DANS L'EXPÉRIENCE DE DAVY

Académie des Sciences, 22 avril 184 i.

On sait avec quelle facilité l'on peut répéter aujourd'hui l'expérience de l'incandescence du charbon par la pile, au moyen du puissant instrument que M. Bunsen a mis récemment entre les mains des physiciens ; dès lors il nous a semblé possible de tenter quelques expériences dans le but de comparer cette source lumineuse aux autres sources les plus remarquables par leur intensité. Nous avons choisi pour cette comparaison la lumière solaire et la lumière produite par la chaux placée dans la flamme du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène.

Notre but n'étant pas de comparer entre elles les quantités de lumière versées par ces différentes sources, mais de comparer leurs intensités mêmes, le choix du procédé photométrique devenait difficile ; nous avons donc pensé à avoir recours aux propriétés chimiques de la lumière. Celte application des procédés photographiques, indiquée, il y a plusieurs années, par M. Arago, n'a pas encore été tentée, ce qui nous oblige à exposer en quelques mots les principes sur lesquels nous nous sommes appuyés.

Il est certain, d'après ce que l'on sait aujourd'hui sur les propriétés

i. En collaboration avec M. Fizeau, Voy. Compte rendu de VAcad. de» Se, t. XVIIÏ, p. 746 et 860. ^ BiUl. de la Soc. d^encouragement, 4845, p. 393.

chimiques delà lumière, que Ton ne peut pas confondre en général l'intensité chimique des radiations avec leur intensité optique; de sorte que l'oa peut concevoir deux faisceaux lumineux tels que, le premier possédant une intensité optique supérieure à celle du second, le second, au contraire, l'emporte sur le premier en intensité chimique.

Il suit de là qu'un procédé photométrique fondé sur les propriétés chimiques de la lumière ne doit être considéré que comme donnant la mesure de l'intensité chimique des sources lumineuses. C'est donc dans ce sens qu'il convient d'interpréter ce que nous allons dire sur les moyens de comparer les intensités de deux sources lumineuses parleurs effets sur les substances impressionnables.

Si l'on expose une couche sensible à Tinfluence de l'image formée par un objet lumineux au foyer d'une lentille, le degré d'altération qu'elle subit dépend du temps d'exposition et de l'intensité de l'image focale.

Si dans deux expériences ce temps et cette intensité focale restent constants, le degré d'altération sera le même; si, le temps étant le même, on obtient le même degré d'altération, on en pourra conclure que l'intensité focale est la même. Or cette intensité i de l'image focale est liée à l'intensité I de l'objet lumineux, au rayon d'ouverture de la lentille r et à la distance focale d par la relation

(1) ' i=^=Ilang««.

2a étant l'angle sous lequel on verrait l'ouverture en se plaçant au foyer. Par conséquent, si dans un même temps on obtient le même degré d'altéra^ tion dans deux mêmes couches sensibles placées aux foyers de deux lentilles pour lesquelles les angles a et c/ seront différents et que l'on aura dirigées vers deux objets lumineux d'intensités I et F, on en pourra conclure l'égalité des intensités focales t = i', ou bien, par suite de la relation (1)

I tang' a = r tang* a' ,

d'où l'on tire

r*^ Ung« * »

or, ces tangentes étant données par la mesure directe des ouvertures et des distances focales des deux lentilles, on aura donc le rapport entre les intensités des deux sources lumineuses.

Dans ces sortes d'expériences, il est quelquefois difficile de disposer les ouvertures et les distances focales de manière à obtenir un même degré d'altération dans le même temps; il était donc important de pouvoir arriver au rapport I : T en obtenant un même degré d'altération dans des temps différents. Pour cela, il suffirait d'admettre, ce qui d'abord semble probable, qu'il y a égalité d'action chimique lorsque les temps sont en raison inverse des intensités. Il fallait rechercher jusqu'à quel point ce principe était vrai ; c'est ce que nous avorxs fait dans les expériences suivantes :

Nous avons dirigé une chambre obscure sur une lampe à lumière bien fixe, puis, en faisant varier l'intensité focale avec des diaphragmes variables, nous avons obtenu sur une couche sensible une série d'images de la lampe; la durée de l'impression pour chaque image était en raison inverse de l'intensité focale.

