REMARQUES SUR LES EXPÉRIENCES PRÉCÉDENTES

Avant de résumer les résultats obtenus dans ces expériences, il convient d'examiner une cause de complication inhérente au mode d'observation et d'apprécier son influence ; on a vu que toutes les expériences qui viennent d*étre rapportées ont été faites en employant les rayons solaires et que toujours ces rayons avaient à traverser des écrans de verre avant de parvenir au thermomètre, dans le cas des lames cristallisées où les rayons devaient être polarisés; il y avait en outre sur le trajet des rayons une certaine épaisseur de spath calcaire et une lame de gypse ou de cristal de roche. Or, il résulte des recherches de M. Melloni sur l'absorption des rayons de chaleur par les écrans de différentes matières que, dans de semblables circonstances, les divers éléments qui constituent la chaleur solaire subissent des absorptions importantes ; considérés dans un spectre pour la formation duquel on n'aurait employé aucune autre substance que le sel gemme, ce sont les rayons les moins réfrangibles situés dans la région obscure qui subissent l'absorption la plus forte par le fait de l'interposition de ces écrans, l'absorption est même totale pour ceux qui occuperaient l'extrémité de cette région; il résulte également des recherches du même auteur que ces rayons obscurs peu réfrangibles qui accompagnent la lumière solaire et qui sont arrêtés par les écrans de verre de spath.

doivent être assimilés aux rayons calorifiques émis par les corps dont la température est peu élevée *.

Ce rapprochement, qui parait très-légitime, est fondé sur la similitude des absorptions que ces deux espèces de rayons éprouvent dans leur passage à travers différentes substances. Ainsi ce n'est pas sur la totalité des éléments de la chaleur solaire que les expériences précédentes ont porté; certains rayons ont été absorbés par les milieux qull a fallu placer sur leur trajet pour produire le phénomène des interférences , et ont ainsi échappé aux recherches. Telle est réellement la seule influence fâcheuse que l'absorption de la chaleur par les écrans ait exercée sur les résultats; certains autres rayons ont été sans doute modifiés dans leur intensité par la même cause , mais en considérant Tensemble des expériences, on voit que ces modifications d'intensité sont de peu d'importance et que les faits observés ne sont pas de nature à être expliqués par une semblable influence.

aésuifé.

Les expériences qui précèdent peuvent être rapportées à deux catégories distinctes.

La première comprend les expériences faites sur les spectres à bandes d'interférence que l'on obtient en analysant par le prisme les effets produits dans la lumière polarisée par les lames cristallisées douées de la double réfraction.

i. Nous avons fait querques tentatives pour substitaer à la chaleur solaire celle d'un fil de platine maintenu incandescent par le passage d'un courant électrique, et nous avons trouvé cette source de chaleur beaucoup trop faible pour les moyens thermométriques que nous possédions; ce n'est qu*à la distance de O^'S du fil de platine que le thermomètre commençait à être infiuencé d'une manière sensible, les rayons n'ayant ë traverser aucun écran, et pour produire les phénomènes d'interférence avec des dimensions convenables, il aurait fallu s'é'oigner de la source rayon* naote d'environ 3 mètres; dans le cas où le fil est simplement chaud sans être lumineux, son rayonnement est moins sensible encore. On voit combien nous sommes loin de pouvoir faire ces expériences dans de semblables conditions, et quel degré de sensibilité il faudrait donner aux instrunaents pour que ces expériences devinssent possibles.

Dans ces circonstances le résultat de Tinterférence est rendu indépendant du mélange des rayons de réfrangibilités différentes et se manifeste d'une manière distincte et séparée pour chacun d'eux; ce sont des expériences faites sur des rayons simples.

La seconde comprend l'étude des franges obtenues avec l'appareil des miroirs et celle de la diffraction produite par un bord rectiligne. Dans ces deux cas, les phénomènes sont troublés par la superposition des effets dus aux différents rayons et l'on n'observe que des résultats complexes.

Cependant on va voir que les résultats obtenus dans ces circonstances sont d'accord avec les précédents lorsque l'on a égard au mélange des rayons simples.

