RAYONS CALORIFIQUES

3"* Toates les substances qui absorbent complètement la lumière absorbent et diffusent également la chaleur, quelle qu'en soit la source,

4" Toutes les substances , autres que les substances noires, ont montré sensiblement le même pouvoir absorbant et diffusif, et ont conservé les mêmes rapports pour une source lumineuse, quelle que soit la modification (|u'on lui ait fait subir par des écrans de diverse nature. Le phosphate de chaux seul fait exception à cette règle ; son pouvoir diffusif est très-faible relativement à son pouvoir absorbant.

Recherches st& la chaleur rayonnante, par M, KnoblâUCH.

i"* L'aptitude des rayons de chaleur rayonnante à traverser certaines substances n'est nullement en rapport avec la température de la source.

:2* La chaleur est également transmise à travers une glace de verre, quelle que soit la surface de la source, noir de fumée, verre, papier, laine et soie, etc.

S** La facilité avec laquelle la chaleur rayonnante traverse les corps diathermanes n*est pas en rapport avec la température de la source, comme on le croyait antérieurement; elle ne dépend que de la nature des substances diathermanes qui sont traversées inégalement par les différents rayons calorifiques, que la température de leur source soit plus basse ou plus élevée.

4° Â intensité égale de la chaleur rayonnante, le réchauffement d'un corps est indépendant de la température de la source et ne dépend que de la nature des substances absorbantes.

S° Les corps essayés s'échauffent, dans les limites des expériences, d'autant plus qu'ils sont plus épais.

6» La température d'une substance augmente d'autant plus avec l'accroissement de son épaisseur, qu'elle est moins diathermane pour les rayons qui arrivent jusqu'à elle.

7' La chaleur par la réflexion diffuse (sous le rapport de son pas* sage à travers les substances diathermanes) est modifiée d'une ma* nière très-variable par quelques corps et à un très-haut degré, tandis que d'autres corps ne lui font rien éprouver.

8° Les changements que la chaleur éprouve par la réflexion dé» pendent principalement de la nature de la source calorifique.

1666 RAYONS GA|X)RIFIQySS.

9*^ La chaleur et h iamîèra De peuvent dtre coosidérédi comme identiques. L'on ne remarque aucun parallélisme entre la réflexion de la lumière et la réflexion de la chaleur.

lO"" Parmi tous les corps analysés jusqu^ici, il n'y a que les cristaux qu'on puisse considérer comme des corps blancs vis-à-vis de la chaleur, c'est-à-dire qui réfléchissent la chaleur de tomes les sources avec une égale intensité, et où la chaleur qu'ils réfléchissent ne peut se distinguer de celle transmise non réfléchie. Il n'y a que le noir de fumée et le charbon animal qui se comportent comme des corps noirs visrà-vis de I9 chaleur, ç'e^t-à-dire qt^ine réfléchissent aucune espèce de rayons calorifiques.

11^ L'éraillement de la surface n'exerce d'influence sur le pouvoir rayonnant des corps qu'autant que cette opération modifie leur densité et leur dureté. Ce pouvoir est augmenté ou diminué suivant que l'éraillement diminue ou augmente la densité des parties respectives de. la surface du corps rayonnant.

12'' Le pouvoir rayonnant des substances examinées est le même, quelle que soi( la nature des rayons de cbdieur qui produisent Téchaufifement.

1^^ Pans les circonstances où Iça mêmes corps manifestent un pouvoir absorbant inégal, leur poqyoir rayonnant est le q^êo^e, et tes différences jusqu'ici observées, ^ f^cbauilement iuég;;l, sont fonctions, exclusivement, du premier pouvoir, c'est-à-dire du pouvoir absorbant, et ifidépendante9 du second, c'est-à-dirç du pouvoir l»yo|inant.

1^0 La chaleur rayonpée eptrç )es liinitiss d^ température de 25» ^ 80*" B p§F des corp^ i^iiatberipanes, dans des conditions diverses de surface et chauffés par conductibilité, pénètre d'unp manière égalf) tes substances diaihermanes soumise^ à son influence.

15** La chaleur rayonnée par des corps différents pénètre toujours dans la même proportion les milieux diatbermanes 4ont ou sq sert pour Texaminer, qudile que soit la nature des rayons de ohaj^r par ^absorption desquels ces corps se sont échauffés.

la"" La chaleur rayonnée par des corps acliathermanef ^ djatbm^mânes dans les limites de ces ^périences pénètre parfaiteçQeat ^e la même manière les milieux exposés au rayonnenient. L'4pais84)9r des substances rayonnantes est tout à fait indifférente.

|!<>*re pouFojr, pquj ^yp^^^ recopnji ^Qj^m éi^l fftujjfJRr^ j? î^friip. la chaleur rayonnée par les corpç foU^^ \^ plus (|iy^r^ ^ ^B^I^^^HP 4iP(Érente8 ^t ^^ps j^s popdifjonç diverses de ^prf^pe f;|:p^rii^epiéc,

dans les limites de. ces expériences, c'est-^-dirf; e^frie g§"içf S!9"||f t8* Si 1^ phçlppr qflj ^qfUe la sfij^staj^pe }i fïîiinjfler/aprèf qji'on l'çxpose a^f rayons 4*ijijp laoïpç d'^rçand, ne peuf p^s ^fç^ diçjiçr pée dan^ ^on rayonqen^ept ^e \^ cha|eur d*f|np ^pb^taRc^ gu^}conque connue comme adiathermane, la substance est jdia^j)^; tnane ejte'fpôme. Si on observe au contraire des di0<^fQi|C^» la sijbstance ^ examiner est diathermane.

Recherches sur la ckakm rayornani^j par A1U« pB li VmrWiàYi et P. DBSAiiys.

1"* En feuilles minces , )*or a uq pouvoir émissi( plus que ^ff^j^jf 4e celui 4^ Tardent; Targisnt pur laqiiné a up pouvQif ^mlsf jf dp tpis fois fi\ 4em[^ \ qu^F^p foi^ plqs petit que c^jui du plati(|e fff vajll^ ^f la même manière ; enûn, le cuivre rouge, en plaques polies ppur la gravure, est, au point de vue de l'émission, intermédiaire entre les deux métaux précédents,

2" Pour l'argent ipat, le pouvoir rayonnant est deux fois et demie plus grand que pour l'argent en feuilles , et pourtant sa valeur n'a pas paru excéder lesxinq centièmes de celui du noir de fumée. Suivant Leslie , l'or et Tardent en feuilles minces auraient un pouvoir émissif égal à douze centièmes.

