LA DÉTERMINATION DES LONGUEURS D'ONDE

DES RAYO.NS CALORIFIUUES A BASSE TEMPÉRATURE. En commun avec P. DESAINS.

Comptes rendus de l'Académie des Sciences, i. XC, p. i5o6, séance du 28 juin 18S0.

Dans une série de recherches récentes, M. Mouton a fait connaître une méthode par laquelle on peut déterminer avec beaucoup de précision les longueurs d'onde des rayons calorifiques obscurs, et il a étudié les relations qui existent entre ces longueurs d'onde et les indices de la réfraction que les rayons qu'elles caractérisent éprouvent à travers diflérentes substances, le tlint, le crown et le sel gemme.

La méthode suivie par ^L Mouton suppose que les rayons sont transmis à travers des polariseurs et des analyseurs, et jusqu'ici les seuls polariseurs ou analyseurs qui aient paru propres à ses expériences ne sont en aucune façon perméables à la chaleur venant de sources qui n'ont pas une très haute température.

Dans ce cas spécial nous avons cherché à résoudre le problème C. I

OElVItKS DK P. CIRIK.

par un oiii|»K)i coiiNenable des réseaux de Fraunliofer, et nous demandons à rVcadéniie la permission de lui soumellre nos résultais.

Le réseau (|ue nous axons le plus souvent employé était une nappe de (lis métalliques de -^ de millimètre de diamètre. Ils étaient tendus parallèlement entre eux sur un cadre résistant et à des distances sensiblement égales aussi à ~ de millimètre, de telle sorte que l élément opti(|ue du réseau axait une longueur égale à y de millimètre, ou plutôt, d'après l'observation directe, à o""",252. Étudié optiquement, ce réseau a laissé peu de chose à désirer, et, en l'employant à déterminer la longueur d onde de la lumière du sodium, nous avons obtenu les résultats ordinaires.

Pour opf'rer avec ce réseau, nous le placions à o'", 5o environ d'une fente par lac[uelle passait un rayon de chaleur obscure, sensiblement homogène, dont la direction était per|)endiculaire à celle du réseau. Immédiatement contre celui-ci et du côté de la fente était une lentille de sel gemme denviron o"\ lo de foyer. L'image calorifique de la fente se faisait de l'autre côté de la lentille, à une distance voisine de o'", ,5o, et dont la valeur rigoureuse était calculée d'a])rès la connaissance des indices des rayons employés.

En ce point et per|)endiculairement au rayon central, on plaçait une règle divisée, le long de laquelle pouxait se mouvoir une pile thermo-électrique dont les déplacements pouvaient se mesurer à -^ de millimè'tre près (').

La fente de la |)ile et la fente d'admission avaient le plus souvent une largeur de o""",5 ou de i"""; quelquefois nous avons porté cette largeur à 2""". Ces variations n'ont jamais eu d'in-

(' ) Quand la pile élail placée de façon à recevoir le rayon central lui-même, l'elicL ihermoscopique produit était maximum et, en général, considérable. Il diminuait rapidement dès qu'on écartait la pile de cette position dans un sens ou dans l'autre. Bientôt l'intensilé de l'action atteignait nn minimum qui souvent n'avait d'anlre valeur que zéro; puis, en continuant le mouvement toujours dans le même sens, on atteignait un nouveau maximum, dont la valeur atteignait environ le cinquième de l'intensité du rayon central. I.a pile était alors en coïncidence avec le premier spectre. Kn continuant à l'éloigner de l'image centrale, nous avons plus d'une fois trouvé un second minimum et un second spectre. Dans tous les cas, le phénomène s'est toujours mimtré symétrique par rapport au rayon central.

DKTERJIINMIO.N DKS LOXGIEIKS d'oNDK. 3

fliiencc que sur rintensité absolue des maxiina observés et niillemeiiL sur leur position.

La méthode que nous exposons suppose nécessairement l'emploi de rayons calorifiques homogènes, et, pour que les résultats aient une utilité scientifique, il faut préciser la position occu|)ée dans le spectre par chacun des rayons employés.

