran de substance ■ diaphane, placé à une certaine distance d'une source calorifique, arrête une portion des rayons qui frappent ^ sa première surface, tandis que le reste passe librement à travers son épaisseur. Hous avons remarqué en outre.

qu'après un certain temps, la chaleur arrêtée a la surface antérieure et accumulée par les rayonnemens successifs, parvient de couche en couche jusqu'à la seconde surface d'où elle commence à rayonner dans l'espace ; et que celte irradiation se mêlant à la chaleur qui c ontinue de traverser l'écran par voie immédiate , empêche qu'on ne puisse la mesurer avec exactitude.

Dans le cas des liquides, on peut toujours détruire l'influence de la conductibilité des couches en renouvelant sans cesse la matière de l'écran par des moyens analogues à la nappe d'eau de M. Prévost ; mais cet artifice serait d'une application fort difficile et souvent impossible pour les corps solides et même pour les liquides que l'on ne peut obtenir qu'en petite quantité. Pour atteindre le même but d'une manière générale et rendre en quelque sorte les expériences indépendantes de l'effet de conductibilité, il faut donc s'y prendre d'une autre manière.

En réfléchissant sur le mode d'échauffement de la seconde surface de la lame interposée et sur le rayonnement qui en résulte, on voit que ce dernier a des propriétés loutes dillérentes de celles qui appartiennent an calorique de la transmission libre. Pour s'en convaincre, il suffit de remarquer que son action change avec la distance (le l'écran à la source, ce qui n'arrive pas le moins du monde pour les rayons librement transmis. En effet, le calorique qui passe par voie immédiate se comporte comme la lumière.

Si l'on interpose entre l'oeil et la flamme d'une bougie une lame de verre ou de toute autre substance plus ou moins diaphane , ou obtient toujours la même dinliuu-

lion dans l'intensité de la lumière, quelle que soit la distance de la lame à la bougie.

Un effet semblable se produira donc sur la portion de calorique transmise librement; et si, à une certaine distance de la source active, il se trouvait un appareil thermoscopiqUe sensible à cette seule quantité de cbaleiir, l'appareil donnerait toujours la même indication, soit que l'on interposât l'écran aux envii ons de la source, soit qu'où le plaçât tout près du ihermoscope.

Mais il est clair que les choses doivent se passer de toute autre manière à l'égard du calorique de conductibilité : car cette seconde portion de cbaleur, parvenue à la surface postérieure de l'écran , la quitte sous forme de rayons divergeans qui s'affaiblissent eu raison de l'éloignement. En d'autres termes : la surface postérieure étant échauffée devient une nouvelle source calorifique , dont l'intensité du rayonnement doit évidemment diminuer à mesure que la distance augmente.

On possède donc un moyen bien simple d'annuler pour ainsi dire l'influence de la conductibilité, eu conservant intacte l'action du rayonnement libre. Ce moyen que tout le monde a deviné , consiste à éloigner suffisamment l'écran du tbermoscope , afin que les rayons provenant de son éebauflement propre, soient devenus tellement faibles qu'on puisse les négliger.

Il y a cependant des précautions à prendre, car à mesure que l'on augmente la distance de l'écran au tbermoscope , on diminue la distance de la source à l'écran : celui-ci s' échauffe davantage, et rayonne avec plus de force sur l'instrumeut. On démontre facilement par le calcul , que l'on gagne toujours , c'est-à-dire que l'on

affaiblit de plus en plus l'influence du calorique de conductibilité, en cloignatill'éerandu tlicrmoscnpc , jusqu'à ce que l'on ait atteint le milieu de la distance entre le LliLTiiHiNtrope e! la source (i). Plaçons donc l'écran dans cette position , q^ii est la plus favorable de toutes ; et nous verrons qu'alors son cchauÛcment n'a aucune influence appréciable sur les résultats obtenus au moyen du ihcrmo-niullip!icateur (a), et d'une source dont le rayonnement soït fort affaibli parla distance.