Nous avons trouvé que les images successives ainsi obtenues sont sensiblement égales tant que les temps et les intensités varient entre les

t t' limites 1 et 10, c'est-à-dire tant que les rapports t, = - n'atteignent pas

une valeur plus grande que 10. Si l'on continue à faire varier l'intensité et le temps au delà de cette limite, on s'aperçoit bientôt que les images ne

sont plus égales; pour les valeurs tf =60t et t' = g^, l'image obtenue avec

l'intensité t' et le temps tf est incontestablement plus faible que celle qui a été produite par l'intensité t et le temps t.

Il n'est donc pas rigoureusement exact de dire qu'il y a égalité d'action chimique lorsque les temps varient en raison inverse des intensités ; mais nos expériences nous ont montré que Ton pouvait sans erreur sensible admettre ce principe entre des limites de temps telles que l'on ait ^< 10^-

c'est-à-dire qu'entre ces limites, si ronai=-j, on aura égalité d'action

chimique.

Réciproquement, si l'on a égalité d'action chimique dans des temps tf

— oo — renfermés entre ces limites, on en pourra conclure le rapport entre les intensités focales i' et t,

ou bien, d*après la relation i = \ tang* a,

I tangua r ,, . I l' tang» grtang*a'~t ' "^" I'— ttang*« '

ce qui permet d'obtenir le rapport entre les intensités de deux sources lumineuses dans le cas plus général où, les temps d'exposition, les ouvertures et les foyers des lentilles étant différents, on a obtenu un même degré d'altération dans deux mêmes couches sensibles.

Il s'agit donc, en dernière analyse, de déterminer, dans la série des altérations qu'éprouvent les couches sensibles, un point fixe qui permette de reconnaître qu'elles ont subi un même degré d'altération.

La couche sensible qui nous a paru le mieux se prêter à cette détermination, en raison de sa préparation assez facilement constante, est la couche d'iodure d'argent de M. Daguerre ; et le point fixe que nous avons adopté est le degré d'altération auquel la couche sensible commence à condenser la vapeur du mercure; c'est là le point auquel commence à naître l'image photographique.

Cette couche d'iodure d'argent, quoique peu impressionnable en comparaison des couches sensibles employées 'aujourd'hui, nous a présenté de graves difficultés par la rapidité avec laquelle elle s'est impressionnée sous l'influence des radiations très-intenses que nous voulions étudier. On comprendra cependant que nous ayons rejeté l'emploi de papiers sensibles, moins impressionnables il est vrai, mais aussi d'une préparation difficilement constante et surtout ne présentant pas dans la série de leurs altérations un point fixe aussi facile à reconnaître que celui que nous venons de signaler dans la couche d'iodure d'argent. Cependant nous devons dire que cette dernière couche sensible elle-même doit être préparée, pour des expériences comparatives, par des moyens absolument identiques et par la même personne, des différences en apparence insignifiantes dans son mode

de préparation pouvanl faire varier sa sensibilité d'une manière trèsnotable.

Les expériences étaient faites de la manière suivante : une chambre obscure était dirigée vers la source lumineuse, le corps lumineux formait ainsi son image au foyer de la lentille; cette image ayant de petites dimensions dans nos expériences, on pouvait, en déplaçant un peu Taxe de l'instrument, la déplacer elle-même dans le plan focal.

La lentille étant couverte par un écran, on plaçait la plaque sensible dans le plan focal, on soulevait alors l'écran pendant un temps compté avec soin, puis, ayant déplacé un peu Taxe de l'instrument, on soulevait de nouveau l'écran, pendant un temps un peu différent, et ainsi de suite on obtenait cinq ou six impressions successives correspondant à des temps différents.