On salistail de la manière suivante à cette double condition :

On commence |)ar l'aire un spectre en prenant pour source une lampe de MM. Bourbouze et AA iesnegg, à dôme de platine incandescent, et un appareil réfringent tout en sel gemme, dans lequel le prisme ait un angle bien connu, 60" par exemple. Puis, comme s'il s'agissait d'étudier la distribution de la chaleur dans le spectre, on dispose, à l'endroit où ce spectre est bien net, une pile dont le mou\enient peut être exactement mesuré.

Alors on détache la pile de la plaque porte-fente contre laquelle eWe est d'oi'dinaire fixée; mais cette plaque reste en place, attenante au pied à mouvement, et par suite la fente peut être amenée successivement en toutes les régions du spectre et dans toutes ses positions : sa distance aux rayons de la flamme sodique peut être exactement mesurée. 11 est dès lors toujours possible d'isoler à travers cette fente un faisceau de rayons homogènes et de réfrangibilité connue. 11 est entendu que, les choses ainsi disposées, on fixe le pied de la règle porte-fente et l'on ne déplace plus que la fente elle-même. Dans la pratique, avant de séparer la pile de la fente, il est bon de déterminer la position exacte du maximum et la valeur des intensités en c[uelques autres points.

Dans le spectre produit comme nous l'avons indicpié plus haut, les rayons distants du jaune d'un angle égal à i"55' n'étaient plus transmissibles à tra\ers une lame de verre de o™, 01 d'épaisseur, et pourtant, sans prendre de fente de largeur supérieure à o'",oo i , nous avons pu aisément faire des déterminations de longueurs d'onde sur des rayons dont la distance aux rayons jaunes atteignait 2°4'^'j et nous avons trouvé cette longueur égale à o'""',oo56. Pour les rayons situés à o" iG' de ceux de la raie D, la faiblesse de l'intensité nous a forcés à porter les largeurs des fentes à o'",oo2; mais les minima n'en ont pas été moins nettement accusés.

Il nous a paru convenable de faire quelques essais pour fixer les relations qui existent entre les rayons d'une longueur d'onde aussi

/, OEUVRES DE l>. CHUE.

cctnsi(léial)l(' et ceux qui sont émis par les souices franchement obscures, par exemple une lame de cuivre noircie et chaullee à Soo" ou même à i5o". Dans ce but nous avons fait les expériences suivantes :

Un spectre étant formé a\ec un appareil réfrinj^ent tout en sel et la lampe Bourbouze comme source, nous l'avons étudié au point de vue de la distribution calorifique.

Au rouge extrême l'action galvanométrique était 4t)0, au maximum 58oo, etc. Ces déteruiinations faites, au platine incandescent nous avons substitué une lame de cuivre cliauHee à 3oo". En observant alors les indications de notre tliermoscope, nous avons constaté qu'elles étaient nulles tant que la distance de la pile à Ja position qu'elle occupait quand elle recevait les rayons d'une ilamme sodique n'atteignait pas i "; à partir de ce moment, lorsqu'on avançait vers la région de moindre réfrangibilité, les effets thermiques marchaient rapidement vers un maximum pour décroître plus lentement ensuite. La position de la |)de au moment de l'action maximum a été prise par nous comme définissant ce que l'on pourrait appeler l'indice moyen, ou plutôt l'indice des rayons de plus grande efficacité de la lame.

En ré'tablissant alors le spectre primitif, c'est-à-dire en remettant le platine incandescent à la place de la lame de cuivre, on déterminait la longueur d onde des rayons correspondant à cet indice moyen, et on la prenait pour longueur d'onde moyenne des rayons éini> par la source obscure.

Nous avons cherché à contrôler l'exactitude des résultats que nous \enons de faire connaître et nous y sommes arri\és en employant couune réseaux des échantillons de toiles métalliques du commerce. Ces toiles sout plus ou moins serrées, mais en général elles sont bien régulières et, dans la lumière homogène, elles donnent avec beaucoup de netteté et d'éclat les phénomènes des franges successives. En employant des toiles de numéros difVérents, nous sommes toujours arrivf'S aux mêmes longueurs d'onde pour des rayons de même indice.

Enfin, dans les régions voisines du maximum, nous avons constaté que les résultats de nos observations s'accordeul d'une

DÉTERMINATION DKS LONG lE 1RS DONDE. 5

manière satisfaisante avec ceux que l'étude de celte même région avait tournis à M. Mouton.