Voici comme on dispose l'appareil : Une pile thenne-^ électrique d'une trentaine de couples, est fermée d'un côté et enveloppée de l'autre par un petit tube noirci dans l'intérieur afin d'éviter les réflexions. A une certaine distance , on place un grand diaphragme métallique

(i) Soit a la distance de la source au thermoscope, x la dislance du thermoscope à l'écran. 1 l'inlensilii calorifique de la

source, ou aura - ,- pour l'expression du rayonnement

qui Trappe U surface antérieure de l'ilcran. Cette quantité de-

stante de 1 pendante de la coniliiciiliiîiii! i»; tu matière dont l'écran est Tonné. Enfin le rayonnement de la surface postérieure sur le thermoscope sera exprime par : il faut en dcler-

y. Or, on obtient quation qui donne la quantité cherchée

(a) Voir pour la description de cet instrument le cahier de ces Annales, octobre l83l.

percé dans sa partie centrale d'une ouverture égale à la section de 1b pile; et au-delà , sur la même ligne, une lampe allumée que l'on rapproche plus ou moins jusqu'à ce que l'aiguille indicatrice du galvanomètre marque 3o° de déviation. *

On intercepte ensuite le rayonnement par un écran en métal poli , que l'on place entre le diaphragme et la lampe; l'aiguille revient au zéro de sa division. Alors on établit du cilié" opposé du diaphragme un support sur lequel on fixe une plaque de Terre, et on pousse doucement le tout à une dislance à peu prés égale entre la pile et la source calorifique.

Cela posé , on ôle l'écran opaque , les rayons traversent lû verre , tombent sur la pile et font mouvoir ausl6t l'aiguille du galvanomètre : en S ou 6" elle est chassée à près de ai°,5 mais elle se rapproche ensuite du zéro , oscille dans un arc de moins en moins étendu , ci s'arrête enfin définitivement à ai". Cette dernière dévialion marque bien Veffot total, car on A beau prolonger l'expérience pendant i5 ou ao',. ou n'observe plus aucun mouvement perceptible.

Le temps que l'aiguille emploie pour parvenir à sa position d'équilibre stable est d'une minute et demie (i).

(l) Quoique la vitesse de propagation du calorique rayonnant soit inconnue, on est bien sûr toutefois, par les expériences do Saussure et Pictet, que cet agent parcourt des espaces de 5o à 60 pieds dans un instant inappréciable. D'après cela on pourrait demander pourquoi notre appareil n'indique pas instantanément la présence cl l'intensité des rayons lancés par lasourcc. Je réponds d'abord que l'index du galvanomètre dévie à l'instant même où les commuuications calorifiques sont établies, et

Lorsqu'on répète l'expérience sur d'autres lames de verre, ou d'une substance diaphane quelconque ayant des épaisseurs très différentes , depuis un centième do ligne jusqu'à cinq à six pouces, le galvanomètre donne

nous venons de voir qu'il parcourt en 5 ou6" la presque totalité de l'arc de déviation ; s'il exige quelques secondes de plus pour marquer l'action entière d'une manière stable, c'est que, maigre' l'excellente conductibilité du bismuth et de l'antimoine et le grand pouvoir absorbant et émissif de leurs surfaces noircies, il faut toujours un certain intervalle avant qu'il s'établisse l'égalité d'échange pour les rayons qui entrent dans la pile et ceui qui en sortent ou qui restent anéantis dans l'intérieur.

Mais le temps nécessaire a l'équilibre définitif est bien plus grand pour les ihcrmoscopos ordinaires. Mn elTet , que l'un soumette à l'action d'un rayonnement calorifique un thermoscope de Rumford des plus délicats, à boule noircie, couvert d'une enveloppe métallique percée du côté de la source, on trouvera que le temps nécessaire pour marquer l'effet total est quatre à cinq fois plus long que pour le thermo-multiplicateur. Ce relard résulte des difficultés qu'éprouve ta chaleur de conductibilité dans son passage à travers le verre et dans sa distribution uniforme sur tous les points île la masse d'air intérieur, distribution qui doit nécessairement s'opérer à cause de la fluidité du corps ihcrmoscopique. , • .

J.,'inter position du verre produit encore un autre inconvénient qui ne peuL avoir lieu dans le thermo-multiplicateur, c'est-à-dire un intervalle sensible entre le moment où l'action commence et celui où elle se manifeste sur l'instrument , car il faut toujours un certain temps pour que la chaleur passe de l'une a l'autre surface.

Je ne parle pas ici du calorique qui pourrait parvenir directement à l'air par la transmission libre à travers les parois diaphanes do l' enveloppe, car lorsqu'il s'agit d'évaluer les inlen-

des déviations plus ou moins grandes que ai" ; mais le temps nécessaire pour atteindre dans chaque cas In position d'équilibre est toujours le même. Enfin, si on noie le temps qu'il faut à l'aiguille pour arriver à 3o°, lorsque les rayons tombent directement sur la pile, on le trouve encore d'une minute et demie.

