SECTION HUITIÈME

Dfi.tA LUMIÈRE CONSIDÉRÉE DANS SON ACTION SUR DES APPA- REILS AUTRES QUE L'CEIL, SUA DES SUBSTANCES DIFFÉRENTES DE LA RÉTINE. — DE LA NATURE PLUS UMTIME DU SPECTRE SOLAIRE; DES DITSRS RATONS CALORIFIQUES, CHIMIQUES ET PHOSPHOBOGÈ- NIQUES. — PS LA PHOTOGRAPHIE. -^ DE L'ACTION DE LA LUMIÈRE 9m LES PLANTES, ETC.

JNoos n'avons éindié joaqu'id la Iqmière que sous k cappon des phéDomènes optiques auiqaob elle «donne naissance , qu'aouat qu'eUe se manifeste à nos regards; il bot maintenant agrandir le champ de nos recher cbes, et suivie les progrès rapides de la sckaoe .dans des régions toutes nouvelles. Xoatefoisi avant d'entrer ea matière, examinons une dernière fois le spectre au point de vue de son éclat lumineux, en rappelant une observation fort jiwte de M. Melloni et une expérience de M. Mossotti. Si, au moyen de la force réfringente d'un prisme diaphane et incolore, on parvient à séparer les éléments de la radiation solaire , au point que chaque hande

' munie du spectre puisse être considérée comme formée par une aeule espèce de rayons, il est absolument impossible de placer, par cette même force de réfraction, les divers .éléments himinenx dans des drconstances identiques^; en eflet, deux éiémeats d'une nuance

.fort rapprochée, c'est-À-dire deux éléments différant trts>pea dani iîgfd'ne de la réfrangibilité, devront s*écacter et diverger d'autant plus, en traversant le prisme, qu'ils appartiendront à un giroiipe de rayons plus réfrangibles, en sorte que les zones supérieures du spectre auront évidemment une densité moindre que les zqms inftrieures.

Le spectre newtonien ne saurait donc fournir des donnies «actes SOT les rapporu des pouvoirs éclairanu que possédant ks diws rayons colorés qui entrent dans la composition de la hunière solaire. Pour obtenir ces rapports, M. Mosotti a soumis au calcul les doBoées qui concourent li la formation des spectres fournis par les réseaux,

fiàWW CAL0RiriQ<l«8. 019

daae tayiels tes covlean élém^(air«fl s'^uloit Im ums k j(M dis MireB eu T^rtii de la tiœple interféreme, ti occupent aiofii des «gpMes dépendait niiiquemeiit de leur période ? ibraioire on loogueur d*oiidiibtàoo. Dafii ces spectres, eieaapis du défaut ligualé ô-deasue, ]|. Mofiotti a trouYé le poiot le plus édairé an beau pnilku du iauuc» qui est lui^méoe placé à égales distances des deui atréiuitéii II a irouYédf plus que riiiteosité lumineuse décroît régulièrepeulet éfalemeut des deux edtés, de sorte que la liiuUe rouge et la limiie Tîoif i&o lOBt les poiots les moins éclairés du spectre. $t pessédent tous deux la même intensité lumineuse. C'est aussi de cette manière . eomnae nom rayons déjà rappelé, que U. Hosoiti a démontré que lea auteurs df ces deux limites sont constituées par det ondes éthéfé^ dont les longueurs respectives oni entre elles le r«PiHNrt remarquable de 2 à t.

9a PR09RIKt£S CAU)RinQUE$ DU SPECTRE SOLÀIRX OU DES DITERS

RAYQM Wi/>9A% *^ C'est un fait universellement reconnu, que le ipMiroeoiMre écbauffs en mâuM temps qu'il éclaire : on peut mtae f t 1*011 doîi affirmer, en partant de la seule tbéorie possible aojourd bui sur la uatflfo 91 Isp rapports da la lumière et de la çbakur, que ces doitx Sgsuis merveilleux sont «pséperables Vua de Tautre; que la cbaleur produit, den» tous les cas, àifs mouvements lumineux dont Tint^lité «et très asuvent trop faible pour qu'ils puissent devenir sensiUf s ll'wl» el que la lumière, à son tour^ développe, dans tous les cas, tuu cennine quantité de cbaleur souvent inappréciable à l'aide des iustnMMnie tiN»p imparfaits dont nous bisons umge. on faisait eonlire eetta manière de voir une objecAion langlemps insohible. In Inno* éimiHm, Mlle d'un échi asscs intense, ei cependant la lumlèie qu'eue émtot, concentrée même au foyer des plus gnuides l#n''Vef, ne pvodnil aucune cèakur. M. Mettenj, d^ si célèbre par tant do déeouvertee niattendaes, a démonuré récemment ju^^qu'è l'évidemie la puiseaBce ealorifique de la lumière de h lune ; nous lui empruii* teroBs le récit de son triomphe, plein, om lereconuattra, d'enseignemancs prèsionx.

• Une leotttte k écbeinnë, d'un métré de diamètre, destinée h l'ob« aervatoire météorologique du mont Vésuve, venait de m'arriver. Peur étudier sans danger l'ajustement des divers anneaux, ainsi que la distance et retendue du féver, j'exposai cette magnifique pièee

d'optique à an beau clair de Inné, et ramenai dans nn phii ezndement perpendiculaire à la direction des rayons. La lumière se coacentra k un mètre environ de dtsiance, sur un espace circohire d'ut centimètre de diamètre. Ce petit cercle très brillant, et a»ez nettement terminé, avait une étendue sensiblement égale li la section des tebes qui garnissent mes piles thermoscopiqnes, ce qui me suggéra l'idée d'essayer son action sur ces piles. Une déviation considérable se développa sur le rhéomètre multiplicateur, aussitôt que les rayons, pénétrant dans l'intérieur du tube, vinrent frapper la boe antérieore de Tappareil. Étonné de la vivacité de cette action, et me doutant bien qu'elle ne dérivait pas de la chaleur lunaire, je plaçai te maia à une certaine distance au devant de l'ouverture ; l'index du fMomètre retourna aussitôt à zéro, le dépassa, et prit une déviation contraire, preuve évidente que son mouvoir primitif dérivait d'un rayonnement frigorifique , c'est-à-dire d'un abaissement de température dans la face de la pile exposée au foyer. L'origine de ce froid était facile à assigner. Comme la lentille se trouvait sur un balcon découvert et sous un ciel parfaitement pur, elle devait, à cause da grand pouvoir émissif du verre, rayonner sa chaleur en abondance ven l'espace, et abaisser ainsi sa température au-dessoos de celle de la pile, qui était enveloppée dans son étui métallique et placée dais l'intérieur de l'appartement. Tant que la pile était abritée par le couvercle en métal, le bible rayonnement de celui-ci ne leur penneltait pas de ressentir l'inflaence de ce froid de la lentille ; mais ansa-» tôt que ce couvercle était abaissé, l'échange calorifique avait lien entre les deux corps, et la pile, perdant plus qu'elle ne recevait, devait nécessairement abaisser la température de la bce décooTerte, et produire ainsi le courant électrique qui causait la déviation de l'aiguille du rhéomètre. Pour remédier à cet inconvénient, je transportai la lentille en dedans de la croisée qui donnait sur le balcon, et je fis appliquer à la croisée une natte qu'on pouvait aisément relever pour introduire dans l'appartement les rayons lunaires, on faire descendre pour les intercepter. Je tins la natte baissée jusqu'à ce que l'équilibre de température fût établi, et après m'étre assuré qu'on n'obtenait aucune déviation au rhéomètre lorsqu'on abattait le oonvercle de la pile, placée toujours au foyer de la lentille, je fis arriver sur l'instrument la lumière de la lune : il se manifesta une déviation

de qndqaes degrés du c6lé de h chaleor. Je répétai aussitôt Texpé* ricDce, et, 3i ma grande surprise» la déviation eut lieu en sens contraire.