La plaque étant alors soumise aux vapeurs du mercure, on voyait nattre une série d'images décroissantes correspondant aux diff^érents temps de l'impression; si l'expérience avait réussi, la série était incomplète, l'altération de la couche sensible, pendant les temps les plus courts, n'ayant pas été suffisante pour la rendre apte à agir sur la vapeur de mercure. On notait le temps correspondant à la première image, c'est-à-dire à l'image naissante, puis on mesurait l'ouverture de la lentille et sa distance focale.

En opérant de la même manière sur une autre source lumineuse, on avait de même le temps correspondant à l'image naissante, l'ouverture de la lentille et la distance focale.

De ces quantités on déduit, par la relation (2),' le rapport I : F. Nous avons ainsi opéré : 1* sur le soleil ; 2* sur les charbons incandescents d'une pile; 3"" sur un fragment de chaux placé dans la flamme du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène.

l"" Pour le soleil, nous avons fait usage d'une chambre obscure, munie d'une lentille achromatique de l'",4l3 de foyer; l'ouverture était limitée par des diaphragmes compris entre 1"*",3 et 3 millimètres ;

2"" Pour les charbons de la pile et la chaux du chalumeau à gaz, nous avons fait usage de lentille d'un foyer principal plus court; plaçant alors la lentille à une distance de la source lumineuse égale au double de la

distance focale principale, nous pouvions opérer sur une image dont les dimensions étaient celles du corps lumineux lui-même. Le peu d'étendue de ces sources lumineuses rendait nécessaire une telle disposition. La dislance focale déterminée par cette position de l'objet était de 0"*,56 dans nos premières expériences, et fut portée, dans les suivantes, à l'°,125. L'ouverture du diaphragme varia entre 17 et 3 millimètres.

Dans toutes nos expériences les temps, correspondant à la naissance de l'image, furent compris entre trois secondes et trois cinquièmes de seconde; on comptait les quarts ou les cinquièmes de seconde.

Lumière solaire. — Les expériences relatives à la lumière solaire ont été faites dans le mois d'août et septembre derniers, et répétées dans les premiers jours d'avril courant.

Il fallait opérer par un temps très-pur et à des heures voisines de midi, conditions auxquelles il a été rare de pouvoir satisfaire simultanément.

Deux séries ont réussi : l'une, le 2 avril à onze heures quinze minutes, par un temps d'une pureté remarquable, nous a donné la plus grande intensité; nous la représentons par 1 000.

L'expérience, répétée le même jour à midi quarante minutes, a donné le même nombre : 1 000.

L'autre, le 20 septembre, à deux heures, par un ciel d'un bleu pâle, adonné une intensité plus faible : 751.

11 sera intéressant de répéter comparativement ces expériences vers le solstice d'été, ainsi qu'à des heures variables de la journée ; c'est ce que nous nous proposons de faire.

Lumière de la pile. — Pour la lumière des charbons de la pile, nous avons fait nos premiers essais en plaçant nos charbons dans le vide; mais nous avons été obligés de renoncer à ce moyen, par la rapidité avec laquelle les parois intérieures du globe de verre se ternissent. Dans un gaz non combustible le même effet se fût produit; il fallait donc opérer à l'air libre et cependant éviter la combustion rapide que les charbons ordinairement employés subissent dans ce cas. L'un de nous, M. Foucault, a atteint ce but par l'emploi du charbon provenant de la distillation de la houille;

ce charbon permet d'obtenir à l'air libre une lumière fixe et surtout durable, à cause de la lenteur de sa combustion; toutes nos expériences ont été faites avec ce charbon.

Dès nos premiers essais nous avons remarqué une différence notable dans la distribution des surfaces lumineuses sur les deux pôles de la pile, le pôle positif l'emportant de beaucoup en surface lumineuse et môme en intensité, sur le pôle négatif.

Le premier présente une surface circulaire de 2 ou 3 millimètres de diamètre douée d'un éclat à peu près uniforme; en dehors de cet espace rintensité décroit rapidement; le second ne présente qu'une surface plus petite et qui nous a paru moins brillante; l'arc lumineux qui les unit émet une lumière d'un bleu pourpré et d'une intensité optique évidemment inférieure à celle des deux pôles.