La constance d'un tel intervalle dans des circonstances

sités dos rayons caloriques au moyen des thormoscopes , il faut de toute nécessité noircir le verre et le rendre infime Iris opaque en y superposant plusieurs couches de matière colorante; sans cela une partie des rayons traverserait librement la masse d'air contenue dans la boule sans y produire la moindre dilu-

Dans les ihermoscopes ordinaires , on mesure donc toujours le rayonnement à travers une lame de verre opaque ; celle lame, telle mince qu'elle soit, doit présenter une grande résistance à la propagation de la chaleur par sa Mauvaise conductibilité, et produire en conséquence l'insensibilité de l'appareil pendant les premiers ïnslans de l'action , comme nous venons de le dire. Remarquons , on outre, que plus on cherche a augmenter la sensibilité du lliermoscope en donnant de plus grandes dimensions aux boules, plus on diminue la promptitude de ces indications , car l'accroissement de volume est proportionnellement

la source , et la masse de l'air intérieur augmente plus en proportion que les points du verre qui peuvent lui communiquer la chaleur acquise-, delà unoplus grande difficulté pour atteindre l'instant d'égale température dans tons les points de la masse fluide, c'esl-a dire un intervalle plus grand pour marquer l'effet total.

Enfin , les thennoscopes ne peuvent plus s'employer lorsqu'il s'agit de mesurer des rayons caloriques extrêmement faibles, distribués selon des lignes données ou formant des faisceaux de

si varices, montre avec la dernière évidence, que les déviations du galvanomètre soot ducs exclusivement à de la chaleur qui arrive sur la pile,' par le seul mode de transmission instantanée; d'où la conséquence que, dans la disposition que nous avons adoptée, l 'échauffe ment propre du corps diaphane n'exerce aucune action appréciable sur l'instrument.

Mais on peut avoir une preuve directe de cette proposition , en opérant sur des écrans opaques.

Je prends une lame de verre d'un millimètre d'épaisseur, je la noircis d'un côté , et la substitue à la plaque de verre diaphane, en tournant la face noircie vers la lampe : l'aiguille reste stalionnaîrc quoique les rayons caloriques tombent sans cesse sur la face antérieure. Il j a encore immobilité dans l'aiguille , si j'emploie pour écran une lame de cuivre couverte de couleur noire sur les deux surfaces , ou bien une plaque mince de bois , ou enfin une simple feuille de papier.

Ainsi , quand même on supposerait l'écran diaphane, doué d'un grand pouvoir absorbant el émissif, trèsmince, et excellent conducteur du calorique , l'élévation de température qu'il pourrait acquérir pendant le xpé-

Irùs petite {tendue. Eu effet , pour atteindre le but , il faudrait conserver toute la snusibilili: <l<r l'instrument en réduisant de beaucoup les dimensions des boules , ce qui est Impossible. Si l'on veut bien iirtmlri: l;i [ici m; de i clli'iiliii' mûrement a ces

pareils thermoscopiques.

rience , ne fournirait pas de rayons assef, énergiques pour faire mouvoir l'index du galvanomètre.

Au premier abord, on est aurpris de voir des rayons caloriques capables de donner une déviation de 3o°, ne produire plus aucun effet lorsqu'ils sont absorbés par l'écran, qui doit nécessairement lancer vers l'appareil la chaleur acquise : mais l'clonnement cesse quand on rétlécliit que cette chaleur est lancée également dans toutes les directions par chaque point de l'écran échauffé, et que par conséquent une très petite fraction du rayonnement total arrive sur le corps thermoscopîque.

Nous verrons plus tard que la face antérieure de la pile , n'a pas six centimètres carrés de surface ; et que sa distance à l'écran est de i4 à i5 centimètres. Avec ces données, en supposant même que les 3o° de chaleur soient complètement absorbes par l'écran et transmis ensuite dans l'espace, on trouve que la quantité de rayons qui parviennent au corps iherinoscopiquë, ne s'élève pas à la six centième partie de la quantité totale: mais le galvanomètre dontjc rac sers, ne peut marquer tout au plus que la cent cinquantième partie de la force qui pousse l'aiguille à 3o". Ainsi , quand même l'instrument serait capable de dévoiler la présence d'une chaleur quatre fois plus faible, il n'y aurait aucune action sensible.

