CENTRALE

47,5 Elévations de température

. ^ en divisions du micromètre

Plusieurs autres séries n'ont pu être obtenues d'une manière complète par suite de quelques dérangements dans les appareils ou parce que des nuages sont survenus pendant les expériences; mais ces résultats incomplets nous ont néanmoins permis de contrôler les nombres précédents et de nous assurer de leur exactitude.

On voit en comparant ces nombres, que les différences obtenues pour les intensités calorifiques des premières franges sont trop considérables et trop constantes pour que Ton puisse les attribuer à des erreurs d'observation ; les résultats fournis par le verre rouge montrent aussi que lorsque la lumière est plus simple, ces différences sont plus sensibles; pour la série B, il faut remarquer que la lentille divergente placée sur le passage des rayons introduit une cause de complication par la dispersion qu'elle exerce sur les rayons simples; les couleurs des franges en sont un peu modifiées. Cependant, dans ce cas encore, les différences d'intensité calorifique sont incontestables.

Nous croyons pouvoir conclure de ces expériences : que dans le phénomène des franges d'interférence produites avec l'appareil des miroirs, il existe des franges calorifiques de dimensions semblables à celles des franges lumineuses; que ces franges calorifiques paraissent être d'autant plus marquées que la lumière est plus simple.

2' Spectres à bandes brillantes et obscures obtenus en analysant par le prisme les phénomènes d'interférence produits dans la lumière polarisée par les lames cristallisées. — Cette classe de phénomènes, qui se rattache à la découverte de M. Arago sur les couleurs des lames cristallisées dans la lumière polarisée, a été décrite avec détails dans un précédent travail. Rappelons seulement en quelques mots les circonstances dans lesquelles ces phénomènes prennent naissance et les principaux caractères qu'ils présentent.

Supposons que Ton ait formé par les procédés connus un spectre dans lequel les radiations diversement réfrangibles soient assez séparées pour que les raies se distinguent nettement : si l'on place sur le trajet du rayon de lumière un système composé de deux polariseurs, dont les plans de polarisation soient parallèles ou perpendiculaires entre eux, et d'une lame biréfringente comprise entre les deux et dont la section principale soit située dans l'azimut 45' par rapport à l'un de ces plans, on voit le spectre se couvrir de bandes alternativement obscures et brillantes dont le nombre est d'autant plus grand que la lame cristallisée est plus épaisse.

Ces bandes sont le résultat de l'interférence variable pour chaque rayon simple des deux systèmes d'ondes, l'ordinaire et l'extraordinaire, produits par la double réfraction dans la lame cristallisée.

Parmi les positions diverses que l'on peut donner à la lame et relatives aux polariseurs, nous considérerons les trois suivantes :

l"" Les deux plans de polarisation parallèles entre eux et parallèles au plan de la section principale de la lame. Dans ce cas, il n'y a qu'un seul système d'ondes ; l'ordinaire. 11 n'y a donc pas d'interférence et le .spectre ne présente aucune bande.

2"* Les deux plans de polarisation parallèles entre eux, section principale de la lame à 45\ Dans ce cas, il y a deux systèmes d'ondes d'intensités égales; c'est la condition la plus favorable pour manifester l'interférence; aussi les bandes sont-elles très-app.irentes, et le centre des bandes obscures parfaitement noir.

3"" Les deux plans de polarisation à angle droit, section principale de la lame h 45\ Ce cas ne diffère du précédent que par le fait du croisement à angle droit des deux plans de polarisation. Cette circonstance produit dans l'un des systèmes d'ondes un changement correspondant à la perte d'une demi-ondulation; le spectre est alors complémentaire du précédent; les bandes obscures remplacent les bandes brillantes, et réciproquement.

Dans nos expériences, nous avons employé comme lame biréfringente des lames de gypse de différentes épaisseurs. Celle qui nous a paru la plus convenable pour Tétude que nous nous proposions a 0"*"',83 d'épaisseur; les spectres obtenus avec cette lame dans les trois cas précédents sont représentés (fig. 3, pi. 3) en S, S', S^*. Celte partie de la figure représente le spectre lumineux de A en H, depuis son extrémité rouge, où se voit la raie A, jusqu'à son extrémité violette, où se voit la raie H.