3^ Les pouvoirs réfléchissants des métaux pour la chaleur sont très- considérables.

4® Les pouvoirs réflecteurs ne paraissient pas changer avec l'incidence pour des angles inférieurs à 70°. — Lorsqu'on a atteint cette valeur, ils éprouvent une diminution qui devient fort appréciable à 75^ et à 80°. Il a été impossible d'observer avec sécurité dans des directions plus rasantes ; on ne peut savoir, dès lors , si la diminution continue jusqu'à 90°, ou si elle résulte d'un minimum.

5** Le pouvoir réflecteur du \erre augmente très-rapidement avec Tincidence.

i6G8 RAYONS CALORIFIQUES. <

6<» Une couche métallique polie, aussi mince qu'on peut Tobtenir parles procédés électro-chimiques, réfléchit autant de chaleur qu'un miroir massif de la même substance.

1^ Le pouvoir réflecteur des métaux , variable avec leur nature, dépend peu de la manière dont ils ont été travaillés, pourvu que leur degré de poli soit le même.

8"* Dans le cas des métaux polis, presque toute la chaleur est renvoyée dans la direction de la réflexion régultère. A une distance appréciable de cette direction , on n^en trouve que des traces à peine sensibles.

9» Si la chaleur tombe perpendiculairement sur une surface mate, la portion renvoyée par diffusion est symétriquement distribuée autour du rayon incident, comme on pouvait s'y attendre, et, de plus, décroît à mesure qu'on s'écarte de cette direction.

lOo Si le flux tombe obliquement sur une surface de cette espèce, la distribution de la chaleur diffuse n'est symétrique ni autour de la normale, ni autour de la direction du maximum.

!!• Enfin on obtient des résultats intermédiaires, lorsque les substances employées ne sont ni parfaitement mates , ni parfaitement polies.

Longueurs d'ondes des rayons calorifiques ^ par M. FlZEAU.

M. Fizeau s'est proposé de déterminer les longueurs d'ondes des rayons calorifiques invisibles qui prolongent le spectre solaire au delà des rayons rouges. La mesure directe de ces longueurs n'a pu être tentée jusqu'ici et présenterait d'ailleurs les plus grandes difficultés : l'auteur a cherché à déduire cet élément de la considération des spectres à bandes d'interférence qui ont été décrits et étudiés dans un autre travail, fait en commun avec M. Foucault, sur les interférences des rayons calorifiques. Dans ce travail, les auteurs ont constaté que les bandes d'interférence qui sillonnent ces spectres dans toute leur étendue sont communes à la chaleur et à la lumière ; ils ont trouvé , de plus , qu'il existe des bandes semblables dans la partie invisible du spectre située au delà du rouge, et ont fixé la position de ces bandes invisibles en mesurant leurs distances aux bandes visibles; la position de ces dernières a été fixée elle-même par rapport aux raies du spectre. En considérant ces phénomènes d'après les

lUYONS CALORIFIQUES. 1669

principes des interférences posés par Fresnei, on trouve une relation entre les longueurs d*ondes de trois rayons et le nombre des bandes qui les séparent ; ces longueurs ayant été mesurées très-exactement par Fraunhofer pour sept rayons du spectre B, C, D, E, F, G, H, on peut introduire dans la formule ces valeurs pour deux rayons ; elle donne alors la longueur d*onde d'un rayon en fonction du nombre de bandes que Ton peut compter dans le spectre entre ce rayon et Tnn des deux pour lesquels cette valeur est regardée comme connue.

La position des bandes calorifiques invisibles n*a pu être étudiée que dans le cas où Tinterférence est produite au moyen d'une lame cristallisée parallèle à Taxe placée entre deux polariseurs. Dans cette circonstance, il entre dans le calcul un élément qui prétente de Tincertitude, c'est la dispersion de double réfraction. Cet élément n'a pu être introduit qu'au moyen d*une hypothèse que l'auteur regarde comme suffisamment justifiée par les résultats pour lesquels la longueur d'onde est connue, la concordance étant alors très-satisfaisante. Pour que cette cause d'incertitude pût influer suivies nombres trou- Tés, il faudrait admettre des anomalies extraordinaires et peu probables dans la dispersion des rayons de chaleur invisibles.

L'auteur donne les résultats du calcul pour les points principaux de la région obscure: ceux qui présentent un maximum, un minimum on une raie ; parmi ces nombres, nous rapporterons les suivants ; ce sont des millionièmes de millimètre la longueur d'onde pour le violet : extrême H étant, d'après Fraunhofer, 393, et pour le rouge B 688 , on trouve pour les rayons calorifiques invisibles 1011, 1196, 1320, iUliB; ce dernier nombre correspond au point occupé par une raie remarquable; pour un point plus éloigné, 17/^5; enfin, pour la limite de la chaleur sensible, lorsque le spectre est formé au moyen d'un prisme de flint. 19^0.

Sur la double réfraction de la chaleur rayonnante, par M. H.

KNOBLAUGH.

L'auteur fait arriver dans une chambre obscure un faisceau de chaleur solaire réfléchi dans une direction constante au moyen d'un hélîostat d'Âugust. Après son passage à travers deux écrans d'acier à fentes étroites et parallèles, ce faisceau traverse un corps biréfrin-

gèât, bl le^ déhi ètéiUetlts dans lë^iquëls il se diTisë Ifoht l-è^as sur lihè ptte thermo-êlectt-ique rohnéi^ *de quinze éléments linéaires» bt^miilh-iintithbiiie. il est arrivé ainsi iui réî;ultats suiTaUts :

1* L^ doublé i-ëfrâctibn de là chaleur est facile à constater avec ùtl Irhombbèdrè de châtix cia'rbonatée doiit les faces de cristallisatiodi sont hatùrelles. bn obtient ainsi deux faisteiUi de raybns séparés, dbhi l'un ct)nserTé une position tttë, d dUtodî* du^tlél l'autre se meut lors^u'oh tourne le cristal dans sdn plan ;

%° AVec uh ici*istal perpefadiculairë Hi Taxe, Hes ëifets n'ont pas lien pout deé rayons parallèles ti bçt àte ;

t^ L'intensité des deux faisceani, àihsi qbé leur sbliihie, est égale à riiltëhsité dek radiations caloH^nes ^ui éibergënt d'un spatb per • I^ëhdiculàiré à l'àxë, de même épàissënr que céltii qM à séparé ceis iaisceabï.