Les expériences que je viens de décrire, me paraissent ne pouvoir laisser le moindre doute sur la vérité de la proposition que j'ai annoncée tout à l'heure , savoir que dans ma manière d'opérer la déviation du galvanomètre, provient entièrement de la chaleur qui traverse l'écran d'une manière immédiate. Cependant il faut bien que

produit d'abord le même ell'et sur la conviction de certains esprits; car j'nî trouvé des personnes qui m'ont dit: — Mous accordons que la déviation lie ai" obtenue à travers l'écran, tic provient pas du calorique propagé par conductibilité de la surface antérieure à la surface postérieure, mais oti peut soutenir qu'elle dérive d'une chaleur portée instantanément, comme In lumière, sur tous les poiots de la masse du verre. Avant d'admettre un tel mode de transmission , il me semble que l'on devrait eu démontrer, l'existence par quelque expérience rai ; alors de deux choses

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tion de la pables de devenir elles tiques, pour rentrer à< quand on supprime le > que vous suppnset pur l'écran, u est que du e.

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et lliypotli^se, vraie manière le 1 i\ que nou cas , îl faudi du corps , empli faudra eu outre

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e chaleur arrivée daus l'iutérirur certain temps pnur en sonîr *. il e temps de nftoiiiissement varie avec l'épaisseur de 1 écran, avec sa conductibilité, et son pouvoir êniissïf. M.iis intererptous la l oinmunîcatîoii calorifique dans non .'appareil, oinnslVcran diaphane de son support, et expoaons-lfl pendant quelques iustans au rayonnement libre de la lampe, au-delà du diaphragme.

Si la supposition est vraie , les molécules internes du verre vont acquérir instantanément de la chaleur. Pour voir si cette chaleur existe réellement, remette-us l'écran sur le support en face de la pile, en laissant toujours interceptée la communication calorifique avec In lampe. La surface postérieure de la plaque de verre, se mettra aussitôt à rayonner vers la pile, le calorique qui , d'après l'hypothèse, lui parviendra successivement des parties internes, Cl l'index du galvanomètre devra sortir du sa position naturelle d'équilibre. Or, en faisant cette expérience sur des écrans d'une nature et d'une épaisseur quelconque, on n'obtient jamais le moindre indice de mouvement dans l'aiguille aimantée : donc il reste complètement démontré que les déviations gai vanométriques, dans les expériences où l'on emploie des écrans diaphanes, ne sont point dues le moins du monde à la chaleur propre de l'écran, intérieure ou extérieure; elles proviennent donc entièrement de la transmission libre. Ainsi , toutes les fois qu'en faisant tomber sur un écran la chaleur rayonnante de notre source , on verra paraître une déviation dans le galvanomètre, on sera bien sur que la totalité de l'effet produit, dérivera des rayons de chaleur qui le traversent immédiatement à la manière des rayons lumineux.

Avant de quitter ces considérations préliminaires, je ferai encore deux remarques, savoir : r° que les galvanomètres très sensibles , comme ceux qu'il faut employer danslethermo-multiplicateur,nedonneiiipa5dirccteinent des quantités plus petites que les demi-degrés; a° que les rapports entre les degrés du galvanomètre et les forces de déviation sont inconnus.

Or il est souvent utile d'avoir les fractions plus petites que le dem î -degré , et dans certaines circonstances il faut absolument connaître les rapports de grandeur entre les actions calorifiques qui poussent les aiguilles aimantées à différentes distances de leur position pri-

Pour avoir les fractions cherchées, il suffit de prendre les moyennes d'un certain nombre d'observations.

Quant à In relation qui existe entre les déviations et les forces, il est très difficile, et peut-èire impossible, de la déterminer généralement dans l'état actuel de la science; mais les piles électriques semblables a ■celles dont il faut se servir pour la construction du thermomultiplicateur, fournissent un moyen assez simple de résoudre la question dans chaque cas particulier.

En effet , rien n'est plus facile que de maintenir l'aiguille indicatrice du galvanomètre à un degré quelconque de déviation : il suffit pour cela de placer une lampe allumée à une distance convenable de l'une ou de l'autre face delà pile thermo-électrique. . .