Les expériences de la première catégorie montrent que tous les rayons qui composent le spectre calorifique dans la région lumineuse comme dans la région obscure ont la propriété d'interférer et que dans la région lumineuse les interférences se manifestent simultanément aux mêmes points pour les rayons lumineuco et pour les rayons calorifiques; c'est ce qui résulte de l'existence des bandes calorifiques dans toute l'étendue du spectre et de leur coïncidence avec les bandes lumineuses dans la région des rayons visibles.

Ainsi, en ne considérant d'abord que les éléments de la chaleur qui existent dans la région lumineuse, on voit que les interférences ne révèlent aucune différence de propriété entre les rayons lumineux et calorifiques et que, sous ce rapport, ces deux ordres de rayons se confondent entièrement ; tout se passe comme si chaque rayon, séparé par la réfraction, était simple et unique et doué de la double propriété d'échauffer les corps et d'impressionner notre œil.

Cette étroite liaison des deux ordres de phénomènes s'est montrée dans tous les cas d'interférences qui ont été étudiés dans le spectre, et toujours avec la même évidence; on doit donc regarder ce fait comme général , et admettre que, dans toutes les circonstances où les rayons lumineux interfèrent, la même connexion se maintient et que toujours la chaleur est liée inséparablement à la lumière.

Si nous considérons maintenant les autres éléments de la chaleur qui constituent la partie obscure du spectre, on voit qu'ils ne diffèrent des

précédents qu'en ce qu'ils ont été moins réfractés par le prisme et qu'ils sont invisibles, mais comme eux ils sont susceptibles d'interférer en donnant lieu à des bandes disposées d'une manière semblable et faisant suite à celles des rayons visibles d'une manière non interrompue.

Ainsi sous le rapport des interférences ces rayons ne diffèrent pas plus des rayons visibles que ceux-ci ne diffèrent entre eux.

Au point de vue de la théorie des ondulations, on considère les rayons rouges comme ne différant essentiellement des rayons violets, plus réfrangibles^ que par les longueurs d'ondulations plus grandes ; de même on doit considérer ces rayons obscurs comme ne différant des rayons visibles que par les longueurs plus grandes de leurs ondulations.

A ce point de vue le spectre calorifique doit être considéré comme composé de rayons simples inégalement calorifiques, les uns visibles, les autres invisibles et doués chacun d'une longueur d'ondulation particulière et d'autant plus grande que la réfrangibilité est moindre; ceux qui sont visibles ^constituent le spectre lumineux et ont pour longueur d'ondulation les longueurs mesurées; pour ceux qui sont invisibles, les longueurs sont plus grandes encore que celles des rayons rouges et d'autant plus que l'on considère un point plus éloigné de ces derniers.

Ainsi, sous ce rapport, les éléments de la chaleur sont plus dissemblables encore que ceux de la lumière.

Si on se reporte aux expériences de la seconde catégorie, on verra combien elles sont d'accord avec ces résultats et ces déductions ; ces expériences montrent en effet, aussi bien dans les cas des franges obtenues avec l'appareil des miroirs que dans celui de la disposition produite par un bord rectiligne, qu'il existe toujours des bandes calorifiques analogues aux bandes lumineuses et que le phénomène est d'autant plus marqué que l'on se rapproche davantage du point où le mélange des rayons n'influe pas sensiblement pour troubler le phénomène lumineux ; dans le cas des miroirs, c'est dans le voisinage de la frange centrale blanche , pour la diffraction c'est près de l'ombre géométrique, dans la première frange blanche, que l'existence des franges calorifiques a pu être constatée.

C'est dans ces mêmes rayons que les franges lumineuses se produisent

aussi de la manière la plus distincte; aussitôt que Ton s*en éloigne le phénomène se trouble d'autant plus que la lumière est composée d*un plus grand nombre de rayons simples. Chaque rayon, en effet, donne lieu à des franges d'une largeur particulière et d'autant plus grande que la largeur d'ondulation est plus considérable. D'après ce qui précède, il en doit être de même pour la chaleur, et même le trouble que le mélange des rayons apporte dans ces phénomènes doit être plus sensible, puisque les éléments de la chaleur sont plus nombreux encore que ceux de la lumière et que la longueur de leurs ondulations varie dans des limites plus étendues.