• Quelques instants de réflexion suffirent pour me couf aincre que ces changements de direction tenaient, selon toute probabilité, k des iMullées d*air extérieur qui entraient de temps en temps dans la chambre et se faisaient jour jusqu'à la face découverte du ther- Oioscqie. On aurait pu aisément disposer les choses de manière que Ttir ne pût trouver accès derrière la lentille ; mais guidé par ma théorie de ridentité entre la chaleur et la lumière, et par l'expérience bien connue de Saussure, relativement au thermomètre placé au fond d'une caisse vitrée , je crus qu'on parviendrait mieux au but en introduisant dans l'intérieur du tube deux diaphragmes de verre parfiiîteoient diaphanes et bien polis sur leurs quatre faces : le premier & une petite distance de la pile , le second tout près de l'ouverture. Je montai donc de cette manière les tubes de ma pile, et à la première occasion favorable, je refis l'expérience. L'index de l'appareil resta d'abord stationnant pendant quelques instants,puis ilcommença à dévier lentement, et, après quatre à cinq minutes, il s'arrêta d'une ma- ■ière stable à 3*, 7. Jereiirai la pile du foyer, et je la plaçai à côté, son ouverture toujours tournée vers le centre de la lentille ; la déviation coinmença aussitôt à diminuer, et en quelques minutes l'index revint au xéro. Je répétai plusieurs fois la même opération, en retirant la pile tantôt d'un côté, tantôt de l'autre, et toujours raiguille dévia étant au fbfer et retomiia an zéro hors de cette position. II va sans dire que k sens de la déviation correspondait à celui de Faction calorifique.

D L'expérience était donc parfaitement nette et ne pouvait pas hdaser l'ombre d'un doute. J'eus l'occasion de la répéter plus tard en présence de M. Belli, professeur de physique à l'université de Pavie, de MM. Mossotti et Lavagna, de l'université de Pise, et de plosienrs antres savants distingués, qui tous sont sortis de mon cabinet intimement convaincus que la lumière de la lune est calorifique. » Lorsque je réfléchis que les physiciens qui tentèrent de décou- Trir la chaleur lunaire dans le courant du siècle dernier, employèrent, d'après Lalande» des lentilles de 1" et 1"* 33 de diamètre et le theraioscope extrêmement sensible d'Amonton, je soupçonne fortement que les résultats négatifs annoncés par ce^ physiciens tenaient,

643 MATURE UfTIMB W 8PBGTR« «OLAIRB,

en graade parUe.au froid engendré dans leonkntiUes par 1« rayoft* nement céleste, réuni au refroidissement causé par le^ agU^iîQOiés Tair extérieur, auquel leurs instruments se trouvaient exposés; ai IK>rte que je ne désespère pas du tout de rendre le phéaapitnt amsible avec les theriuoscopes ordinaires i dilatation.

» £n attendant, par l'emploi de mes moyens actuets d'oks^ratioi, j'ai pu m'assurer que Faction varie, comme on devait bien le fri* voir, noo-seulement avec Tlige, mais aussi avec la batUeor de cet as* tre au-dessus de rborizqn : une petite déviation du plan d« la kmilk hors dç la direction normale aui rayons diminue ooofiéérêbh^ ment l'effet. Dans ces différentes circonstances, j'ai ea des dtiiatjov qui ont varié depuis O'',^ jusqu'à /i«,B. L'action k travers les vecr^ae fait d'une manière ^i lentement graduée, que l'index de l'appareil ae meut avec une régularité admirable, et sans subir la moiodra oacâUa» tioo, soit en sortant de la position d'équilibre lorsqu'on place ce corps hors du foyer, en le maintenant toujours en présepcA dab tortille. EQéctuée sous différentes lunaiaomu rei^périe«çe a réussi, c'e$t-à-direquç le résulut a été plus ou moina prwaaoi» i indiquant toujours upe augmentation de température* Je donc que le fai( de l'existence de la chaleur dai|s le rayouMmeitt da la lune e^t parfaitement sûr;- il ne s'agit p)us maintenant q«a de mesurer cette action calorifique et de voir ; l"" quelle ait aa i^tor ea degrés tbermoniétriqqes ; %"" quelle est son rapport avec le rareaaa» ment splaire. Je \ais tâcher de résoudre cea deuY queatiniia ; hmMi k propos de |a defui^r^» SQi)s quel degré d'j^ro|i«mtioit doit élie

considérée la fraction ^ ^ donnée par Bouguier pour représenter le rapport de l'intensité lumipeuse de la lune à celle te soleil} # Noua ne savops pas si M. Metloni a rempH sa pramease; mîa« hto certainement^ il n'a pas publié les résultat? par liùobiei|tta.

Inégale répanitm de la cbaleur <Um l^ (fM^ercfa fm^ # spectre solaire. -^ Rochon» le premier, entreprit do laira aiFaa k thermomètre l'analyse du spectre solaire. Il plaç^ d'abard son instrument dans la lumière rouge, et constata une ceruine élévatioii 4e température qui allait toijyoura en diminuant dp ronge au violai» eà elle atteignit son minimum. Ilcrscbel, de son côté, répéta las mêmm expériences , et nous nous faisons un devoir de r^NPodaire diieia

dss Bémoires qu'il publia sur ce sujet el qui furent ioi« prioiés daos le» TroMiocfUms phUosaphiiiues de 1800. • Il esti dil*il m ddwupt, quelquefois très utile eu physique de douter desdioses qui sont gtaéraleiueiit admises, surtout quand les oioyens d'édaircir nos doutes» lorsqu'ils ont une fois pris naissance, sont k notre portée. Toute «ipérienee qui noui conduit k rechercher la térité d'un pria* oips on d*ua fait qo'on admettrait de confiance, peut deyeoir extré* i imporUBte dans ses résultats. Ainsi , par exemple, lorsque \ Yoyons l'effet des rayons du soleil condensés au foyer d'un verre ardent , il semble naturel de suppoeer que chacun de ces rayons séonis contribue également à produire Tintensité de chaleur qu'on obserfe ; et nous trouverions très absurde qu'on tînt nous dire que la plupart de ces rayons n'ont que peu d^inflnenco dans la eoaibus« tîoa qui a lieu au foyer de la ientiHe. .. Dans nue suite d'essais que j'ai bàH» aar la manière d'observer le soleil avec de grands télescopes, j'employais diverses oombiiaifloos de verres différemment colorés, poRr obscoreir l'image de cet asim Je fus étonné de voir qu*aveo Mtaina terres j'éprouvais nne sensation de chaleur quoique je n'enssa qno peu de lumière, tandis que d'antres ose donnaient beaucoup de himière et k peine la sensation de chaleur. Or, comme, dans ces combinaisons variées, le soleil me paraissait aussi diversement coloré, il me vînt k Tesprit que les rayons, séparés par le prisme, pourraient avoir la iaoullé calorifique fort inégalement distribuée entre enx, et ce dovie une fais existant, je dos le porter également sur la faculté lnminoose« Si certaines couleurs se trouvaient plus propres qoo d'aMres k prodnire de la cbakur, d'antres, en revanche, poovaicnt servir pins elBcacement l'organe de la vue en possédant nne fKiilté d^édnirement plus énergiqne. A tout hasard, il convenait de ne so décider Ik-deasns que d'après l'expérience. •

Herschel se mit immédiatement k Tauvre, et démontra, par des enpérîeaces directes, que la faculté calorifiqnn des rayons rouges est beaucoop plus grande que celle des rayons verts ; H évaina la diffé«< MBce dans le rapport de 55 k 20.