Pour fiier les idées , supposons l'axe de !a pile perpendiculaire au méridien magnétique, et les communications tellement établies, qu'à réchauffement delà face gauche ou droite de la pile, corresponde une déviation dans le même sens sur le galvanomètre;

Cela posé, que l'on produise une déviation assez forte en approchant convenablement une lampe du même côté; soit celle déviation de 44°- Après avoir ramené l'aiguille a o° par l'interposition d'un écran métallique, qu'on la fasse passer à 42= de déviation gauche par le moyeu d'une seconde lampe placée de l'autre eétA. Pour

reconduire l'aiguille au téro de l'échelle, il «offiw d'arrêter le rayonnement calorîGque par un écran métallique; comme dans le cas précédent.

la fois la chaleur des deux lampes sur les faces opposées de la pile? Les effets calorifiques se détruiront eu partie, et l'instrument n'en marquera plus que la différence. S'il fallait toujours le mime effort pour faire parcourir successivement au système des aiguilles des arcs composas d'un morue nombre de degrés, l'index s'arrêterait a 1° de déviation droite; mais on sait que dans le galvanomètre ces effets vont eu croissant a mesure que l'on s'éloigne du o". Les deux degrés de différence qui existai tut tantôt entre les déviations partielles de 44° et provenaient d'une force pins grandi: que celle qui est nécessaire pour faire parcourir à l'aiguille indien ri ce les deux premier» degrés de l'échelle. La position de 2" sera doue surpassée, cL d'autant plus que la première force sein plus grande que In seconde : l'arc parcouru , comparé à la différence des deux déviations , dounera donc immédiatement la mesure de la force correspondante. Si, par exemple, l'aiguille s'arrête à S" , on en concluent que l'effort nécessaire pour faire passer l'aiguille de 4^° à 44° est quatre fois plus graud que celui qu'il faut employer pour le faire passer de o° n a°. Cet effet serait cinq fois plus grand si l'aiguille s'arrêtait à io°, et ainsi de suite.

Je ne dissimulerai pas que dans l'emploi de ce procédé on suppose tacitement la proportionnalité des degrés aux forces dans l'arc qui sert de mesure comparative ; mais celte supposition est pleinement justifiée par içspërïence , car on trouve que dans les galvanomètres

dont le système asiatique est d'une grand*! perfection , les aiguilles aimantées décrivent des arcs proportionnels aux actions qu'elles éprouvent de la part des courans

électriques dans loi

ne l'étendue de l'ar

B compris entre

o" et ao° environ.

Pour s'en convainc:

e , il n'est pas

nécessaire de passer

!vuc lous les de-

grés qui concouren

I à la formation de (

et arc , i! suffit

d'appliquer notre n

léthode aux angles di

l'effet résultant de

des forces mo-

iriees. Eu d'autres

termes , que l'on pi

vialion droite de s

gauclie de io°,

■ ensuite simullaném

eut sur les faces

opposées de la pile

les deux ravonncnn

lien à ces indicalioi

l'index marche

sur la droite et s'arrête précisément à 10°. Donc la force nécessaire pour faire parcourir à l'aiguille l'arc compris entre 10° el to''. est égale à la forée qu'il faut employer pour lui faire décrire les dix premiers degrés de l'échelle ; ainsi la proportion des degrés aux forces s'étend sensililcrnenl jusqu'à ao° de chaque côté de o".

Ce fait semble contraire aux inductions que l'on aurait pu tirer en examinant la nature des actions galvanoméliiques, car dans la rotation successive du système asiatique les pôles des aiguilles aimantées s'éloignent de la ligne mitoyenne des courans électriques. L'intensité •les forces répulsives va donc eu diminuait! à mesure que l'atic,1c Je déviation augmente , d'où In conséquence que l'iflbri néti ss.iire pour éloigner les aiguilles d'un .ire donné devrait changer dès les premiers degrés de 1 échelle- Cela nu. .il lieu iudubiiabk-racol si mus 1rs

courans électriques se trouvaient compris dans un plan vertical passant par la ligne du o°; mais les circonvolutions du lil métallique qui enveloppe le châssis placé au-dessous du cercle gradué sont distribuées sur une certaine étendue de chaque côté de ce plan. Dans le galvanomètre dont je me suis servi pour mes expériences, elles couvrent les deux arcs opposés de dont les cordes sont perpendiculaires à la ligne du o". Ainsi tant que les oscillations se feront entre certaines limites d'amplitude, il y aura toujours des courans électriques situés de chaque côté des aiguilles. Or, lorsque l'intensité des courans est excessivement faible, leur effet sensible sur les aiguilles doit cesser à une très petite distance. Supposons que cette distance soit de 18° de la division du galvanomètre pour les actions électriques d'où proviennent les déviations droite* ou gauches des vingt premiers degrés de l'échelle; actions qui, dans un galvanomètre très délicat, doivent être d'une faiblesse extrême. Si le système des aiguilles ne sort pas des deux arcs initiaux de ao° pendant ces oscillations , il est clair qu'il éprouvera toujours la même action quelle que soit la position où il se trouve placé. Car il y aura toujours près de son plan une série de courans qui s'étendra a 18° de chaque côté, lorsque même que le système occupera les limites extrêmes. Quant à J'influence des courans plus éloignés , elle 'sent nulle d'après notre hypothèse. : La force motrice sera donc uue valeur constante, et il ne restera plus à considérer que les modifications introduites dans la partie active de cette force par la différente inclinaison des aiguilles sur la direction des courans, modifications tout-à-fait analogues à celles qui ont

