CHAPITRE II

Lois de la chaleur rajojinante.

(]4)- Soit 0 (fig. 2) un point de la surface d'un corps solide ou liquide que j'appcllei'ai toujours A. Par le point 0, menons en dehors de A une norniiile ON, une première droite 01, puis une seconde droite 01' comprise dans le plan de ON et 01. Supposons les angles NOI et NOl' égaux , et de'signons-les par /, de sorte qu'on ait

NOI = NOr = i.

Désignons aussi par jx une partie d'un autre corps, de grandeur insensible, selon la définition du n" 7. Soit (e un élément de la surface de A, tel qu'il a aussi été défini dans le n" g, et comprenant le point 0. Représentons par nxr la quantité de chaleur émanée de ;* et tombée sur w pendant un temps quelconque. Cette chaleur se composera d'un nombre immense de séries de molécules calorifiques, partant de toutes les molécules de //. et aboutissant à a ; mais elles seront toutes contenues dans un filet extrêmement mince ; et si 10 est la direction de l'une de ces séries incidentes, les directions de toutes le8 autres ne s'écarteront pas sensiblement de 10, en supposant, toutefois, f/. à une distance sensible de o> , c'est-à-dire, à une distance extrêmement grande par rapport aux dimensions de /jl et de «. Une portion de la série incidente suivant 10 sera réfléchie suivant 01'; les directions des autres séries réfléchies s'écarteront très peu de 01'. Deux séries incidentes parallèles seront encore parallèles après la réflexion, si la surface de « est plane j elles convergeront ou divergeront, si cette surface est concave ou convexe; mais, dans tous les cas , le filet de chaleur réfléchi sera extrêmement jnince , du moins à une distance de « qui ne sera pas devenue

extrêmement grande. Nous ne nous occuperons pas de la forme de ce filet, mais seulement de la quantité de chaleur dont il sera composé.

Les séries de molécules calorifiques dont «sr est la somme ne sont sans doute pas toutes égales, et il est possible qu'elles ne se réfléchissent pas toutes exactement dans la même pi'oportion ; mais, à cause de leur nombre immense, on peut supposer que la quantité totale de chaleur réfléchie est proportionnelle, toutes choses d.iilleurs égales, à la quantité totale de chaleur incidente. On désignera donc par J<zir la première de ces deux quantités ; f étant une fraction indépendante de tzir , qui pourra varier sur un même élément de surface avec l'angle d'incidence /.

(i5). La chaleur rayonnante qui émane d'un corps incandescent, ou seulement d'un corps dont la température est très élevée, a des propriétés qui la distinguent de la chaleur émanée d'un autre corps et qui sont peut-être dues à la vitesse dont elle est animée. Nous avons déjà dit (n° lo) que la chaleur solaire et celle qui provient d'un corps obscur traversent l'air en des proportions différentes. En général, deux quantités de chaleur rayonnante qui produisent sur nous la même sensation, qui fondraient la même quantité de glace, ou élèveraient la température d'un corps d'un même nombre de degrés, et que nous appelons egrtfe, ne sont cependant pas identiques, lorsque l'une a été émise par un corps très chaud et l'autre par un corps dont la température n'est pas très-élevée. La première traverse le verre dans de grandes épaisseurs , sous la forme rayonnante. De Laroche a trouvé que quand elle a déjà traversé une première lame de verre, elle en traverse plus facilement une seconde. Elle peut aussi traverser d'autres corps, diaphanes ou non diaphanes; et sur ce point de physique, on peut consulter un excellent mémoire de M. Melloni (*).

Cette chaleur rayonnante provenant d'un corps dont la température est très élevée, peut être polarisée comme la lumière, par la réflexion sous un angle convenable. Par conséquent, si la partie matérielle ,t>t qui a émis la quantité nr de chaleur, appartient à un corps dont la température soit très élevée, et si cette chaleur, avant de tomber sur l'élé-

(") Annales de Phjsique el de Chimie, tome LUI, année i833.

ment c» de la surface de A, a été polarisée par sa réflexion sur une autre surface, elle se réfléchira sur u> et sous un même angle d'incidence i, en des proportions inégales dans difTérens plans, passant par la normale ON. Sa réflexion pouiTa être nulle dans un de ces plans, et totale dans un autre; et, dans ce cas, la fraction y sera une fonction de l'angle /, et de celui que fait le plan des droites ON et 01 avec un plan fixe mené par la première.

On n'aura point égard, d;ins cet ouvrage, à ces propriétés exceptionnelles de la chaleur, qui la rapprochent de la lumière à quelques égards, et qui l'en éloignent sous le rappoit de la transmission à travers des corps non diaphanes. En considérant la réflexion de la chaleur sur un élément de surface, nous supposerons toujours que tout est semblable autour de la normale , et que la proportion de chaleur réfléchie est simplement une fonction de l'angle d'incidence, dont la forme devra être déterminée par l'expérience.

(i6). Lorsqu'un corps est soumis à une température extérieure plus basse que la sienne d'un certain nombre de degrés, et ensuite à une température supérieure à la sienne du même nombre de degrés, l'expérience montre quil emploie le même temps, soit à s'abaisser, soit à s'élever à celte température extérieure, et que la loi de son refioidissement dans le premier cas, est la même que celle de son échauffcment dans le second. Or, on conclut de là que la surface de ce corps est également perméable, toutes choses d'ailleurs égales, à la chaleur extérieure qui la traverse du dehors en dedans, et à la chaleur intérieure qui la traverse en sens contraire, ou du dedans au dehors. De plus, si l'elfet du passage d'un milieu dans un autre est le mémeen deux sens opposés, quant à la proportion de la chaleur que la surface de séparation laisse passer, il est naturel de croire qu'il est aussi le même quant à sa direction. On peut donc supposer que la chaleur qui traverse la surface d'un corps n'éprouve aucun changement dans sa direction; car, si elle subissait une sorte de réfraction analogue à celle de la lumière, et que, par exemple, elle se rapprochât de la normale ON en passant du dehors en dedans du corps A, elle s'en éloignerait en passant du dedans en dehors; en sorte que la chaleur éprouverait, dans les deux cas, des effets contraires, eu égard à sa direction.

Cela étant, soient M un point de A, situé sur le prolongement île

DE LA CHALEUR. vj

10 à une très petite distance du point (), et m une partie de A, de grandeur insensible et comprenant le point M. Soit aussi ON' le prolongement de ON, de sorte qu'on ait