Sur la polarisation de là chaleur rayonnante par réflexion, par M. ri. KnôblÂuch.

Depuis 1812, la question de la polarisation de là chaleur par réflexion a beaucoup préoccupé lès physiciens. Les expériences dé Bérara et celles de t. fcrman montrèrent directement que le phénomène existé. Plus tard, Badeh-Powell et Nobili déclarèrent n'avoir point réussi à répéter les essais (le leurs pî*éclécesseurs. Eh iàSS, M. Forbes reprit avec succès les expériences de Bérard ett se servant du thermo-multiplicateur et de feuilles de mica comme surface réfléchissante, tl trouva même des indices de polarisation en ërnployant des miroirs métalliques contre les assertions de Bérard et de Nobili.

Plus récemment MM. Forbes et Melloni ont cherché à déterminer le rapport qui existe entre le degré de polarisation et l'angle de réfletion, mais leurs expériences n'ont pta se faire que d'dtl^ inâbiëM indirecte. Il restait à chercher directement en quoi la polarisation dépend de l'angle de réflexion sur des miroirs de verre et de métal.

Dans ce but, M. knoblauch reçoit les rayons rédiSchié soi* bn prisme de Nicol mobile, et examiné avec un thermo-mUlttt))ièàtéiir le degré db polarisation.

ti\\h d'obtenir l'ift'tëbsité maximum des ra^oM t^éUt^bbis eut 'M^

RAYONS GALORIFIQUBJI. 1B71

miroir noir (intensité qui, da reste, n'est pas très-considérable), Taateiit* lie diréctenteht ce mik^oir ateC le mécanisme d'horlogerie de son héliostat, de manière qu'il fasse en US henres une révolution aotodt* de son axe. Tout eii gardant ainsi une direction invariable avec ranKiyseut*, ces rayons se réfléchissent sous des angles différents àtec le miroir. Mais comme le cfaangenlent n'est <]ue d'un quart de degré en deux minutes, tandis que la répétition d'un essai ne preod pas plus de temps, il s'ensuit qu'aucune erreur sensible ne peut s'introduire paria dans l'estimation des effets causés par une dilTérence de 5 en 5 degrés dans les angles d'incidence.

Dans une de ses séries d'expériences, M. KnoWauth employa Un verre dont la masse entière est noire et dont l'épfilssear *»t de e*"**, 75. Sa petite diathermàncité rendait très-peu sensible i'infldence des rayons réfléchis par sa surface postérieure, tandis qu'un Vërrè simplement HolM sur une face n'aurait point pu être etripiôyé dans le cas actuel.

Une seconde série d'essais a été faite au moyen d'un mit*oir tàé métal. L'auteur déduit de ses recherches :

1<> Que le degré de polarisation augmente d'abord à meâaréi qèiô l'angle formé par les rayonà avec le miroir hoir diminue; vers 35 degrés on trouve un maximum à partir duquel la polari^tion décroît ;

2"* Que sur un miroir d'acier le degré de polarisation augmente k mesure que Tangle formé par les rayons avec le miroir dimiiioé} vers 15 degrés on observe un maximum è partir duquel nne dînanutioù de l'aiïgle en entraîne bnè dans la polarisation.

Il réstilte de là qtre l'angle ihaxîmmn avec l'acier est non-se«lement bien différent de ce qu'il est avet le terre, mais aussi que sa valeur est bien plus falMe danf^ le premièt que dans le second cas. Cette circonstance rappelle la polarisation elliptique des miroirs lûé* talHques.

" Ces recherches ont conduit l'auteur à comparer les intensités de la chaleiri* réfléctre sous dîveriies incidences par ses miroirs dé vétr« et d'acier. C'est un sujet dont MM. Forbes, Buff, de là Provostayeet Desaitts s'étâîent déjà occupés. Il a trouvé qu'à mesure que l'inclinaison de^ rayons diminue sur h sorface tiêfléchissante, riiteasMé des rayons réfléchis augnvente avec !é verre Éoir et dîteHiiïé si'&t

1672 RAÏOiNS CALORIFIQUES.

Tacier. L'augmentation dans le premier cas est telle qu'avec ua angle de réflexion de lO"" liateDsiié devient égale à celle de la chaleur réfléchie sur le miroir de métal» tandis que pour un angle de 6i° elle n'en est que la sixième partie. M. Buff n'avait pas fait des expériences assez nombreuses pour contrôler le résultat erroné auquel il était parvenu» savoir, que l'acier se comporte comme le verre.

Sur la polarisation de ta chaleur rayonnante par la réfraction simple, par H. Knoblaugh.

M. Forbes, qui a le premier constaté la polarisation des rayons calorifiques réfractés, et M. Melloni, qui a répété et étendu ces recherches, se sont servis, dans ce but, de deux piles de feuilles de mica. Les résultats auxquels ils sont parvenus, en étudiant diverses sources de chaleur, diffèrent en ceci, que M. Melloni pense avoir constaté une polarisation égale et M. Forbes une polarisation différente pour les divers rayons.

Le physicien italien a formulé, comme on le sait, les lois suivantes de la polarisation par simple réfraction :

1* La portion de chaleur polarisée par des piles de mica est d'autant plus grande que l'angle formé par les surfaces inclinées sur le rayon est plus petit ;

2* La polarisation de la chaleur , lorsqu'on emploie un nombre suffisant de feuillets, atteint un maximum auquel elle se maintient dans toutes les inclinaisons plus faibles ;

3" L'angle, toujours compté à partir de la surface, pour lequel cette valeur invariable a lieu, augmente avec le nombre des feuilles de mica.