Le pôle positif se prêtait donc le mieux à nos expériences ; c'est sur lui que nous avons opéré.

La pile était, comme nous l'avons dit, une pile de Bunsen dont les dimensions étaient telles que les cylindres de charbon d'un diamètre intérieur de 5''",5 plongeaient dans l'acide de 9 centimètres; l'acide nitrique employé marquait 20 degrés à l'aréomètre, et l'acide sulfurique 15 degrés.

Dans ces conditions, nous avons obtenu les nombres suivants :

46 couples ont donné pour intensité 235

80 couples ont donné 238

Si l'intensité ne varie pas d'une manière notable avec le nombre des couples, ,elle s'accroît beaucoup avec leur surface, comme on pouvait le prévoir.

46 couples simples ayant donné 235

Trois séries semblables réunies pôle à pôle, ou 46 couples à grandes surfaces, la pile fonctionnant depuis une heure, ont donné 385

Ce qui nous a empêchés de varier ces expériences autant que nous l'aurions désiré, c'est l'affaiblissement assez rapide qu'éprouve la pile lorsqu'elle est montée depuis quelque temps lors môme que le circuit n'est pas fermé.

- 94 -^ Ainsi ,

80 couples ayant donné pour intensité 238

Les mêmes 80 couples» trois heures après, ont donné 4 59

46 couples ayant donné 235

40 couples, une autre fois, la pile étant montée depuis deux heures, ont donné. 4 36 Deux séries semblables pôle à pôle, ou 40 couples doubles, dans les mêmes circonstances 238

L'augmentation d'intensité avec la surface est ici remarquable.

La moyenne des deux premiers nombres 235 et 238 doit être regardée comme l'expression de l'intensité produite par une série de couples de Bunsen de la dimension indiquée en nombre compris entre &6 et 80, et dans les premiers temps de leur action; il faut ajouter la condition que le circuit sera fermé par le charbon très-dense que nous avons employé; car il nous a paru que les charbons d'une densité moindre produisaient une intensité moindre aussi.

Cette intensité peut être prise pour unité et comparée alors à l'intensité solaire du 2 avril; on a le rapport 1 : &,23; la plus grande intensité 385 produite par /i6 couples à grande surface, comparée de la même manière, donnerait le rapport 1 : 2,59; mais le nombre 385 est certainement trop faible, car il a été obtenu lorsque la pile fonctionnait depuis une heure et, dès lors, avait dû s'affaiblir. Nous pensons rester au-dessous de la correction à faire en donnant le rapport 1 : 2,5.

Lumière produite par le gaz oxygène et hydrogène projeté sur la chaux. — Nous avons trouvé pour son intensité un nombre d'une faiblesse inattendue; en effet,

L'intensité solaire, le 2 avril étant 4 000

L'intensité de la lumière du chalumeau à gaz a été trouvée 6,85

Ce nombre est le plus grand que nous ayons pu obtenir en augmentant la pression sous laquelle s'échappait le gaz autant que le permettait l'appareil dont nous disposions ; cette pression était produite par un poids de 20 kilogrammes sur une surface de 430 centimètres.

Quand on diminue la pression ou que l'on retarde par quelque obstacle la vitesse d'écoulement du gaz, l'intensité décroît rapidement; en effet, nous avons substitué un orifice plus étroit, et l'intensité trouvée dans ce cas n'a plus été que S, &.

Au lieu de diminuer l'orifice du chalumeau, nous avons réduit le poids à 8 kilogrammes; l'intensité est descendue à 0,86.

Avec le même orifice et le même poids, l'addition d'un tube de sûreté en plomb, qui permettait de placer le réservoir du gaz dans une pièce voisine, a réduit l'intensité à 0,5/i.