Il édaira ensuite un microscope avec les divers rayons colorés, et conetata que chaque fois qu'on passait d'une couleur k l'autre, î( fMiBit changer le foyer de h vision distincte. L'objet se voyait bien ^la hupiéro rooge, mieux dans l'orangée, mieux enoore dans la

jaune, au moins aussi bien dans la Terte; moins bien dans k Uen et rindigo, plus imparfaitement encore dans le violet : le maximma d'éclairement était dans le jaune le plus brillant II fit encore cette observation curieuse : en n'admettant dans le microscope que des rayons d'une seule couleur, on supprime le grand obstacle à la visioa distincte, Tinégale réfrangibilité ; aussi l'instrument y gagne en netteté. Il termine en se demandant si les propriétés chimiques des couleurs prismatiques ne seraient point aussi différentes entre elles que le sont leurs facultés calorifiques et lumineuses? t On troureraî^ aisément, dit-il, des moyens de le reconnaître, et Ton ne saurait mettre trop d'ardeur dans les recherches qui ont pour objet Vanalyae de h lumière, le plus subtil des principes actifs qui influent sur les opérations de la nature. Si on la connaissait mieux, on exjrfiqDenit peut-être certains faits qu'on observe tous les jours, mais dont on tt*a pas pu encore se rendre compte. Si, par exemple, les rayons rouges ont éminemment le pouvoir calorifique, cela explique cette chaleur agréable que donnent un feu de charbon sans flamme et tons lesoiMibustibles en général qui fournissent une lumière ronge. On Toit aussi pourquoi les flammes jaunes, vertes, bleues et violettes qu'on produit en brûlant des esprits ardents mêlés de sels, donnent si peu de chaleur qu'on peut y plonger la main sans se brûler. S'il résultait encore de l'analyse chimique de la lumière que cette faculté acidifiante qn^on était tenté d'attribuer à la lumière en général, d'après les change^ ments qu'elle produisait sur certaines substances, n'appartient qu'à une seule chsse de rayons colorés, tandis que les autres auraient des propriétés différentes , on serait fondé à conclure que les corps peuvent être diversement affectés par la lumière, selon qu'ils reçoivent ou retiennent, ou bien selon qu'ils transmettent et réfléchissent les diverses couleurs dont elle est composée. » Que de grandes pensées! ce sont bien là les divinations du génie I

Dans un autre mémoire, Herschel va plus avant et réalise une des plus brillantes découvertes de ce siècle. Rochon , persuadé que le spectre solaire ne s'étendait pas au delà de la portion que les couleurs rendent visible à l'œil, ne songea pas à placer son thermomètre an delà de la portion rouge. Herschel, plus clairvoyant ou plus heureux, soupçonna que le prisme avait pu réfracter des rayons invisibles; encouragé par l'augmentation continue de chaleur dans le passage du

videt au ronge, il mit le thermomètre un peu en dehors de cette dernière couleur ; cet essai fut couronné d'un plein succès ; la température s'éle?a encore, et il fut constant qu'il existait là de nouveaux rayons que nous ne voyons pas, mais qui existent réellement, puisque leur présence se fait sentir. Le thermomètre d*Herscbel montait encore quand il le plaçait à un demi-pouce au delà de la lumière visible; à un ponce et demi, il descendit un peu : on avait dépassé le point de chaleur maximum. Le môme jour, par un temps superbe, il s'assnra qu*aucun des rayons qui pourraient tomber au delà dn violet n'avait ni la faculté d'éclairer ni la faculté de chaulTer, et que ces deux facultés, confondues ensemble dans l'étendue ordinaire du spectre, cessaient là où se terminait le pinceau violet. Il restait un point important à déterminer , c'était le lieu du maximum de la faculté calorifique. Herschel , après une suite de tâtonnements , le fixe à on demi-pouce en dehors de la dernière limite des rayons rouges, et termine par cet admirable résumé de ses recherches : « Il y a des rayons venant du soleil qui sont moins réfrangibles qu*ancun de ceux qui affectent Torgane de la vue. Ils possèdent éminemment la faculté de produire la chaleur, mais ils n'éclairent point, et c'est là ce qui les a fait jusqu'à présent méconnaître. Je n'ai pas actuellement l'intention d'assigner l'angle de moindre réfrangibilité de ces rayons, il faudrait pour cela <îes expériences plus exactes, plus répétées et plus étendues; mais à la distance de 52 pouces dn prisme, ces rayons invisibles possédaient encore une faculté calorifique considérable à un pouce et demi en dehors des rayons rouges. Je ne doute point qu'on ne puisse constater leur influence plus loin encore.... La faculté d'échauffer s ctcnd jusqu'aux dernières limites visibles des rayons violets, mais pas au delà; elle diminue à mesure que les rayons deviennent plus réfrangibles.... Le maximum delà faculté calorifique se trouve dans la région des rayons invisibles, et probablement an moins à un demi-pouce en dehors des derniers rayons visibles, lorsqia'ils sont projetés sur un plan horizontal.... Les rayons invisibles du soleil, dans leur état le moins réfrangible et fort au delà du maximoiD, possèdent encore une faculté calorifique au moins égale à celle des rayons rouges ; et, par conséquent, si nous pouvons juger de la cause par l'effet, les rayons invisibles du soleil surpassent probablement de beaucoup en nombre les rayons visibles.

646 NATXIRE INTIMB DU 8PEGTRB SOLAIRE.

» Si noQS appdoos lumière les rayons qoi édairentl es coipt, €t chaleur raycmumte ceux qai les rèchaaffent, on peut se demaiiderri la lumière est essentiellement diflMrente de la chaleor rayonoaiite? Je dirais, en réponse, qae nous ne sommes pas antorisés par les rigtoi de la philosophie à admettre deux causes de certains effets, quand une seule peut suffire. Un faisceau de chaleur rayonnante vemat dn soleil est composé de rayons différemment réfrangibles. L*éte8doede leura Tariations I cet égard, lorsqu'ils sont dispersés par le pitaM, commence au pinceau violet, où ils sont le pins réfractés ec où ib ont le moins d'efficacité. Nous les avons suivis et retrouvés dans toole l'étendue du spectre solaire ; nous avons trouvé qa'ils angOMftlaieat en force calorifique k mesure que leur réfrangibilité éuûl diminiièe, jusqu'aux dernières limites du pinceau rouge. Mais ces de» pnn priétés ne cessaient pas à cette limite ; car nous les avons pourauivles ibstaudeUi du spectre visible : elles montraient, d'une part, «ne énergie croissante; de l'autre, une réfrangibilité sacceiBiveiiieBt ër minuée, jusqu'à un certain maximum de force caterifiqoe» k partir de ce terme, quoique leur réfrangibilité continuât de diolnoer, leur densité diminuant de même selon toute probabilité, le spectre ther^ mométrique, si je puis l'appeler ainsi, décroît rapidement et devient bientôt insensible.

» Si c'est là une représentation fidèle des faits qui ooncemeat la chaleur solaire, et j'en appelle ici à mes expériences, il est naturel de supposer que tels rayons solaires qui ont la réfrangibilité de ceux qui forment le spectre prismatique sont en rapport avec l'organe de la vue et occasionnent la sen.sation de la lumière et des oouletirs , et que les autres rayons, étant arrêtés par les membranes et les honneurs de l'œil, agissent sur cet organe comme ils le font sur tout le reste du corps, en y faisant naître la sensation de la chaleur... • Il avait dît aillenn: «Si nous admettons, ce qui est extrédaernent probable, savoir : que les organes de la vue sont adaptés exclusiveaMnt I das partienles qui ont un momenhtm déterminé » cela expliquerait ponr* quoi le maximum d'illumination pourrait tomber au mUiea dea rayons réfrangiUes, parce que ceux qui ont un fnomentMtm plus on moins grand sont, selon toute apparence, également inutiles à la vision, tandis qu'il ii*y a peut être pas délimite possible datas le 7noni£/tri/m des particules de la chaleor rayonnante. 4