M. Knoblauch a tenté des expériences semblables avec des feuilles de verre qui présentent l'avantage d'être à la fois non cristallisées et uniréfringentes.

Ces feuilles ont été disposées comme les piles de glace de l'appareil de Fresnel. Les premiers essais ont eu lieu aVecdeux piles, dont l'une faisait la fonction de polariseur et l'autre celle d'analyseur. Le tableau suivant indique les résultats obtenus. La première colonne indique les angles formés par les rayons incidents avec la normale aux piles. Les quatre dernières colonnes montrent la quantité de rayons polarisés sur cent par divers nombres de plaques.

RATOKiS CALORIFIQUES. 1673

Angles.

3 plaques.

6 plaques.

9 plaques.

12 plaques.

Répétée avec des piles de

mica, l'expérience a donné :

Angles.

3 plaques.

6 plaques.

9 plaques.

12 plaques.

H. Knoblaach a ensuite repris la pile

de verre comme polariseur,

et, en Sb servant d'un prisme de Nicol pour analyseur,

, il a trouvé :

Angles.

3 plaques.

6 plaques.

9 plaques.

12 plaques.

eo»

Enfin, pour se rendre indépendant de Tlnflaence perturbatrice des miroirs métalliques de son héliostat, l'auteur a refait une nouvelle série d'essais en employant le prisme de Nicol comme polariseur et la pile de verre comme analyseur. Alors tous les rayons qui arrivaient à celle-ci étaient polarisés linéairement. Il a obtenu les nombres suivants :

Angles.

3 plaques.

6 plaques.

9 plaques.

12 plaques.

Ainsi, comme l'avait trouvé M. Melloni avec le mica, le degré de polarisation delà chaleur rayonnante croît, pour un nombre constant de plaques de verre, avec l'angle des rayons sur la normale; et, pour un angle constant, avec le nombre des plaques.

1B74 RAYONê CÂLOKiPiQtBS.'

Sur la polarisation de la chaleur rayonnante par double réfraction, par iVI. le docteur H. KnoblauciJ.

Après avoir rappelé les travaux dé ses devanciers^ M. Knobiducli prouve:

1° Que la chaleur est complètement polarisable h travers un prisme de Mcol. Cette remarqué a le double intérêt de montrer qiï*on peut expérimenter avec cet appareil sans avoir à lutter contre Tabsorption de substances colorées, telle que la tourmaline, et que les rayons de chaleur présentent, comme la lumière, le phénomène de la réflexion totale ; . «

2° Que lés deux faisceaux fie rayons èépârés par la doubfe réfraction sont polariséjî dans des plané rëctan^ulâlteâ entre eux ;

3* Que, lOrsqu'ùti fliil de chaleUf ràjottne à ifAtèrt deux priâmes de Nicbl entre lesquels on a dispose un spath calbàire-à faces naturelles, là rotation dé celui-ci abailîsc bu élève là température. Les maxima obtenus par le croisement a angle droit des sections principales, passant par \éé angles obtehtis des prisme^ de INicol, i^hi égaux aux minima que détermine la rotation du cristal entre des prismes de Nicol dont les sections principales sont parallèles»

Dans cette dernière position des Nicol, les maxima sont doubles des minima que produit la rotation du cristal. Enfin, toutes choses égales d'âiileers, ces effets n^ont pas lieu avec unspaih taillé perpendiculairement à l'axe cristallographique ;

ù** Que les flux calorifiques traversent, en proportions égales, un spath qu'on leur présente suivant diverses directions : cette loi, due à M. Melloni, se trouve ainsi vérifiée;

5** Que le flux reste homogène, quelle que soit la direction de son passage à travers le cristal.

6" On voit donc que la seule influence exercée par un spath calcaire sur les rayons calorifiques qui le traversent consiste à produire en quantité variable avec sa direction les phénomènes de la réfraction double et de la polarisation.

MWM UÂf.0lltFIQUES. 1675

Sur ta polarisation de ia^haleur, par MM. F. DÉ tk Provostaye et P. DËâÀlHS.

« M. Ai-age a reconna depuis longtemps que la lumière qui sort obliquement des corps solides ou liquides incandescents est polarisée perpendiculairement au plan d'émission ; mais, comme il ne paraît pas que lès physiciens aient CTcaminé jusqu'icisil analogie se souilmt sur ce point entre les phénomènes calorifiques et lumineux, nous nous sommes occupés d'abord de combler celle lacune. Nous prenions pour source de chaleur une lame de platine maintenue au rouge par la flamme d'une lampe d'alcool à double courant. Les rayons émis sous un angle d'environ 70 degrés avec la normale traversaient une pile de mica formée de deux lames inclinées à 35 degrés sur l'axe du faisceau, et venaient ensuite rencontrer la pile de l'appareil de Me]looi. Dans une de nos séries d'expériences, la déviation du galvanomètre a été de 2^,5, lorsque le plan de réfraction du mica était pa* rallèle à celui de l'émission, et seulement de 8,3, lorsqu'il lui était perpendiculaire. Ces nombres sont les moyennes de plusieurs observations dont les extrêmes différaient à peine de quelques dixièmes ; mais, comme notre appareil polariscopique n'était pas un polarimètre, nous ne les considérons pas comme donnant une mesure de la proportion de chaleur polarisée.

c Avec le platine platiné noir, avec le fer oxydé, la proportion de chaleur polarisée nous a paru beaucoup moindre. Enfin, pour toutes ces substances, les signes de polarisation ont disparu quand rémission a eu lieu dans une direction à peu près normale à la surface.

» Après avoir ainsi reproduit l'analogue du phénomène observé par iMi. Âi-ago, nous avons cherché si, en opérant avec la chaleur ODscurè, on arriverait aux mêmes résultats, ce qui n'était pas évident à priori, vu les grandes dififérences de qualité qui existent entre les flux de chaleur émanés des sources de températures très-différentes.

» bans une première série d'expériences, la lame de platine étant un peu au-dessous du rouge, les déviations observées dans les deux positions rectangulaires du mica ont été 11,2 et 3,5.

» Dans une s^econde série, la température étant notablement plus

1676 HAYONS CALORIFIQUES.

basse, et la plaque entièrement obscure, nous avons obtenu les déviations &,5 et 1,5.