En prenant pour unité l'intensité maximum 6,85 et la comparant à celle de la lumière solaire et de la lumière de la pile, on trouve,

Avec rintensité solaire, le rapport 4 : U6

Pour 46 couples à grande surface 1 : 56

Pour 46 couples ordinaires 4 : 34,3,

Le procédé photométrique sur lequel reposent ces déterminations d'intensité donne en réalité la mesure des intensités chimiques des sources lumineuses, comme nous l'avons dit; or, la faible intensité trouvée pour la lumière produite par le gaz pouvait être expliquée en admettant que les intensités chimiques seraient très-différentes des intensités optiques dans les sources lumineuses que nous comparions; nous avons donc été conduits à tenter la mesure des intensités optiques par la voie ordinaire des comparaisons simultanées.

Des difficultés de mise en expérience nous ont empêchés de donner à celte partie de notre travail l'étendue qu'elle méritait; cependant nous avons obtenu, dans la comparaison optique de la lumière produite par le gaz avec celle des charbons de la pile, des résultats assez nets.

Sans décrire en détail la disposition photométrique que nous avons adoptée, nous dirons qu'au moyen d'une lentille, les images des deux sources lumineuses venaient se former Tune à côté de l'autre sur un écran translucide, avec des dimensions égales à celles des objets lumineux; chacun des faisceaux lumineux qui formait des images était limité par un diaphragme; l'ouverture de l'un de ces diaphragmes pouvait varier par

degrés insensibles, de manière à permettre d'amener les deux images à la même intensité. Cette égalité étant obtenue, le rapport inverse des surfaces des diaphragmes donnait le rapport entre les intensités lumineuses.

Les deux surfaces lumineuses avaient, dans nos expériences, des dimensions sensiblement égales.

Les intensités optiques de la lumière émise par le chalumeau à gaz comparé à la lumière produite par 46 couples, ont été trouvées, par cette méthode, dans les rapports suivants :

Les intensités chimiques avaient été trouvées 4 : 34,3

Bien que ces nombres soient assez différents, nous pensons que Ton peut en conclure que ces deux sources lumineuses possèdent des intensités optiques et des intensités chimiques qui sont sensiblement dans le même rapport.

Si Ton considère la grande différence d'intensité qui existe entre ces deux sources de radiations, et surtout la nature très-différente des causes physiques qui leur ont donné naissance , on est conduit à généraliser ce résultat et à regarder comme très-probable que les radiations lumineuses émanées de sources différentes, mais qui produisent de la lumière blanche, possèdent des intensités optiques et des intensités chimiques qui sont dans le même rapport.

Si Ton admet ce principe, les mesures d'intensité chimique que nous avons données dans ce travail, et qui se rapportent à la lumière solaire, à celle des charbons de la pile et à celle du gaz oxygène et hydrogène projeté sur de la chaux, seraient également les mesures des intensités optiques de ces sources lumineuses.

(Académie des Sciences, 6 mai i84i.)

Nous avons observé, dans le cours de ce travail, quelques faits que nous allons rapporter.

l^ Images solaires. — Le diamètre de l'image solaire avec la distance focale dont nous disposions (l'%&13) avait seulement 13 millimètres de diamètre, et cependant, vers Li fin d*aoùt, nous avons eu, d'une manière très-distincte, l'image d'une tache assez grande qui traversait, à cette époque, le disque solaire. Nous ne doutons pas qu'à l'aide d'appareils optiques convenables, on n'obtienne ainsi des dessins précieux de certaines taches remarquables par leur forme et leur étendue.

Un autre fait s'est constamment présenté à nous : c'est un faible décroissement dans Tintensité des images du centre à la circonférence, mais surtout près des bords. Ce fait touchant à l'importante question des intensités relatives des bords et du centre du soleil, nous nous proposons de répéter nos expériences à ce point de vue : nous comprenons, en effet, que cette simple remarque, faite incidemment dans nos recherches, n'a pas une valeur proportionnée à l'importance de la question ' .

2"" Arcs lumineux de la pile. — La lumière d'un bleu pourpré qui se produit entre les charbons possède une intensité chimique égale à un tiers environ de celle que possède la lumière émise par le pôle positif.

La formation de l'arc lumineux entre quelques'métaux nous a présenté les résultats suivants avec 80 couples :

Tous les métaux que nous avons employés comme pôles ont produit des arcs de couleurs et d'intensités variables : le phline forgé comme les autres métaux ; nous devons dire que M. de la Rive a observé le contraire avec ce corps.