lieu dans In portion de pesanteur agissante sur le pendule à différentes amplitudes d'oscillations.

Or, la force nécessaire pour faire monter le pendule de l'une à l'autre inclinaison est proportionnelle à la différence des cosinus <|uelcs deux directions formenLavcc la verticale, d'où il résulte qu'elle demeure sensiblement constante dans les arcs qui ne s'éloignent pas beaucoup de la ligue de repos. Le même effet devra donc se reproduire sur le galvanomètre, c'est-à-dire que dans cet appareil l'ellort nécessaire pour augmenter d'un degré la déviation de l'index sera constant dans les angles rapproches du zéro, comme cela résulte de l'expérience.

D'après ce que nous venons de dire , on comprendra aisément que la relation entre les degrés du galvano-

aigùilles doit dépendre de la sensibilité du système asiatique et de la distribution du Cl métallique sur les cliàssis (i). Elle variera doue avec la construction de l'instrameut, mais ou pourra toujours la déterminer par la met II ode que nous avons indiquée.

(i) Pour le bien concevoir, il suffit de supposer un galvano-

grand uombre vers les bords que vers I* partie centrale : il est

les déviation» , au lien d'être croissantes ou simplement proportionnelles aux angles dans les ares voisins du zéro , diminueraient a mesure que l'on l'approcherait des bords du châssis, pour augmenter ensuite lorsque l'aiguille indicatrice aurait dé-

Quanl à l'influence de la sensibilité du système asiatique , On. s'en formera une idée précise en imaginant un galvanomètre

L'expérience m'ayanl démontré que dans mon galvanomètre, U proportion des degrés aux forces avait Heu sensiblement jusqu'à ao" de l'échelle, j'ai étudié la marche de l'index de 4° en 4°, en parlant de cette position et en poussant les observations jusqu'à' 44°- me suis arrêté là , car mes expériences de transmission calorifique ne devaielit avoir lieu que sur des rayonnemens fort affaiblis par la distance.

dont les deux aiguilles possèdent un degré de magnétisme tris diflérent. Alors le globe terrestre exercera sur leur ensemble line action très forte, et pour produire les moindres déviations, il faudra employer des courans électriques beaucoup plus intenses que ceux qui donnent lieu aux petites déviations d'un système asiatique plus parfait ; dans les positions rapprochées du J.cro , l'action électro-magnétique provenant des courans les plus éloignés, c'est-à-dire l'action des courans situés sur les bords du châssis aura pour le moins une énergie suffisante pour vaincre la résistance qui se compose de la torsion du lil de suspension et de l'inertie du système asiatique ; c|le contribuera donc toujours au. mouvement de 11 masse oscillante. Cela posé, il est évident que le moindre déplacement des aiguilles causera une perte dans la force motrice ; car si le système s'approche d'un certain arc à. un certain bord , il s'éloigne eu même temps d'une quantité doubledu bord opposé. Or nous venons de voir ci-dessus que dans les galvanomètres délicats , la force motrice se conserve constante pour les petits angles , et nous en avons donné la raison en partant du principe incontestable que dans les petites déviations de l'instrument, l'action des courans électriques situés vers les extrémités du châssis doit itre négligée, non pas précisément pour avoir une valeur nulle, mais parco que à cause de l'éloigoement elle devient excessivement faible et incapable de surmonter tes obstacles que lui opposent la torsion du RI de soie et l'inertie des aiguilles.

Les arcs parcourus , en venu des forces qui agissent sur le système des aiguilles au* diflérens points Je sa coarao ont enirc eux les relations suivantes ; •L'ire comprii mm ga° et aj" rçoimoli S",» en pirunt dt o°.

=4» cl ,8° . *m