9 Ainsi rien n'indique que la polarisation de la chaleur émise diminue avec la température : il est donc fort probable qu'elle existe h tous les degrés de Téchelle thermoméirique ; toujours est-ii qu'avec le platine platiné, substance qui polarise moins fortement que le platine métallique, mais qui émet plus de chaleur, nous avons pu obtenir des résultats fort nets à une température comprise entre 330 et 360 degrés.

» L'existence d'une proportion plus ou moins considérable de chaleur polarisée dans les rayons émis par les corps à toute température nous paraît un fait important pour la théorie de la chaleur. En effet, pour expliquer comment se maintient l'équilibre de la température dans une enceinte préservée de tout refroidissement extérieur, on admet en général que la chaleur qui chemine dans celte enceinte est naturelle. Ne pouvant concilier cette hypothèse avec l'existence de la polarisation par réflexion, M. Poisson croyait devoir, d'une part, n'admettre cette polarisation que pour la chaleur lumineuse, et, d'autre part, Regarder l'équilibre comme impossible dans un espace ferme dont les parois seraient à haute tenipérature. Il nous semble que notre travail pourrait bien donner la clef des difficultés qui préoccupaient le célèbre géomètre; en effet, la chaleur envoyée par un élément dans une direction déterminée a été en partie réfléchie à sa surface, et en partie émise. Si ces deux faisceaux, qui, séparés, seraient polarisés dans des plans rectangulaires, contiennent des quantités de chaleur polarisée égales, leur ensemble se comportera comme de la chaleur naturelle, et l'équilibre s'établira comme à l'ordinaire. Cette égalité entre les quantités de chaleur qu'un élément, pris dans une enceinte à température uniforme, polariserait par réflexion et par émission, peut être admise comme une extension naturelle d'un principe établi par M. Arago dans ses recherches sur la polarisation par réfraction ; mais nous n'entrerons aujourd'hui dans aucun autre détail sur ce point, parce que nous nous proposons d'y revenir dans . une communication ultérieure. »

RATONS CALOJRlrtQDBS. 1677

Sur la polarùation de la chaleur, par MM. F. DE LA ProtoSTAYE et P. Desairs.

« Le fait de la polarisation de la chaleur, annoncé par M. Bérard , a été mis hors de doute par les expériences de MM. Forbes et Melloni; mais on a peu étudié jusqu'à ce jour les propriétés des rayons qui ont subi cette modification. Cette étude exige des faisceaux complètement polarisés et le plus souvent aussi formés de rayons parallèles. Or, ces conditions ne sont pas satisfaites quand on prend, comme on le fait ordinairement, pour appareil polarisant une tourmaline ou une pile de mica , et pour source une lampe ou la lame métallique chauffée.

9 On arrive, il nous semble, à des résultats satisfaisants en opérant avec de la chaleur solaire, et la faisant passer à travers un spath achromalisé. Les deux faisceaux émergents sont complètement polarisés et composés de rayons parallèles. Enfin, à cause de leur grande intensité , on peut les prendre fort étroits, ce qui donne de la sûreté dans Torientation et dans Tappréciation des angW Rien ne peut alors empêcher de résoudre expérimentalement un grand nombre de questions qui n'ont pas été abordées jusqu'ici.

» Dans cette' première communication , après avoir vérifié ce que M. Knoblauch {Annales de Poggendorff, tomeLXXIV) avait annoncé, que la chaleur qui traverse un spath se partage en deux faisceaux dlntensi tés égales, complètement polarisés dans le plan de la section principale, ou dans un plan perpendiculaire , nous démontrons;

» r Que la loi suivant laquelle, d'après Malus, Tintensité d'un rayon complètement polarisé se partage entre les images ordinaires et extraordinaires auxquelles il donne naissance en traversant un spath , est applicable à la chaleur comme à la lumière;

9 2*" Que les variations qu'éprouve l'intensité de la chaleur polarisée dans sa réflexion sur le verre , sous différentes incidences, sont exactement représentées par les formules que Fresnel a données pour la lumière , en admettant que la chaleur solaire, qui a traversé le prisme, a un indice peu différent de 1,5;

» 3* Qu'il y a la plus parfaite ressemblance entre les phénomènes que présentent , en se réfléchissant sur les métaux polis , la lumière oi la chaleur polarisées. »

Les auteurs rapportent ensuite plusieurs iH>mbres relatife à la rét^jm ^T \o v^rre et 1^ mr^apx, dâ h (sb^uv Mùruéir ^t daas le plan d*incidencc , soit poi^odtaulaireaient à celui-ci, savoir : sur Tacier, sur le métal des miroirs, ^ur le pjatjne et sur rargenl. Ces nortibrês tendent tous à confirmer les conclusions ci-depus énuQoérées. Ils sont aussi d'accord avec les formules de M. Cauchy, »

Sur les interférences de^ rqyçns catorifigues ^ par ^^r ^. F^ZE^u ef ^. jfpuçfptj.

« Les expériepcps gij j fqm le sqjet de pp m^naoirQ fjpt pop^ |^ de rechercher si les rayons calorifiques possèdent, ^pni|p^ \^ nïW? lunoineux, la propriété 4'inlerférer ou de s'ipQHei^cpr i7)u)fieU^io^m, de manière à s'^Jouier ef à se détruire suivait If^a conditiofis d^f)s lesquelles ils se rencontrent.

» Le procédé d'observation employé consiste à étudier la distribution de la chaleur dans les divers phénonrënes qui prennei|t nais sance lorsque les rayons lumineux interfèrent. Les franges qui se produisent dans ces circonstances étant de leur naigre peu intenses, et de petites dimensions, il a fallu recourir à des moyens thermoscopiques très-délicats.

» Nous avons epjployé pour cette étude des thermomètres à alcool, auxquels on peut donner des dimensions très- petites, et, en même temps, une grande sensibilité ; les moiivements de la colonne étaient observés au microscope, et des divisions placées dans Toculairê servaient à les mesurer.