Des particularités intéressantes se présentent lorsqu'un des pôles est terminé par du charbon, et l'autre par un métal. Le pôle positif étant de

4. A la suite des recherches qui les avaient conduits à signaler un faible |décro issement dans l'intensité des images daguerriennes du soleil, du centre à la circonférence, MM. Fizeau et Foucault firent des expériences comparatives directes, dans lesquelles ils obtenaient, après des temps variables de pose, d'une part des images du soleil, d'autre part des images d'un disque de carton blanc placé en pleine lumière à une certaine distance de l'objectif. Nous devons à l'obligeance de M. H. Fizeau de pouvoir reproduire (pi. 4, fig. S et 3] les images correspondant à une série d'expériences. La figure S, qui montre des images successives du soleil après des temps de poâe variables, présente sur le bord de chaque disque un décroissement d'intensité lumineuse que l'on ne retrouve en aucune façon dans la figure 3, qui reproduit les images d'un disque blanc après les mêmes temps de pose.

l'argent et le négatif du charbon, Tare se forme facilement; bientôt l'argent fond et distille abondamment; dès lors on peut éloigner davantage le charbon négatif sans rompre l'arc lumineux qui est d'une fixité et d'une beauté remarquables. Si l'on intervertit les pôles, le phénomène n'est plus le même. Dans les premiers instants, l'arc se forme, comme précédemment, du charbon positif à l'argent négatif; mais, lorsque l'argent est entré en fusion, l'arc se brise. Si l'on cherche à le rétablir, on éprouve beaucoup de difficultés; lorsqu'on y parvient pendant quelques instants, la partie de l'arc qui touche au globule d'argent s'agite avec un bruit particulier.

Le platine et le charbon présentent un phénomène analogue, mais à un degré beaucoup moins marqué.

Ce fait nous semble devoir être rattaché aux phénomènes de transport du pôle + au pôle —, étudiés avec tant de soin par M. de la Rive. Pour l'argent qui, comme l'on sait, absorbe de l'oxygène lorsqu'il est en fusion, la rupture de Tare pourrait être attribuée à la combustion du charbon transporté au contact même de l'argent; la crépitation singulière dont nous avons parlé appuierait cette manière de voir.

S** L'explication que donna Davy de la pâture des flammes éclairantes nous a conduits à essayer de fermer le circuit d'une pile de 40 couples par la flamme d'une bougie; on observe alors les faits suivants : un faible courant s'établit, mais sans lumière, et l'on voit peu à peu le pôle négatif se couvrir d'un charbon très-léger qui se dépose sous forme d'arborisations.

Avec une pile de 80 couples, le charbon se dépose de plus sur le pôle positif avec les mêmes apparences, mais en moindre quantité que sur le pôle négatif.

4* Un phénomène particulier de lumière se présente lorsque l'on décompose l'eau avec des fils métalliques assez fins et une pile de 80 couples ; les fils s'échaufifent sans rougir, s'ils sont d'un diamètre suffisant, mais les gaz qui les enveloppent sont alors lumineux, leur dégagement étant accompagné d'un bruit particulier. Le phénomène est le plus marqué au pôle négatif; on remarque que tant que les gaz sont ainsi lumi-

neux, rintensité du courant est beaucoup diminuée. Ce fait doit-il être rattaché aux phénomènes des arcs lumineux? aurait-on ainsi, au pôle négatif, un arc formé par l'hydrogène ?

5"" Nous terminerons en appelant Taltention sur une modification remarquable, éprouvée par le charbon lorsqu'il a supporté la très-haute température qui se développe pendant Tincandescence des pôles de la pile.

Le charbon très-dense qui provient de la distillation de la houille, et que nous avons employé, a des caractères physiques qui le rapprochent de l'espèce minérale appelée anthracite; en examinant, après les expériences d'incandescence, le charbon transporté au pôle négatif et l'extrémité du pôle positif lui-même, nous avons remarqué que ses caractères physiques sont alors changés.