RAYONS CALORiPtQCfiS. 647

HèiMiel aérnit donc d*abord te principe de l'identité eâteiitieOè ènife tesridiations iamineuses etcaWiflques. En rendant cotnpfe de eês reebenlieft^ te Mitant diré<»ear de la Bibliothèque unioer^ilis tfmhèXâi cette <ypittlon, défendue anjourd'htii, comme nods ie verntaMt par M. MellôAi. II disait : « Non» considét*erions pins tolontlers rémanatîoD totate, que nons appellerions te flax solaire, comme com* poeée de deux éléments ordinairement réunis et occasionnant alors sor âM orgaties la dovbfe sensation delomière et deChalenf, mais séfNirables et quelquefois séparés, et falfiant naître alors l'one ou Taatre des denx sensations tont-à*falt distinctes. » Au reste, comme nom âlloiis le toif , les expériences sdbséquetites d'Her*;chel tnodlfièrent sa première manière de voir. Il démontra d*abord que le spectrt^ des rayons calorifiques occupe nn beaucoup plus grand espace que ne le fait celui des rayons lumineux, et constata que les rayons calorifiques possédaient eux-mêmes la propriété du rapport constant entre les slnns dincidence et de réfraction. Il observa que la dlspoaltioli des trois prismes qui corrige !a différence de réfrangibilité det rayons lumineux et produit un spectre chromatique détruit aussi la dispersion des rayons chauds, de telle sorte que le ihermomè(t*e placé au bord de ce spectre n'annonce pas plus de chaleur qu'ailleurs. Il vit nettement que le foyer de chaleur était placé à une distance de h tetttllle antre que le foyer de lumière. Enfin, en faisant pa!)ser à la fois les tfetJx émanations, lumineuse et caloiifique, à travers d'un très grand nombre de substances, il étudia attentivement les effets d*ab8orptfon produits, et constata des différences énormes. La pensée de ridentité entre les deux radiations s'évanouit alors tout h coup. « €é ftirt, dit-il, que Pacte d*lntercepter Tune des deux émanations n'entraîne pas nécessairement la suppression de l'autre, et que, sons te rapport, la chaleur et la lumière sont Indépendantes l'une de Fantre, prouve que les ra^'ons qui les produisent sont essentiellement différents. it

Ces expétiences curieuses et tout-lk-ftlt hnprévues, par lesquelles le grand Rerschet mit en évidence les différences tranchées qui esistent entre les rayons calorifiques et les rayons lumineux, et distinguent même les uns des autres les rayons lumineux ou obscurs empruntés à diverses sources, ont été répétées depuis par uri très grand nombre de physiciens. D'accord au fond, leurs recherches

G48 NATURE IKTIIfE DU gPBCTRfi SOLAIRE.

diflèrent quant k la porition da maximum de températnre ; h i|mblioD de l'identité demandait aassi une sokitioD plos coooplèle: i était resserve à 51. Melioni de résoudre de la manière k pins satiaC»sante ces deux grandes diflScultés. Nous reproduirons testoeileflKBt son mémoire» en complétant ainsi l'étude des rayons calorifiques da spectre.

ESSAIS d'une analyse GALORinQUE DU SPECTRE SOfJURB PAR M. MELLONL

Des rapports de température entre les rayons lumÙÊiaa. — c On connaît les vicissitudes qu'ont éprouvées les notions admises par ks physiciens sur la distribution de la chaleur dans le speott^ soUire. L'analyse de Newton ftt penser d'abord que les rayons diversement colorés et réfrangibles dont la lumière blanche se compose poaaédatent des degrés de chaleur proportionnels à leurs intensités on forces éclairantes. Cette manière de voir parut confirmée par les expériences de Landriani, Rochon, Sennebier, qui placèrent la plos haute température dans la bande la plus éclairée du spectre, c'està-dire dans le jaune ou le commencement de Forangé. L'opinion changea lorsque Herschel ût paraître ses belles découvertes héliothermiques, d'où il dédui&it : 1" qu'il existait des rayons calorifiques obscurs au delà de l'extrémité rouge ou inférieure du spectre solaire ; 2** que le maximum de température se trouvait parmi ces rayons tout près de ladite extrémité inférieure. Malus et Bérard répétèrent plus tard les expériences d'Herschei en présence de BcrthoUet, et confirmèrent les faits observés par le célèbre astronome allemand en ce qui regarde l'existence de la chaleur moins rèfrangible que le rouge; mais ils ne tombèrent pas d'accord avec loi sor h position du maximum de température, qui leur parut décidément sur la limite du spectre et non dans l'espace obscur adjacent. Ledie, Englefield, Wûusch, Ritter, Davy, Rutland, entreprirent aussi des recherches analogues, et vinrent appuyer tantik l'un tantôt l'antre de ces résultats.

» Il était difficile de croire que les expériences d'un si grand nombre de physiciens si habiles fussent entachées d'erreur; il était difficile de supposer, en d'autres termes, que chacun d'eux n'eût pas

RATONS GALORIP10UE6. 649

réeHement obtenu le résnlmt aiinoaeé. D*où profenaieDt donc i» dîfféreaees? Seebeck aioatra qo'eUes étuirat dues à Tactioa dot diverses snlwtances diaphanes qui formaient le prisme avec lequel on décomposait le rayon solaire. EffectlTement, en étadiant la marche comparative do thermomètre sur des spectres fournis par des prismes d'eau, d'acide solfurique, d'alcool, de crown-giass et de flint-gtasst M. Seebeck observa que le maœimiun se trouvait sur le jaune pour le prisme d*eao ; sur Torangé pour l'alcool etTacide sulfurique; dans la position voulue par Malus et Bérard, en se servant d'un prisme de crown-glass ou de certaines espèces de flint-glass, et dans la zone indiquée par les expériences d'Herschel si Ton employait un prisme de flint-glass anglais. Maintenant» on demandera pourquoi des sub* stances incolores ne produisant aucune variation dans les intensités relatives des éléments lumineux, donnent de si grandes différences à IVgard de la chaleur ?

» Yoilà précisément la question que je tâchai de résoudre, il y a une douzaine d'années, par une série d'expériences, dont les premiers résoluts furent communiqués à l'Académie des Sciences de Paris par M. Arago, et imprimés ensuite dans les Annales de Physique et de Chimie pour Vannée 1832. Ayant pris les températures des principales bandes colorées d'un spectre fourni par on prisme de crownglaas, et vérifié que le maximum de température y était à l'extrémité du rouge, je continuai à explorer, au moyen du thermo-multiplicateur rectiligne, la distribution de la chaleur au delà de cette extrémité, et je notai là six bandes inférieures de chaleur obscure ûo» thermes aux six couleurs supérieures du spectre. Puis j'interposai une couche d'eau de deux lignes d'épaisseur, renfermée entre deux lames parallèles de verre, de manière que les rayons émergents du prisme fussent transmis au travers de cettecouche dansunedirectioD qui ne s'écartât pas beaucoup de la perpendiculaire, et je mesurai de nouveau les températures des bandes obscures et des bandes Idmineuses. Je les trouvai tellement altérées que quelques unes avaient été totalement détruites ; d'autres s'étaient aOaiblies d'une quantité plus on moins grande; on en trouvait, enfin, qui n'avaient subi qu'une diminution â peine appréciable. La xone qui avait éprouvé la destruction totale était la moins réfraogible, c'est-â-dire la bande isotherme du violet ; de là la perte devenait de moins en moins pro«

660 NATURE IRTtM» DU SPBCTRR SOLAIRE.

BODOée^ ) nwnire qd«r<Mi approchait de la bande ronge, ronmgéei luie partie dit jarnie ; aprèa quoi hs rapports des tempértinres iai* tiaies se cens^nraieilt I peu près ooostaiits josqu'l k Hmite tMetle sttpMeore.

ê Gette aetkm inégale, exêroée par i'eao snr les dherses btoécs da specire, détail érideiMieal déplaeer le matliiiitin de température et le faire marcher vers les rayons plus réfractés, puisque les bsoda lii BMyins féfrangiUes, qoe nous appelons, poor abréger, AoMfer ôh fUrieurêêi éprouTafent une perte beanconp plos forte que hs haiidcs les pins réA«ogibles on supérieures. C'est ao»i ce qui advint, car fè mammum de chaleur passa de la dernière limite du rooge I 11 partie supérieure de Torangé. Gette expérience prouTSit incontestaMIemcnt que te ehaiettr répandue dans ies tHffirenteê parties Ai ipeetre sa* Uàre n*esi pas un ufent hêmtfgène.

• Frappé de la portée que me paraissait avoir ce fait notrreaurefah dfement aui flui de chaleur rayonnante, j'entrepris des recherches esses étendues sur les propriétés des radiations calorifiques en géné- TsU et Je fus conduit ainsi I one découverte qui changea eomplèie* itient les idées reçues sur la nature des rayons de chaleur obscure. Je Teoi parler du pouvoir que possède le sel gemme de transmettre ces rayons dans la même proportion que la lumière calorifique on k dnlenr lumineuse, quelles que soient, d'ailleurs, la qualité ou h température dea sources rayonnantes.