» Le meilleur thermomètre que nous ayons pu nous procurer pour ces recherches a un réservoir spbérique dont l'^ dimension n'excède pas î"", 1 ; Ja valeur de 1 ^egré centigrade sur la tige est cependant encore de huit millimètres. En plaçant dftns rpcplaire du microscope un micromètre divisé en dixièmes dç millimètres, ou s'est assuré que chaque division parcouriie parla colonne équivalait à 1/iOO de degré. . -

» L'instrument était placé dans une enceinte exactement close, afio qu'il fût ^ l'aigri àes ipouvemenls de l'air et des changepients brpsqoes de l^ tçj]|^é;p^ture. Plusieurs ouvertures fermées par des glaces permftlaieni d'introduire les rivons soumiî> à Texpérience cl

n4VPMS PAI^9UIPIUPI$S* 4679

é'ikbfervflr b odeiuie 4veo te micfOMope ptei^ô eaL|iri(Mireqifiot. Uae dÎ4(mitioo particulière pevmetlait, oa ouUr«, d'observer 4v«e eiactitiide la position du thermomèice au milieu des frapgea lupiineuses.

» Des observations successives, faites dans des points très-rapprochés, faisaient connaître la distribution de la chaleur. Pour chaque point, Tobservation était double : Fune faite en admettant les rayons, l'autre en les interceptant; la moyenne de ces deux nombres obtenus donnait réléyation de température dueèTaction dès rayons. Le changement de température de l'enceinte étant toujours lent et régulier, son influence se trouvait ainsi anuulée.

» Nous avons étudié de cette manière \s\ répartition de la chaleur dans les principaux phénoipèpes qù Içs intf rférepces des rayons lumineux se manifestent. Après c|nel(}ues essais, nous avons reconi>u que, malgré la sensibilité d^e nos moyens ^herpiométriques, celte élude n'était possible qu'en employant la lumière sojairê pour la production de ces phénomènes, toutes les autres sources de lumière et de chaleur étant beaucoup trop faibles.

» 1* Franges produites au mçyçn de deux miroirs inclinés^ Cun sur l*autrç. — En produisant c<8s frangiis daps des dimensjons assez grandes pour que le réservoir du theriiqomètre n'occupât que le qqart d'une frange brillante^ nous ayor^s trouvé des i^i^pes d'interférence incontestables (jans le voisjnage flç ja frange centrale blanche. Dans une fies obsçrv^tioqs rpppoitéeç dans le Mémojfe, on a trouvé les nombres suivants pour les élévations des ttmpér(itures en divisions du mjcrpmjBire : 20,9, 35,^, ?0. Le noml?re le plus élevé correspond à la frange centrale^ çi les deu)^ plus petits h la première frange obspure qui limite à drojte et à gauche la précédente.

» Le3 e:{fpériences o|U été variépç de plusieurs ipaj^iières, et toutes b'accordent k ippqtrer que, ^aps ce pliépoaièpe, il pxis^p des franges caloriûques de dimensions semblables k ce)lç^ des franges lumipeu^es.

9 S^'i Spectres à bandes brtUantes et obscures obtenus en analysant par le prisme les phén&ïiiènes d* interférence produits dans la lumière polarisée par les lames cristaUisées. — Lorsqu'on forme un spectre avec de la lumière noodifiée par l'influence combinée de la polarisation et de la double réfraciion, dans I os circonstances oà,

1680 RATONS CALORIFfQUfiS.

pour de petites épaisseurs du corps biréfriogeot, se manifesteraient les couleurs des lames cristallisées, on donne naissance à un spectre discontinu» formé de bandes alternatîTement brillantes et obscures, dues aux interférences des deux rayons (Produits par la double réfraction de la lame cristallisée.

» Cette expérience a été décrite avec détail dans un précédent tra« vail sur le phénomène des interférences dans le cas de grandes différences de marche. Nous rappellerons seulement que, dans cette circonstance, bien que robserifatiou porte simultanément sur les rayons de toutes les couleurs, c*est comme si l'on observait dans toute la Inmière simple, car les effets de Finterférence sont distincts et séparés pour chaque rayon simple.

» La recherche de la distribution de la chaleur dans ces specures présentait un intérêt particulier, surtout parce qu'il devenait possible d'étudier, sous le point de vue des interférences, les rayons calorifiques obscurs découverts par Herschel au delà de l'extrémité rouge du speclre^vlsible.

» Nous rapportons avec détails les résultats de celte étude, dans le cas d'une lame de gypse de 0"'"', 83. Une lame de cette épaissênr produit dans le spectre huit bandes obscures ; la largeur des bandes brillantes qui les séparent était telle que le thermomètre occupait un sixième de la bande située dans le jaune. Pour la partie du spectre caloriOque formée par les rayons invisibles situés au delà du rouge, la position du thermomètre a été relevée à chaque observation et rapportée au spectre visible.

» Il résulte de cette étude que la chaleur est distribuée comme la lumière dans le spectre visible, le centre des bandes lumineuses présentant un maximum de chaleur, et le centre des bandes obscures nn minimum ; dans la région invisible du spectre, la distribution est analogue : on a fixé la position de quatre bandes non calorifiques séparées par des bandes calorifiques.

» Pour distinguer de ces bandes d'interférence trouvées dans cette région calorifique invis^iblelesinégalitésd^intensités signaléesdans celle région par J. Herschel, on a constatéqu'elles disparaissent en tournant de k5 degrés la section principale de la lame de gypse. Nous avons trouvé que cette intensité varie, en effet, d'une manière trèsirrégulière : à une distance de la raie A, égale à celle qui sépare cette

llATOi!!([S CAiORIFIQUfiS. 16âi

raie de la raie D» nous htods reconna Teustence d'une raie trèslarge où il n'existe ancane chaleur sensible.

» £n tournant l'un des plans de polarisation de 90 degrés, on donne naissance à un spectre complémentaire du précédent» et qui a été étudié de la même manière. Les bandes calorifiques sont alors remplacées par des bandes non calorifiques, et réciproquement.

• En substituant à la lame de gypse une lame de cristal de roche perpendiculaire à Taxe, on peut observer dans le spectre les rotations que les plans de polarisation des couleurs éprouvent de la part de ce cristal : le phénomène consiste en des bandes semblables aux précédentes; la distribution de la chaleur est également semblable.