Ce charbon est mou, traçant; sa surface étant frottée, devient d'un gris plombé métallique. Ces caractères l'assimilent complètement à l'espèce minérale appelée graphite; cette modification se fait très-rapidement, et s'obtient également avec d'autres espèces de charbons conducteurs. Il suffit de promener l'arc lumineux sur la surface d'un des pôles de charbon pour que cette surface soit à l'instant revêtue d'une couche de graphite.

Cette formation de graphite, sous Tinfluence d'une température trèsélevée, nous semble devoir jouer un rôle important dans l'étude des masses minérales où se rencontre si fréquemment cette variété de charbon.

PHOTOMÈTRE A COMPARTIMENT^

Je me suis occupé d'organiser un appareil agissant par illumination directe, et qui permit à l'observateur de profiter de toute la sensibilité de Torgane de la vue.

En disposant le nouvel appareil, je me suis préoccupé seulement d'illuminer les deux parties d'un même écran par le rayonnement direct des deux sources que Ton veut comparer, en satisfaisant à cette condition expresse que les deux régions soumises aux rayonnements différents fussent exactement contiguës sans interposition d'aucune pénombre visible. La sensibilité du procédé dépend de la disparition plus ou moins complète de toute limite perceptible entre les deux régions éclairées au moment où les deux rayonnements deviennent également intenses de part et d'autre. L'appareil que je vais décrire permet de réaliser assez commodément cette parfaite continuité d'un même champ illuminé localement par deux sources différentes.

Il consiste en une boite cubique (Fig. 3), qu'une cloison mobile dans

\ . Extrait d'un Rapport sur le pouvoir éclairant des produits gazeux fournis par la distillation de la tourbe, par Léon Foucault, physicien de rObservatoire de Paris. — Petit in-8 de 28 pages; Paris, 4855.

En dehors de la description du photomètre à compartiments, ce rapport ne contient que des données numériques sans intérêt, relatives au pouvoir éclairant du gaz fourni par la distillation de la tourbe.

son propre plan partage en deux compartiments égaux : le fond de la boite qui fait face à l'observateur est formé par un écran très-mat, dont j'indiquerai la composition , et qui joue à peu près le rôle de la glace dépolie dans la chambre noire ordinaire. La paroi opposée fait défaut, et c'est par là que les rayonnements des deux sources pénètrent librement et isolément

Figare 3.

dans leurs compartiments respectifs. On met naturellement l'appareil dans une position symétrique, de manière à ce que la cloison médiane partage en deux parties égales l'angle formé par les rayons des deux sources qui convergent sur le milieu de Técran.

Dans cette situation, il peut arriver que les ombres portées de part et d'autre par la cloison sur l'écran se trouvent séparées par un espace lumineux, ou bien, au contraire, que ces deux ombres empiètent l'une sur l'autre; dans tous les cas, leurs bords intérieurs seront très- nettement terminés. Or, comme la cloison peut êlre mue dans son propre plan au moyen d'un bouton qui fait saillie au dehors, on lui donnera la position nécessaire pour amener exactement les deux ombres au contact. On saisit alors avec une facilité surprenante le moindre excès d'intensité d'un rayonnement sur l'autre, et comme on dispose des positions des deux flammes, on arrive à déterminer avec précision les distances respectives qui égalisent à l'œil les deux moitiés du champ, en faisant disparaître leur limite commune. Quand cette espèce d'équilibre se trouve réalisée, il ne

reste plus qu'à mesurer directement les distances des objets lumineux, pour en déduire le rapport des pouvoirs éclairants-