» Dans tnutes les expériences analogoes exécutées jusqu'alors sur dea corps diaphanes incolores solides ou liquides, on avait trouvé h quantité de chaleur Immédiatement transmise d'autant plus faible que h température de la source éuit moins élevée. Cependant, cette quantité de chaleur immédiatement transtfiise tie commençait ) devenir bien appréelaMe qu'avec rappariflon de là Imnlêre; de II ropinfen que la chaleur obscure se transformait gradueHeitlent en radistlai lutnineose, que l'on croyait de toute autre nature. On comprend que le seul fait d'une substanee diaphane ineoldre Hi ifm U aei çemme, trausmataHt égalemenê bien fûttte sorte ée royims hamueuat ou obcura, devait renverser de fond en coeaMe ces Iffpotbèuea et suggérer une manière de voir plus conforme S la vérité.

« Dans le cours de mes recherches, je me convainquis, en elet, que Vhétiragénéité obstreée ehez la chaleur soUnire existait amsi chn

RAVOm CALORIPtOtJBS. 654

In fiu» 4e thùlêut prmfmkmt dêê MtreeB tertHiréêj iMmkêêmeê ùu obscures^ que je trawais composées d^élémentâ dh€fs^ Umtèt coèssiê' tmtu, tûHtôt iépafé^i et Mokmem oMkgmê ow ëiffUrems mjrons colorée qtn composem la btmiire, Cei éUmêMà étaient roui irmu^ mit eèmutammem, et en propofiioHê A peu ptis igaUê^ p0f Uê e&uùhês très mmcêê de pefrot teûn, d^atéoôi^ et trwersûiém on pr^ petiûm trèê difféfmttés fat éouches épaiiseà de eéê mêmes Cèrps, De plfM, des quamités égoles de chaleur, émergentes dès couches 4e étoeno nânÊte^ pâsstdem en quantité si différémé pter une tâm donnée fune enbskmee diaphane incolore , que certains my&ns étaiem êmUr&ment trânsmiSt itautres comptéiomem absorbés, tn cmnMaaot teê dotiûd«d aveti la notion de Ai transmission constante , dm sol gemme pour foute sorte de rayonnements, direois ou modt^ fés, pendmt leur passage oh travers dés milieusB dsénhermiqnês^ je eroâ pouvoir en conehire hardiment qoe le verrOf l'euu, le crittal de rochOi et générsUement tous les corps diaphanes et incolores, itaient tkormoctolqnest e'est^^dire qttUs agissaiem sur les rayons calorifiques.

s Alon la qoestiôà de la dtatribotion des tetnpiratiirea dâtts le apeetre aoiaire se présenta bous son véritable point de vue. On iroo^ Terait eert alnemem abaorde le procédé de celui qui ? ondnlt éom*parer entre elles lés Intensités relatif ea des élémenta luminettx sépa* réa, au moyen des dMHrenecs de dlffiraetion d'un prisme de terre fortement eoioré en bleu par l'otyde de cobalt on doué de toute antre oohnirtioli énergique. C'était tout juste l'entre qu'on avait oétMt^ plie joaqn'dors en étudiant la distribution de la cbaleor Mir Ma apectrea donnée par les prismea ordinaires de crown-ghss, de Sittt; d'eav, d*ateoot, et antres substances ineoioresi Pour avoh* les tétf' tables températures des zones prismatiques, lumineuses ou obsetiréa» il ûdhilt éf idemmeni décomposer le rayon solaire avec le prisme de sel gemme, qui, étant également perméable I tonte espèce de radia-» tkmcaiorifiqM, constituait, pour ne pas sortir de notre coroparaiaoD^ le verre bUmc de la chalmsr. Je ne manquai pas de faire cette etpé«* rience capitalCi et je trouvai que le maximum de températnre, daapa ce spectre normal, existait réellement dans l'espace obson*, non pas an contact de la limite ronge, comme l'avait observé Hersehel père avecaon prisme do flint^glass, mais tout*li»fait détaché desxonlews, H

une distance moyenne égale à celle qui exiate» en sois contniie, entre le ronge et le jaune.

» Je dis que la décomposition des rayonnements calorifiques eflactnée au moyen d'un prisme de Terre, d'ean» d*alcool oo d'autres manières analogues, est entièrement faussée par la force absorbante di prisme, qui, éteignant certains éléments de chaleur, transmet k reste do flux rayonnant dans un état de composition tout différent de cdni qui existait avant l'incidence. Cette proposition, dont l'exactitode ne saurait laisser une ombre de doute dans l'esprit des personnes qnî connaissent l'ensemble de mes expériences siur la transmissîoii calori0que, peut se démontrer directement de la manière suivante:

» Décomposons d'abord le rayon solaire par le prisme de sd g^mme» et interposons ensuite, sur le passage de la radiation priamatiqae, une couche de matière limpide et incolore. D'après nos idées snr Tbété- Tùgénéilé des éléments qui composent les flux de chaleor. rayonnante et sur l'absorption élective exercée par la substance interposée, il est clair que nous devrons obtenir des efl'ets semblables à cenx que l'on avait observés sur les spectres fournis par des prismes de verre, d'ean et autres substances analogues, avant la connaissance da pouvoir diathermiquc constant du sel gemme. Effectivement, je fis passer mon spectre calorifique normal par une plaque assez épaisse de fliot- (^iass : le maximum de température se rapprocha un peu de la bande ronge, en se maintenant toujours dans l'espace obscur. Je remplaçai lefliot par du verre ordinaire : le maximum pénétra dans le rouge; je substituai enfin l'eau à l'alcool, et le maximum passa au commencement du jaune. Or, à cause de la limpidité des milieux traversés, les couleurs n'éprouvaient aucune altération sensible, et le marimam de lumière restait toujours invariaUement fixé au commencement du jaune.

» Ainsi, les bandes ioféiîeures du spectre peuvent conserver les mêmes rapports d'intensité lumineuse et perdre les relations qni exis* tcnt entre leurs températures; les éléments calorifiques ne suivent donc pas le sort des éléments lumineux correspondants; donc la Io« miëre et la chaleur sont deux agents diOérents, ou deux modifications essentiellement distinctes du même agent.

» Cette argumentation contre le principe (Cidentiié serait sans réplique, si on était bien certain qu'à cliaque point du spectre corres*

pond on rayon doué d'on seul degré de réfrangibilité, et que plasieors rayons d'espèces différentes ue 8*y trouvent pas superposés. Or, la sépi*ratimi complote, par voie de réfraction^ des éléments qui composent le rayon solaire, est une limite que nous ne pouvons jamais atteindre, mathématiquement parlant. Néanmoins, si on se place dans des cir« constances favorables, il n'y a nul doute qu'on ne parvienne à sépa« rer assez les rayons pour que chaque ligne on bande mince du spectre sohtre soit sensiblement formée d'éléments doués d*un seul degré de réirangibilité. Newton en a donné de beaux exemples dans ses admirables expériences sur la composition de la lumière. Mais les l^iysiciens qui ont analysé la chaleur solaire ont-ils réellement opéré sur des rayons homogènes dans chaque bande du spectre T La qnes* lion est vitale pour le principe de l'identité; car si le rouge, l'orangé et le jaune, au lieu d'être purs, contenaient des rayons calorifiques obscurs, il serait possible que les changements de température ob« serves dérivassent de l'absorption plus ou moins grande exercée sur ces derniers rayons, et non pas sur ceux qui constituent les coa« leurs ; et que, par conséquent, malgré les apparences contraires, les actions calorifiques des bandes inférieures fussent réellement inattaquables par les substances diaphanes incolores, comme cela doit éune effectivement, si l'on admet que la chaleur et la lumière dérivent des mêmes radiations élémentaires dans toute l'étendue des couleurs newtoniennes. Nous allons voir que les choses se passent réellement ainsi. Les résultats obtenus par Seebeck et les physiciens qui l'ont précédé ou suivi, relativement à la position différente que le maximum de température occupe dans le spectre solaire, né sont pas simples, mais composés. Ce maximum fut urouvé tantôt dans le rouge, tantôt dans l'orangé, et tantôt dans le jaune, parce que les diverses substances incolores qui constituaient le prisme abaorbaient, en proportion plus on moins grande, certains rayons de chaleur obscure mêlés aux bandes inférieures dn specure par i'eOet de la méthode défectueuse qui était employée.