• Aussi l'on trouve toujours: 1* que des bandes d'interférence se manifestent dans toute l'étendue du spectre calorifique, toutes les (ois qu'il s*etf produit dans le spectre lumineux; 2^ que, dans toute rétendue du spectre lumineux, les bandes lumineuses coïncident avec les Landes calorifiques.

9 S" Diffraction produite par un bord rectiligne unique. — Nous avons, de plus, étudié le cas le plus simple de la diffraction, celui où l'on produit des franges par l'interposition d'un écran terminé par un bord rectiligne : ce phénomène étant nécessairement très-petit, son étude a présenté des difficultés assez grandes ; cependant nous avons obtenu des résultats intéressants en produisant les franges dans des dimensions telles que le thermomètre occupât la moitié de l'espace entre la première et la seconde frange obscure, telles qu'on tes voit avec un verre rouge. La position de la limite géométrique de Tombre avait été déterminée par un procédé particulier.

» Lorsque le thermomètre, d'abord situé dans l'intérieur de l'ombre, pénètre graduellement dans l'espace éclairé, on observe qu'il coinmence à monter avant d'atteindre la limite géométrique de l'ombre; il continue à monter rapidement en pénétrant dans la première frange brillante, atteint un maximum vers le bord de cette frange, voisin de la première frange noire, puis d'une manière continue, âi mesure qu'il pénètre dans l'espace éclairé, pour atteindre bientôt un état stalionnaire. Ainsi, dans le lieu occupé par la première frange brillante, il existe une frange calorifique de diirraction, dans laquelle la température est plus élevée que dans les points où les rayons parviranent directement sans avoir été influencés par l'écran. »

/ 1682 RATONS GALOfUFIQUBS.

Inflexion et dispersion de la chaleur rayonnante^ par U. RNOBLAUGH.

TftBdii qt» \ê infftil de MM. ïlzeàu et j^oQCantt n*â pour objet ^e la nebcrché àeà peint» alt«rttat!temettt plos ehauds et moins chands, par me différentes dans la maithe des rayons catoriftqnes, l'aateur a « ao cc»traira , redierelié la dferpersion de la chaleur qoï i lieu lorsque les rayons pnmkt Si traters une fertfe.

Gomme la chaleur scMre éuit seule propre à ce genre de recherches , il a coucenlré les rayons wMfts réfiéchis eonstasment dans une même directtou , «près les avoir Ml pas^r par Touyerture d*uQ Yolel de croisée dans une chambre obseore , au tteyen d*RB6 lentille cylindrique de verre disposée verticalement, et de telle façon que les rayons réunis forntiassent une seule ligne de dialew intense.

On fait passer les rayons provenant de cette source linéaire de chaleur entre deux traucbanta d'acier, derrière lesquels on mesure leur épanouissement. Cette mesure s'exécute au moyen d'ttoe pile thermique de UQ couples de barreaux, bismuth et antimoine, montés en série et disposés de teik manière que leurs faces extrêmes, qui sont en saillie sur le faisceau et qu'oA enduit de noh* de fumée , n'aient qu'un huitième de ligne de largeur.

Au moment où la pile pénètre dans Ite rayons ealonfiqnes, l'aiguille qui fait partie de son multiplicateur commence k st mouvoir. Sa déviation augmente jusqu'à ce que ie thamoscope ait «ttrât les rayons calorifiques moyens , et dimiiitte ensnhe jusqu'à ce que ia pile sorte par le côté opposé du champ calorifique, au driii de Texilémité duquel l'aiguiUe revient à sa poaiticm première. Autant il est facile de saisir le moment où l'aiguille du mukiplicateor abandonne sa position d'équilibre , autant on a de peine à suivre son passage de l'état de mouvement à celui du repos. YcHci comment M. Knol)lauch a opéré : il observait la position de la pile thermique au dM)ment où l'aiguille du multiplicateur commençait à se mouvoir; il promenait ensuite la pile dans toute l'étendue du apeetré oalorttque, puis après que l'aiguille^ était revenue à l'état de repos > il la raaenait en sens contraire au sein des rayons. L'aiguille du nrakqpikainir était déviée de nouveau , et on notait une seconde fois l'étM» la po* sition de la pile au moment où cette déviation se prodoiaail. La distance entre les deux pointa iadi<péa dans te {Mreniier «t le aoeoud

RAliM OilLORfntMi. iMS

€mmnà^ mmtt^ l la iiipeciim ûm ityofts eil«fMh|Mi i«i potots iwM4««8. JU mmr d« la pifo i*opèm as moyen A*m0 via piicrooEiétriqae, et sa position m méstiréa mt une édieHa divi8<« «A iOtkmes da iîgne, Le« MtMn^vaUooa s'appUq^afrt :

I* A ditaïaaa laii^em da la £Mit»i

2* A difanaa diatafieaa d^ealta fanta I ia aanfcaicatoriini>a>

V A divanaa dlfUneaa derrière la fénta;

1. Qaaod le foyer était éloigné de 0,25 pfeds de la tente, la dispersion horizontale des rayons calorifiqoea embrassait une distance de 0,5 pieds derrière la fente.

totfupe la fente avait k iignea de largeur l^fig. a<i

Si les rayons émanant de la source de chaleur se dispersaient en aaivant rigotn^eusement une ligne droite âi travers la fente, H faudrait que leur épanooissement ou dilatation, mesuré en un pofnt trois fois plus éloigné de la source calorifique que la teaie eRemême, fût triple de ce qu'il était à la distance 1 de cette même fente. Mais cette dilatation est en réalité pour :

6 Ugnea d.e largeup de fente comme 12, ZU l U

ou 3, 09 : 1 2 — — 6, 27 : 2

ou 8, u ; 1 1 — - 3, 81 : 1

ou 3, 81 ; 1 0,5 - - . 2. 13 : 0,5

ou ft, 26 : 1

On foh par cet eiemple que la iilatatloa réelle observée des rayons arf<^rifiqii#a darrjyire la faate ne correspond que pour une largeur 4e Smt» de U Ugoea avec la propa^tion en ligne droite ; que déjà pour unelaftie de 2 lignes elle s'en éloigne ; que pour une fente de 1 ligne cette dilatation s'en éloigne encore plus et qu'elle est plus ccmsidérable encore pour une fente de 0, 5 lignes.