Il ressort de cette description que l'effet produit sur l'écran s'observe par transparence, comme les images de la chambre obscure ordinaire pendant la mise au point. L'analogie semblait conseiller l'emploi du verre dépoli : cependant j'ai bientôt reconnu que cette sorte d'écran ne possède pas assez de pouvoir diffusif, qu'il est trop transparent; que, par suite, l'effet optique, contemplé à sa surface, dépendait trop de la position de l'observateur, et qu'on serait exposé à porter de faux jugements. Sous ce rapport, le papier aurait mieux convenu; mais les inégalités de sa structure auraient masqué des différences que l'œil eût saisi sur une trame plus fine et plus homogène. J'en suis donc arrivé à former cet écran d'une couche d'amidon suspendu dans l'eau et déposé par le repos sur une lame de glace. Cet écran possède toutes les qualités requises; on peut le rendre aussi diffusif que le papier, et, de plus, il offre à l'œil toute la finesse, toute l'homogénéité désirables. Le choix d'un bon écran n'était pas sans importance : en le formant d'une couche mate et fortement diffusive, on rend l'appréciation des intensités lumineuses à peu près indépendante du lieu de l'observation. On peut, sans bouger la tête, se servir indifféremment d'un œil ou de l'autre; on peut, par conséquent, observer avec les deux yeux à la fois, ce qui permet d'asseoir le jugement d'une manière plus certaine.

Le nouvel appareil ne requiert aucune des subtilités de l'optique moderne; la manière dont il fonctionne est accessible à tout le monde; il isole et rapproche les éclairements des sources proposées, il permet de les ramener à l'égalité par de simples variations de distance, et il fournit par suite le moyen d'évaluer en nombre les pouvoirs éclairants : le tout se réalise au moyen d'une simple boîte qu'en raison de son emploi et de sa construction j'appellerai photomètre à compartiments.

J'arrive maintenant à la recherche d'un moyen pratique pour déterminer la valeur photométrique d'un gaz en valeur absolue* ou du moins

pour rapporter cette valeur à quelque unité suffisamment constante et facile à se procurer en tout temps. On a depuis longtemps proposé la bougie comme unité photométrique; mais les variations de cette source lumineuse sont tellement considérables qu'elles sautent aux yeux. Si Ton prend deux bougies dans le même paquet» et qu'on les mette à des distances égales au-devant du photomètre à compartiments, on reconnaît que l'équilibre ne se réalise que très-accidentellement; à chaque instant la supériorité d'éclat passe de l'une à l'autre, et l'instrument accuse presque constamment une inégalité choquante. Cependant cette fixité que l'on chercherait vainement dans une bougie isolée se réalise assez convenablement dans un système de bougies, et elle est d'autant plus parfaite que le groupe est plus nombreux. J'ai pensé qu'en réunissant en faisceau plusieurs de ces éléments dont l'instabilité m'avait d^abord frappé, on réussirait à former une source multiple qui donnerait au photomètre le même effet qu'une flamme simple et qui déjà présenterait en pratique assez de stabilité pour être utilement employé comme terme de comparaison. Des bougies au nombre de sept se groupent naturellement en faisceau hexagonal, et si l'on a soin de maintenir entre elles une distance d'un centimètre, on trouve qu'elles brûlent avec une remarquable fixité; des courants d'air s'établissent qui tendent les flammes et leur donnent plus de stabilité que lorsqu'elles brûlent isolément. J'ai pris au hasard 14 bougies de l'Étoile et les ayant formées en deux faisceaux, j'ai placé ceux-ci à des disfcmces égales en avant du photomètre. L'effet sur l'écran a été satisfaisant, non pas que l'équilibre ait été complètement et constamment maintenu, mais les différences qui se sont montrées étaient de l'ordre de celles qui apparaissent d'elles-mêmes, lorsqu'on met deux becs de gaz dans les mêmes conditions.

Pour reconnaître jusqu'à quel point on pourrait compter sur ce mode d'évaluation, nous avons employé une séance (11 décembre 1854) à évaluer les deux gaz en bougies de l'Étoile au moyen du photomètre à compartiments; la moyenne de cinq déterminations a donné le bec de gaz de tourbe comme équivalent à 23 bougies 1/4 : le même bec alimenté par le gaz de la ville, à la suite du même genre d'épreuves, a paru égal à

6 bougies 8/10; divisés Tun par Tautre, ces deax nombres de bougies donnent pour le gaz de tourbe â/i2, celui de la ville étant 100*

Nous avons ensuite comparé directement les deux gaz et nous avons trouvé 331, c'est-à-dire le même nombre à 1/30 près.