» Pour avoir une première démonstration de ce principe, recouvrez la iaee antérleiu*e de l'angle réfringent d'un prisme de verre ordi* naire avec une couche opaque d'encre de Chine que vous laissera iNen dessécher ; partagez ensuite cette face en trois parties égales, dans le sens normal à l'axe; enlevez avec un canif toute la partie ml-

$84 NATURE UfTINB DU iPECTRB SOLAIRE.

toirtmit de h eoQdie opAqva, et Ôtei-en vm teak iMMuMett*»» uêantt de qaelqiies inilKaièiree de brgear , ««x boréi alieniee des dm peniei letéreles, en mte que le beadeletle de b pertie droiie tert en coDtect avec l'arête oj^poaée, et q«e renaeoible de b enrlKedécovferie repréaeiite une espèce de z dont b grosse braochede» iien conpei angle droit les deux odiioes lignce pareVMea q« b t»minent en sens contraire.

9 On conçoit que b rayon sobire émergent du prisme ainsi prépsrC engendrera trois spectres, pbcés boat k bout, dans te sens de fave : l'intermédiaire vif et brillant dû k la position mitoyenne Uktt dn prisme ; les deux autres, plus plies, provenant des deux peûies bandes biéraies. On conçoit aussi que le grand spectre cemral aura sm denx ttmites de plus grande et de plus petite réfrangibllilé, tiffint^ réiê^ peur ainsi dire, avec l'une des limites homolegons et eyposées des deux petits apeetrea. Que si son extrémité rouge se trouve sur b même ligne que le rouge extrême dn petit spectre de droite, psr exempb, son exirémité viobtte sera néoessairesMit sur b mêsm ligne que b violet extrême du specti^ gaucha Quant aux dans autres limites du petit spectre, on ne ba verra unlhMnent ifienrém srvec leurs homelegttes du grand spectre, mab distantes, aéparias» et d'autant plue que la différence de largeor entire les petîlos bondm et b bce qui donne le spectre central sera pina grande»

« Dans Tune de mes observations, faite sur on prismn ayant m angte réfringent de 61« et les bandeblles btéveks de k miilimèiPas* j'avais, k la disunee de deux mètres, b limite rouge du polit speeira gauche k b bantemr dn jaune supérieur du spectre eentrd, et b K* mite violette du petit spectre droit k la hauteur qu'affeetnit h hbu dans ii»dit spedredu cent». Un prisme d'eau dont Ta^^ rêfrin» gent était de 11^, préparé de b même manière, préaaniail des réonl* tais tont-à fait analopws. Dans Tuo et l'anAre nas* b limite rtufad» spactre ganehe passait snr ralignemem dn vert, si on ewenainaît em trois images à un mètre de distance.

»DéeompQsons, par b pennée, b portion miieyenne M eNtièrenucnt déeenverte du prisme en une sérb d'ébmenls hmglindînanx de même largeur que lea bandelettes extrêmea des deux portînna blé* raies. 11 est évident que chacun de ces éléments produira une image réfractée parfaitement semblable k ceUes qw sont formées par bo*

lUfOlli 44L9nimVIEi« ttt

dit^baodeteites bléral^», «l que les iem iui^gei evtfftioM i§ ctue a^ie M uronveroit aux wfimm niveaux qM le» fkm peiita «pe«ma» Donc le rouge et le piolet, que oeus v^im» k caU 4n JAWM et 4p Uea apparteMDt «» Hkectre ceiMnrt, «fii9iiiil hmmi ë«M fcMriNitf'

a Cet eiswK^^ 9«r bprtenoe d'iMHi eoileir b^tévoiène «t tfr«.* firegaUe ; excepté lee deux teintée exirlom» oa pe«t l'appliquer I toatea lea pwiqes qui cofopciaent le speotr» briMam en oeotre* oimcea qui, au lien d'étce purea, contieRneat, par eenaéqiieai» dee teimoa fort (àétérogèoe^. U y a plus ; au^de^sya de b limita rouge dto qiectredéieriiwie par Newioa, vient se placer la radiMîQn oiiacure d'Deracbeli qui* d'aprta mes expérienoea. eet ee««Mi$ée de diffé<» rentes quantités de chaleur. Or, n<Hia venons de prouver qu*k la partie snpérinfire do jaunes il existe une de ces limites rouges new- Unûeottesr; donc le jaune, l'orangé et le rouge du apeelre produit, k im ou det}x nôtres de distance» par un prisme ordinaire entièrement plongé daaa le i-ayonqement solaire, coptiennent pinaieuis eapèons de cbalev obscure,

% Qie 09 iploie mélange de chaleur et de lumière obscure eftt Met iaga ks eapénepoee des physiciens qui ont analyse la ehalemr obsr cuve^oeia devient de toute évidence, Inrsqo'on examine les oiromi'*' stances sons lesquelles de semblables expériences ontétéaeenmpliea* pnjeqne tai dimenaiona des prismes et des bisceanx éneidonts, les Otttermres dos aiiglea réfiripgenls, ks distances anxqueUee on pia»flil j|oi themomèlrea approchaient toot'è^iit de cellea que noas veagaa de prendre ponr exemple, Oaos presque tous lea can, l'une ou l'autre des données les plus influentes par rapport li robjeolioa qoe nous venons de soulever, o'es|*à-dire Fompkur du famimt incident et la petite éstémcf dm tk^rmmnéire w prismrt était môme beauoanuptoaewgérée. Ainai Un mesures tbermométfflqnes de Al. lérard mit èlA prisée li 0"*, 5 4e diatanœ du prisme qui, avec on angle réfringent de 60"* environ^ recevait un faisceau de lumière oeuvrant 1$ k 34 miUimètrea de sa face antérieure.

« Seebeck a lait ses expériences sur les prismes liquidea aveo des tbermoKnètiee éloignés ordinairement d'un à deux mètreaduprianMi; maia la face mêérieure de l'angle réfringent^ tfui pkngeait saidb* mm dem k$ f#jton» mkireff varimi emre 80 et 110 mUtimètree.

• Une seconde canse d'erreur dans la position do i qni ne parait pas afoir été aperçne jasqn'id, pent dérîTer des ap* pardb employés à mesurer le rayonnement calorifique.

» Aucun des nombreux expérimentateurs qui se sont occupés de h détermination des températures dans le spectre striaire, ne semble s'être douté qu'en iaisaot passer successivement le thermomèlre ou le thermoscope par toutes les gradations do spectre, et en sopposant que rinstrument ait atteint sa position d'équilibre à diaqoe statioB« le Uijuide puisse se tenir plus bas étant sur la ligne dm WÊOximtan de chaleur t que hors de cette ligne; et que, par conséquent, U Y ^ des circonstances où les indications d'un thermomètre pkmgè saccessivement dans les différentes zones prismatiques, condaisent à des conséquences tout-k-fait erronées.

» Four démontrer la possibilité de ces indications batlyes do ihcf' momètre^ remarquons d'abord qu'en partant de la ligne où le majô* mum de chaleur est placé, la température ne diminue pas également de l'un et de l'autre côté du spectre solaire. Le décroissement se fait toujours avec une lenteur beaucoup plus grande en allant ven le violet que du côté opposé : pour en donner une idée, il snlSra de faire observer que la distance de la première limite étant égale à l'unité, celle de l'autre limite n'arrive pas à 1/3 et se réduit même dans plusieurs cas à 1/5 ou 1/6.

» Gela posé, imaginons le spectre Eolaire divisé en une série de pe« tites bandes parallèles entre elles et à i'axe du prisme, ayant chacune une largeur de deux millimètres, et représentons les qaaotMs de chaleur contenues dans les bandes qui sont rapprochées dn moMmum par les chiffres suivants :

Numéros d'ordre ... 1 2 S i^ 5 6 7.