La jD&oae dM» s'est présentée pour chacune des autres mesures, que

1684 RATOm GALORinaUBS.

les diMilces aient été de Ot 5 pieds» oa de Ip. Ip. S, 2p. 5, elc., tandis que la source de chakur était d'un autre côté aux distances de Op. 5; Op. 25; Op. 75et 1 pieddela fente.

2. Lorsque la source de chaleur est éloignée dé 0 p. 5 de la fente» la dispersion des rayons de chaleur doit être, à 1 pied derrière, en supposant qu'elle a lieu en ligne droite, dans le rapport de 3 à 1 avec la largeur de cette fente. Or, comme cette dispersion ne s'élève, par exemple pour nne fente large de 0, 5 de ligne, qu'à 2, 15 lignes^ il en résulte que son rapport avec la largeur de la fente est comme : 2, 15: 0,5; ou A, 30: 1.

Pour une distance de la source calorifique de 0 p. 75, ce rapport, à 1 p. 5 derrière la fente, devrait être aussi de 3 à 1, si la dispersion se faisait en ligne droite. Mais on trouve que l'épanouissement de la chaleur à cette distance et pour une largeur de fente de 0 ligné 5 est S lig. 56, et son rapport à la fente est de 2, 56 : 0. 5, ou 5, 12 : 1.

£nfin, lorsque la distance calorifique est de 1 pied, on observe à nne distance de deux pieds en arrière un épanouissement de rayons calorifiques de 2 lig. 66 ; le rapport à la largeur de la fente est par conséquent 2, 66 : 0, 5 ou 5. 32 : 1, au lieu de 3 : 1.

Si on compare entre eux les nombres ainsi obtenus : &, 26; U, 30 . 5, 12 ; 5, 32, que présente la dispersion des rayons calorifiques, on trouve que cette dispersion s'éloigne de celle qui aurait lieu en ligne droite. •

Dans le cas de la ligne droite, en effet, la dispersion dans chaque expérience devrait l'hêtre exprimée par 3, en supposant une distance de la source calorifique de 0 p. 5 ; 2* croître sang cesse à mesure que la distance à la source devient tour à tour égale à 0, 25 ; 0, 75; 1 ; nouvelle preuve que la dispersion des rayons calorifiques ne se fait pas en ligne droite derrière la fente, ainsi qu'il résulte d*tiitres mesures prises à des distances différentes de la source de chaleur.

3. Lorsque la fente de 0 lig. 5 de large est éloignée de 1 pied du foyer, la dispersion horizontale de ses rayons dans le cas où leur propagation aurait lieu en ligne droite, à 0 p. 5 derrière la fente, •c'est-à-dire à 1» 5 fois la distance de la source calorifique, devrait s'élever à 0 lig. 75; elle est en réalité de 1 lig. 8ii : différence: 1 lig. 09, ià 6 p. derrière la fente, c'est-à-dire à 7 fois la distance de la source

AàTOm GALOMFIQUIS. 1686

ealorifiqae, elle devrait être 3 lig. 5* Elle est en réalité de& lig. 91 1 différence: 1 lig. Ui.

IjSl différence absolue entre ta dispersion réelle et celle calculée snr la propagation en ligne droite des rayons calorifiques est donc» pour de plus grandes distances de la fente, plus considérable que pour de faibles distances.

M. Knobiauch a fait un grand nombre d'autres expériences que nous n'énumérerons pas, mais qui conduisent au même résultat ; et de ce grand ensemble d'observations il résulte que la dispersion réelle des rayons calorifiques s'éloigoe d'autant plus de celle calcu* lée en partant du principe de la propagation en ligne droite, que :

l*" La fente à travers laquelle passent les rayons calorifiques est plus étroite;

2* Que la source de chaleur est plus éloignée de la fente ;

3« Enfin, que les mesures ont lieu à une plus grande distance de cette même fente.

L'inflexien ou diffraction des rayons calorifiques est donc ainsi démontrée d'une manière indubitable, et reconnue simultanément dans sa dépendance régulière, tant de la largeur de la fente que de la distance à la source de la chaleur.

Sur l'interférence des rayons calorifiques^ par A. Seebeck.

MM. Fizeau et Foucault ont observé, au moyen d'un thermomètre à alcool, une petite différence dans la chaleur des rayons solaires dans quelques-uns des cas où Ton devait croire qu'il y a interférence. M. Seebeck' a fait, de son côté, l'observation suivante.

Au moyen d'un miroir, il dirigeait la lumière solaire dans une chambre obscure, en la faisant passer par une fente large d'un pouce et demi. Â une distance de dix pieds derrière la fente, la himière était reçue sur une lunette, devant l'objectif de laquelle on avait placé un réseau très fin (iOO fentes sur une lig. par.). La lumière, après avoir passé par la lunette, peut alors être reçue sur un mur, et l'on obtient ainsi les spectres des réseaux sous forme de phénomène objectif, et grossis autant que l'on veut. On voit au milieu un champ blanc exactement limité, des deux côtés duquel se trouve un espace obscur^ puis vient le premier spectre, etc., etc. Gesdiffé-

1B86 RATOiff MHrroGÉffidifis.

rentes {KortkNis fnmt emmU reçues mir la bonh aéiré d'os ftMÊm mètre de Leslie. M. Seebeck observa Tétat de rinstrament danseinq posilMOS diffk-eiitef, ainsi qa*il Mit t !• dans lechanip Maae du milien s 2* et 3* dans Tespice obienr k dlH>ii« al k gaiicha du miliemi enfin h"" et §* dins la premier spectre k droita et k pacha.

Le champ blanc prodnisait une élévation da températara tréa-a»' sible, et le prunier speetre à peu près la moitié de caloi piadait par le champ bknc i mais Taspace inlermidtoire obscur prodaisait aanci* Uemaat une dimiautiOD de chaiaw*. Les différeoDCs abaarvéea étaiaoti en générai» trto«réguiières, da tolia sorta iffim l'an naataraitplM donter da Taiistanea d'une intarférance des rayans caiorifiqiias.

Au iiau de se servir d*un miroir et d'une feota« an paiit faire antrer la lumière solaire dans la lunette immédiatement par k résean qui se traora dannt rabfaatil*