Pour la recherche de la distribution de la chaleur dans chacun de ces spectres, il fallait que le thermomètre occupât successivement toutes les positions possibles, non-seulement dans la partie visible du spectre, mais dans la partie moins réfrangible que le rouge où se trouvent les rayons calorifiques obscurs. Le thermomètre étant nécessairement fixe dans son enceinte et au devant du microscope, il restait à faire mouvoir le spectre dans le sens de sa longueur. Cet effet pouvait être obtenu de deux manières différentes, soit en tournant le prisme réfracteur autour d'un axe vertical, soit en faisant subir au faisceau lumineux, à sa sortie du prisme, une réflexion totale dans l'intérieur d'un second prisme qui seul serait mobile autour d'un axe vertical; le premier moyen, que nous avons employé d'abord, a le grave inconvénient d'altérer les dimensions du spectre et même les distances relatives des rayons simples à chaque observation.

4. La réfraction était pro4pite par un prisme équilatère de flint dans la position du iniDimum de déviation pour les rayons violets extrêmes situés au delà de la raie H.

Celte complication^ très-nuisible surtout à l'étude de la partie obscure, devait être évitée; nous avons donc préféré recourir au second moyen, à la réflexion totale dans V intérieur d'un second prisme; car en faisant tourner ce prisme réûecteur, on peut Taire tomber successivement sur le thermomètre tous les points de la longueur du spectre, et dans ces mouvements le spectre n'éprouve aucun changement dans ses dimensions ni dans les distances relatives de ses diverses parties.

Il fallait de plus que Ton connût exactement la position du thermomètre dans le spectre à chacune des observations successives. Pour toute la parlie occupée par les rayons visibles, il suffisait d'observer cette position sur l'écran extérieur, comme dans l'expérience des miroirs. Mais pour ta partie occupée par les rayons obscurs^ l'observation devenait impos sible; nous avons employé l'artifice suivant :

Le thermomètre étant seulement à quelques centimètres de la paroi antérieure de l'enceinte, le spectre était encore assez net au niveau de cette paroi pour qu'on pût y distinguer les bandes et même les lignes fixes; un écran composé d'une feuille do papier collée sur une glace étant appliqué sur cette paroi, on y pouvait tracer au crayon ces bandes et les lignes fixes de manière à relever un dessin exact du spectre visible. Ce dessin étant obtenu, on traçait encore sur la paroi elle-même, à une petite distance de la fenêtre, une ligne de repère verticale; enfin l'on amenait le spectre dans une position telle que le thermomètre occupât le centre d'une bande noire déterminée, la dernière du côté rouge, par exemple; rapportant alors le dessin dans le spectre de manière à produire une superposition exacte, on prenait la distance D de la bande 'à la ligne de repère. Lorsque Ton avait déplacé le spectre de manière que le thermomètre se trouvât dans la partie obscure, on obtenait une autre distance D'; la distance à laquelle le thermomètre se trouvait de la dernière bande était donnée par la différence D' — D.

Avec quelques précautions qu'il serait trop long de détailler, ce moyen est susceptible d'une grande exactitude. 11 nous a permis de relever dans chaque observation la position du thermomètre et de la rapporter au .spectre visible.

Passons mnintenant aux résultats observés.

Dans le premier des trois cas distingués plus haut, celui où la section principale de la lame est parallèle aux deux plans de polarisation et où il n'y a pas interférence, on observe ce qui suit :

L'action calorifique commence à être sensible dans les rayons situés à l'extrémité du violet au delà de H ; son intensité va en croissant à mesure que l'on pénètre dans le spectre visible en se rapprochant des rayons rouges ; elle atteint son maximum dans les rayons extérieurs voisins de la raie A, puis commence à décroître à mesure que l'on pénètre dans la partie obscure et finit par être insensible à une distance de la raie A égale à celle qui sépare cette raie de la raie E. Ce décroissement d'intensité dans la partie obscure présente des particularités importantes; il a lieu d'une manière irrégulière et présente plusieurs maximums et minimums. Parmi ces derniers, l'un est une véritable lacune assez limitée, mais complète; on l'a représentée en pdans la figure; elle a tous les caractères d'une ligne fixe existant dans les rayons solaires obscurs, et nous nous sommes assurés de son existence dans le spectre normal sans lame cristallisée ni polariseurs. L'ensemble de ces résultats est représenté dans la figure par la courbe ponctuée dont les ordonnées représentent les intensités des diverses parties du spectre calorifique dans les circonstances où nous nous sommes placés. Les indications du thermomètre, pour quelques points a, b^ c, cf.... sont données dans le tableau suivant :