Intensités calorifiques . UU U6 US 50 A2 Mi 28. » Supposons maintenant que Ton prenne un thcvtnomètre ayant im réservoir dont le diamètre soit égal à six millimètres. Il est dair qne cet instrument, plongé dans les rayons du spectre, ne pourra goère indiquer la température de chacune de nos bandes élémentaires, mais seulement la somme de température appartenant à plmienn bandes consécutives ; car la largeur d'une bande est de deux miHifliètres et celle du ther.iiomètre de six ; en sorte que le commeneemeot d'une de ces bandes élémentaires du spectre coIncidaDt exactement

HATONS CALORIFIQUES. 657

avec le eenuneiieeiiieiit dn résenroir therroométriqne. cefaii-ci de?ra Décessweiiieiit couvrir Fespace occupé par trois divisioDS.

» Supposons, eafin, que le tbermoiiiètre parcoure le spectre entier, de Buuûère que son résenroir couvre successivement, trois par trois, les bandes consécutives. Pour connaître l'action caloriGque éprouvée chaque fois par Tinstrument, et savoir en même temps les rayons dn speeire tnxquels l'observateur attribuera la température marquée par le thermomètre, il suffit de grouper trois par trois les valeurs des diverses bandes élémenuires, en sorte que les chiffres correspondants ans bandes des rayons qui frappent des deux côtés du thermomètre, viennent se placer au-dessous des rayons de la bande centrale. La somme de ces trois valeurs indiquera alors non-seulement l'intensité de l'action calorifique observée, mais encore la position qui lui est attribuée par l'observateur. En effectuant les diverses opérations, on aura le tableau qui suit :

Numéros d*ordre. • ... 1 2 3 ft 5 0 7 Bandes élémentaires du spectre . && A6 M 50 42 84 28

bS

Positions et températures du thermomètre. ... 138 144 140 126 104.

9 Ainsi, le thermomètre marque le maximum au n? 3, et le tableau précédent nous dit que la véritable position du maximum est au n* A. Vmdication peut donc être fausse^ comme nous l'avions annoncé, et cela parce que le thermomètre, au lieu de donner la température individuelle de chaque rayon élémentaire , embrasse celle d'un certain nombre de ces rayons; en sorte que la probabilité d'erreur croit évidemment avec le diamètre du réservoir thermométrique

» Maintenant l'erreur a- t^lle eu lieu réellement dans les expériences qni ont servi à l'analyse de la chaleur solaire? Pour répondre complètement à cette question, il faudrait conndtre d'abord les dimen« sioDs précises des corps thermoscopiques employés, et tous les auteurs ne les indiquent pas. Nous savons seulement que H. Bérard s'est servi de thermomètres à mercure dont le réservoir cylindrique

651 NATURE IIITIIIB hV iPBCfU 80LAIRE.

•fiit Que lirgeur dt 4 milUmètra»» M qw floAidi thermomètres k air qoi portaient «m boile d'ui 14 nîUiaiètres eftviroQ, de diimètr*. Il eit priwiimMu qM ieedineiiiioiis des iostromeiito adoptée par lee aotree obeerrpMvs é$tlm oompriees entre ces denx limitas. Quoi ^11 en eeii, voici i je me sois assuré que l'erreur qœ je viens de signaler an effectivement* an moins dans eeruins speetree» evne 4«e ecopes d'un volume encore moindre qae ceint qu*a emplori i

• Une pile ibermo'électriqoe detS eooplesyléraiancm caivf de 10 miUimètMs de eôié, el une autre de 13 cpoples» dtspseiss snr «m seule rangée ayant fi millimètres de laigenr, munlee tomes Isa èen de bottes métalliqnes k coulisses qui permettaient d'Intradmra daes rintérleur des iaiseeani plus ou moins larges de rayonst furent premenéeesnccessivement, à la distance d'on mètre etdendéeiniklreBi sur les différentes parties d'un spectre feuml par un priarae d'en 4ont Fangle réfringent avpit 79* d'ouverture et la portioa actifedf la face antérieure 5 millimètres de largeur» Un «aceileai gahani» mètre, mis successivement en communication avec deux pilae, denna les résultats suivants ;

Diamèlre do eorps thermoKopIqne.

[nleiitilé du rayonnement ealoriaqiw.

MiiliiQ. 10

lù.l

• Les lettres placées en léle dee cinqdemtèrss eolennee ee repper» tent aux bandes lumineuses et obscures qui paraissent amr les cou* leurs prismatiques, lorsqu'on les observe à travers une de ces de verre coloré en bleu par Toiyde cobalt, ri abondamment dues aujourd'hui daos le commerce. Il est bien connu» en effet» que le spectre se montre alors composé de bandes nolorées alteriaUiement obscures et lumineuses.

« La série de ces bandes dans les circonstances que nons avons adop» tées, c*e8t-k-dire avec un prisme exposé, près de l'ouverture de h

IIAT0S8 CÀLMIfIQUBS. 659

chambre obscure, à l'actioii directe des rayons tolairei, oommence par une zone ronga asiei vira, k laquelle succède nne zone obscure rougefttre plus étroite ; puis fient une bande jaune large et brillante, et, enfin, «ne seconde zone obscure Terdfltre plus légère et phis étroite que la précédente; viennent ensoite le bien, l'indigo et le violet, qui cooaarvenl à peu près les mêmes rapporu qn'ils afléotent dans le speetM m sans rinterpesitieB du verre coloré.

» Les largenvs relatives des quatre lones obscures et Inmlnensea ehatgent avec Tampleur da prinne et le pouvoir dispersif de la sob« \ qui le compose ; mais leur ordre de succession est (oujoors le ii et elles répoadent constamment ans mêmes teintes da spec» ipt f volft psnrquoi on peut les employer fort utilement comme peints de repère.

• Un antre avantage qui résulte de la vision h travers le verre bleu, ttet que Ton arrive par ce moyen k une détermination eiaele de la ttnrite ropge. Lorsqu'on regarde Timage du spectre qui vient se pein* ém sur une surface donnée, on estime toujours la limite inftrieure beaucoup plus élevée, c'est-li*41re qn*on donne toujours k la teinte rouge du spectre une étendue beaucoup plus restreinte qu'elle n'oc* enpo réellement; et on est tout étonné de le voir s'accroître, en em* piétant mr Tespaoe obscur d'une quantité fort considérable, quand oft Teiamlne avec le verre bleu. Cet effet est dû évidemment à la grande absorption de lumière que le verre bleu produit dans la partie centrale du spectre, et surtout dans l'espace environnant, qui, malgré les précautions prises pour opérer dans l'obscurité, se trouve «oi^ours trop éclairé par la lumière diffuse; car la pupille se dlbte M vota d'une semblable absorption lumineuse, et l'œil devient bean* coop plus senrible k l'action du ronge sombre qui termine l'extrémité teférieure du spectre. Peut-être la teinte blene^ qui, dans la vision k travers le verre coloré, vient se placer tout k cêté du rouge prisnatique, oontribue-t-elle aussi, par la loi connue du contraste, k relefor plus nettement la limite inférieure de la bande rouge. Cette Hmite est représentée par la lettre  dans le tableau qui précède ; les Mtres lettres indiquent les quatre bandes principales produites par rittterposltion do verre bleu. Quant aux correspondances de ces pdnts 4o repère aveo les teintes du spectre, on doit retenir que ; A correspond k l'extrême limite rouge du spectre ;

B correspond au milieu do rooge ;

C — ao commeacoiiieiil de l'oraiigé ;

D — ao milieu du jaune;

£ — tu milieu du vert.

» Pour placer le centre de la pile dans ces diverses positioos, on adapte au couvercle de son enveloppe un carton blanc découpé, sor lequel on a tracé de chaque côté une ligne noire qui indique le centre de rinstrument. Les bandes colorées produites par rinterposition do verre bleu se distinguent si nettement sur le carton, que l'on peut atteindre par ce moyen la plus grande précision dans les mesnres; et la preuve en est fournie par Tinstrument thermoscopique hn-même, qui donne toujours, k très peu près, la même indication iorsqn'on répète plusieurs fois de suite la même expérience. Trois obscrvatidos suffisent ordinairement pour obtenir des résultats bien comparables. Il est clair que ces observations doivent être liées ensemble par séries oscendanM et descendantes, et exécutées à des époques asseï rapprochées, comme on peut toujours le faire fort heorensemeitt, grâce à la sensibilité et à la promptitude des indications du ihemMH multiplicateur. Les trois nombres de la même zone, tirés des deux séries ascendante et descendante, ou vice versâ^ sont déjà fort comparables quand on opère deux heures avant ou après midi ; cependant, toutes les expériences de comparaison oot été faites de onze heores à une heure, pendant les belles journées de juin^ Juillet, août, et sous le ciel si pur de Naples. Je usai le prisme près d'une oovertore ctr- Cttlaire d'un décimètre environ de diamètre, pratiquée dans le voht d*one chambre obscure, en sorte que les rayons solaires viosseil frapper en plein sur la partie découverte de sa face antérieure* Taxe du prisme étant horizontal, et Tangle réfringent tourné de maeièffeà relever le rayon réfracté et à le faire sortir sous un angle égal à oelë d*incidence La pile thermo-électrique, munie de son carton blanc et posée sur un support éloigné de i*" 20 du prisme, était portée soccesslvcment dans les cinq positions par un mouvement à vis qv permettait de l'élever et de la fixer à la hauteur voulue.

» Voyons nuintenant les conséquences de notre tableau. Les de» premières séries transversales portent en G la plus grande chaka observée, tandis que les trois dernières Tout en B. Ainsi, daas cer^ taines circonstances, la position apparente du maximmn vané réel-'

lemem parle seul fait de ta différence de volume du corps thermoseopique,

m Si l'on représente graphiquement les résnltats de nos cinq séries, il est facile de reconnaître qae le maximum de chaleur, qui, dans la première série, était assez voisin de G, s'en écarte davantage et se rapproche de B dans la seconde. Quant aux trois dernières séries, le maximum ne varie pas et se maintient constamment à une petite disUnce de B. Tout cela se déduit d'ailleurs très aisément de la simple comparaison des nombres contenus dans le tableau.

« Le cas que nous venons de considérer est un des plus propres à montrer Tinfluence exercée par le diamètre du corps thcrmoscopique sur la position apparente du maximum de température du spectre solaire. Cette influence cesse lorsque la pile est réduite à deux millimètres de largeur, car toutes les dimensions inférieures donnent k même résultat. Il s'ensuit que l'on ne saurait plus être induit en erreur lorsque la dimension du corps thermoscopique, selon le sens parallèle à l'axe du prisme, ne surpasse pas deux millimètres. Voilà pourquoi presque toutes les expériences que nous rapporterons par la suite ont été exécutées avec un ihermo-multiplicateur à pile linéaire, ne surpassant jamais un millimètre d'ouverture, lorsque la distanceétait de douze décimètres.

» Je n*ai pas jugé convenable d'opérer à déplus grandes distances, parce que désirant me servir des rayons solaires directement réfractés sans l'intermédiaire d'aucune réflexion, pour ne point affaiblir leur action calorifique , il ne fallait pas s*écarler beaucoup du prisme, afin d'ériter la trop grande rapidité du transport des zones prismatiques dû à la rotation diurne du globe. Â ce propos, il est important de remarquer que l'heure des observations, la forme de rinstrument [thermoscopique et la promptitude de ses indications conspiraient toutes à rendre sensiblement nulle, dans mes expériences, l'influence du mouvement propre de la terre. En effet, si on observe seulement Varc d'impulsion décrit par l'index de l'instrument lors de l'immersion de la pile dans chaque zone du spectre, sans attendre son équilibre stable, on arrive au but dans une fraction de minute, et pendant cet intervalle de temps le transport du rayon réfracté est bien faible à douze décimètres de distance. De pltis, à cause de l'heure rapprochée du midi, le transport selon la verticale

devieni presque insensible» et la composante horisonUlt ii*fl ( influence nuisible, parce qne le prisme étant fixé horizonCakoMM at étant beaucoup plus long que la pile, ceile^i» disposée partllèkment aux bandes colorées, reste toujours (riougée dans la zone, dont les diverses parties, qui sont toutes douéie de li i intensité, passent successivement par son ouverture.

B Quelquefois l'impossibilité de me procurer certains prii d'une longueur convenable m'a forcé d'opérer à une di^taoce du prisme moindre qu'un mètre. Mais alors j'ai eu soin de rétrécir dans la même proportion la fente de la pile, afin de la tenir à l'abri de l'erreur due à la largeur thermoscopique; car il est ètideni €|im l'influence de ladite dimension est exactement proportionnelle k l'é* loignement du prisme, en sorte que l'expérience nous ayaat prouvé qu'à la distance d'nn mètre et deux décimètres, on peut emplo|w, sans crainte d'altérer en apparence la position du modRifuiiii, un corps thermoscopique d'un ou deux millimètres de laiigear, si m veut éviter la même cause d'erreur, pour une distance de six décîmètres, par exemple, il faudra donner à la pile la moitié de cette ouverture; pour quatre décimètres, il fiiudrait réduire roavertoreii un tiers de millimètre» et ainsi de suite,

»Nous possédons maintenant toutes les douiées nécessaires à l'étude expérimentale de l'influence qu'exerce la largeur de la face antérieure du prisme sur la distribution de la chaleur dans le spedn solaire.

» Pour avoir des surfaces réfringentes de différentes largeurs, je ne suis presque tO(j|]ours servi de l'artifice décrit plus haut, qui cnnaisto k oeuTrir d'encre de Chine la face antérieure d'un prisme fort larget et à en ôter ensuite une portion déterminée. Quelquefois j*ai aossi adapté à la face antérieure du prisme une garniture à coulisses qui permettait de faire arriver sur la surface réfringente un fiiisoeao de rayons d'une largeur donnée. Dans l'un et l'autre cas« le prisnae était placé tout près de l'ouverture, entièrement plongé dans la lumière solaire, comme je l'ai dit tantôt, et il fusait avec les rayens incidents un angle égal à celui de l'émergence,

•Voici les données que m'ont fournies trois séries d'expériences sur différents spectres, développés par un même prisme d'eau renferaiée entre trois lames de verre de Saint^Gobainy léuaies entre dhs

BATOm GAMIIIFI(è6B»« M9

foos àM aogteft de ftO"*» 60* et TO^" } Tani^ r6MogiBl enj^oyi « ICNQOurs été celui de 70% coostrait exprès poOr Migmealer astaat qoe pesflible le bible poiuroir diapersif de Teaa ;

iSb^'dJl^t. ïntengjté da rayonnement caloriflqHe.

HilUm. 2,5 ft»7 10,& 9,5 8,7 5,ê

t U feaffil de Jeter un coup d*eBil aar ce tableau peur a'âpemeYtfir ij|«e k diatfibadon dei températarea eat fort différente dans les trois Bj)ecirés« Le masilrhum qui se tronte entre  et fi sur le premier ifMMi passe entre B et G dans le seeend* et entre G et D dans le iniaiiBie» e'eat-Mire que ta Ugw de la pim Anant tmipiratwn m êrmmftorm frêtlmU^mom dm renft au jtnmêt i meiirf fut feu ftttm k êpmr$ 0i§ù dê$ prUmgê pUu Wys»

s Après tes eonsMérationa qae nova avona esposéeaanr les lonos élénaentalfia du prlsoiei 11 sera facile de eompraidre la caoae de oe traaaport. Jin cSétf chaque étément lengitodinal de là surface anté* riean de Tangie réfringent donne nn spectre conveaé de rafons nalorifiqnes obsenfa et de rayona caloriAquea lBmineni4 Snppeaona qno ka intensités des premiers soient représentés par 9, 0'« 0", g^//^ «vr, etc., et celtea des aeeondea par l', V\ V", de GonMdéroB» d'abord le Êjpmtt €ëlarifiqu$ normale c'eBt-l*dire le apeetre «alorifiqoe développé pnr le ael gemmer où le mwàmen a Uen» éMune en salti dana roqMce obscur. Snppesonsi pour fiier les idéesi qne cet eapaee ne contienne que cinq lonea élémentaireai et qno k matrimim soit sur k triusième. Les températnrea des diTcraes iNndea Inminenaes et obscures résultant de k réfradiim d*on seul élément do prisme seront ei^rimées par la série :