POUVOIR RAYONNANT

Noir de fumée . 100

Eau . j oo

Papier h écrire . 98

Crown glass . / . 90

Encre de Chine . 88

Eau glacée . 85

Mercure . 20

Plomb brillant . 19

Fer poli . 1 5

Étain, argent, cuivre, or. . 12

Il est remarquable que la même substance peut rayonner des quantités fort différentes de calorique, suivant qu’elle est parfaitement polie ou plus ou moins dépolie. E11 faisant des raies parallèles sur une surface métallique , on augmente son pouvoir rayonnant ; en faisant d’autres raies qui croisent les premières , on augmente encore ce pouvoir.

On a fait des recherches curieuses sur les modifications du rayonnement , que l’on peut produire en appliquant des enduits divers , en couches plus ou moins nombreuses , à la surface d’un corps poli. On remarque, en général, qu’une seule couche d’enduit de colle d’amidon , par exemple, étendue avec un pinceau , augmente beaucoup le pouvoir rayonnant d’une surface métallique; que ce pouvoir rayonnant s’accroît encore par l’addition de deux, de trois, de quatre, etc., couches du même enduit; qu'il arrive un point où les couches ajoutées semblent diminuer le pouvoir rayonnant, ce qui dépend de ce. que la matière de l’enduit est ordinairement un mauvais conducteur.

LIBRE OU RAYONNANT

et s’oppose 5 la transmission du calorique du corps , de son centre h sa surface.

Quand on considère l’influence des enduits, on ne peut pas douter que le rayonnement du calorique n’ait lieu non seulement par la surface la plus extérieure du corps , mais encore d’une certaine profondeur, très-petite, il est vrai, mais pourtant sensible et appréciable par des moyens dont nous parlerons plus tard.

La découverte de l’existence du rayonnement, sur laquelle Herschel a porté le premier l’attention des savans , a modifié considérablement la théorie générale du calorique; et, comme il arrive trop souvent dans les sciences, elle a montré que des notions de l’expérience vulgaire , qui étaient regardées par les savans comme des préjugés indignes de leur attention , étaient pourtant l’expression de la vérité. Les gens du monde disaient autrefois que les vases d’argent conservaient les mets servis sur nos tables plus long-temps chauds que les vases de terre couverts d’un enduit brun ; les savans se moquaient de ce préjugé , sur le principe que l’argent est un bon conducteur du ca lorique , tandis que la faïence le conduit très-mal. On sait maintenant que l’argent poli rayonne huit fois moins de calorique qu’une surface noire , et que le prétendu préjugé était le résultat d’une observation exacte.

262. Marche du calorique dans l’espace. — Lorsque le calorique rayonnant s’est échappé de la surface d’un corps avec les circonstances et suivant les lois que nous venons d’indiquer, il s’y meut en ligne droite, à la manière de la lumière : cette proposition a déjà été démontrée (2G0) par l’expérience des miroirs. Le fait même du rayonnement démontre que les effets de ce calorique doivent aller en di miuuant , comme ceux de la lumière, à mesure qu’on s’écarte du corps chaud : cependant on a prétendu que les effets du calorique diminuaient en raison simple de la dis-

la mi CALORIQUE

tance, tandis que ceux de la lumière diminuent comme le carré de cette distance. Peut - être cette différence apparente tient-elle à ce que les expériences se font ordinairement sur des corps chauds d’une très-grande étendue , tandis que celles qui ont servi h constater la loi du rayonnement de la lumière ont été faites sur des masses lumineuses d’une très-petite étendue relativement aux distances.

Le caloriquo rayonnant parait se mouvoir dans l’espace avec une trop grande rapidité pour qu’il ait été possible de mesurer directement 6a vitesse par des expériences ; mais comme celte vitesse est évidemment liée à la force de répulsion qui tend à écarter les particules de calorique contenues dans les corps, il est très-probable que cette vitesse est variable , et qu’elle dépend de la température il laquelle se trouve le corps qui rayonne le calorique.

Le calorique rayonnant traverse les espaces remplis de fluides élastiques. On peut supposer qu’il se porte dans les corps solides d’une molécule à l’autre h travers les espaces qui doivent les séparer suivant la théorie de de Laplace. Quant aux corps liquides, qui se laissent si facilement traverser par la lumière, il semblerait que le calorique rayonnant dut se mouvoir dans leur intérieur avec la même facilité; cependant on n’a encore pu constater ce fait par aucune expérience directe. En effet, si l’on essaye d’immerger dans un liquide un miroir concave, un thermomètre et un corps chaud , les particules du liquide se mettant aussitôt en mouvement autour du corps chaud, le refroidissent rapidement et montent h la surface; ce qui s’oppose complètement aux autres observations.

Le rayonnement du calorique est modifié par la nature des fluides élastiques qui remplissent l’espace et par la raréfaction de l'air , suivant des lois qui ne sont pas encore exactement déterminées. Leslie a trouvé que le rayon ncmenl diminuait par la raréfaction de l’air, quoiqu’il restât

LIBRE OU RAYONNANT

le même dans des fluides élastiques de densités très-differentes , comme l’air et l'hydrogène : mais ces résultats laissent une grande incertitude, qui dépend de ce qu’en observant la durée du refroidissement d’un corps par rayonnement , le fluide élastique qui l’environne se meut et s’échauffe autour de lui en lui enlevant une partie de son calorique; en sorte qu’il serait possible que la perle réelle par rayon nement dans le vide fût plus grande que dans l’air, et parût cependant plus petite, en s’en rapportant il la durée du refroidissement.

Les rayons calorifiques qui parcourent ainsi l’espace h la manière de la lumière., paraissent cependant en différer essentiellement en ce qu’ils n’affectent pas notre œil , et. par conséquent ne rendent point les corps visibles. Ils en diffèrent encore par une autre circonstance fort importante qui a été étudiée avec beaucoup de soin par Leslie, dont Laroche a pourtant modifié les résultats par des observations plus récentes ; nous voulons parler de l’influence des écrans , ou des corps minces et h surfaces planes , que l’on interpose entre un corps qui rayonne du calorique et le thermomètre qui doit en éprouver les effets.

Si l’on interpose de cette manière un plan solide extrêmement mince , et même parfaitement transparent, comme une lame de verre , le calorique rayonnant sera complètement intercepté dans le premier moment. Si l’écran reste quelque temps en place, les effets du rayonnement paraîtront se rétablir , mais resteront toujours beaucoup au-dessous de ce qu’ils étaient en l’absence de l’écran. Plusieurs circonstances modifieront du reste l’influence de cet écran; ainsi, plus il sera voisin du corps chaud, moins il interceptera de calorique; plus il aura d’épaisseur, plus il interceptera de calorique; et enfin ses effets dépendront de la nature de ses surlaces. Si la surface tournée du côté du

corps chaïul est métallique, le rayonnement sera complètement intercepté. Si les deux surfaces sont noires, la diminution des effets sera peu considérable, lors même qu’il y aurait une lame métallique dans l’épaisseur de l’écran. Il faut conclure de ces faits: i°. que tous les écrans interceptent complètement le calorique, jusqu’à ce qu’ils se soient échauffés et qu’ils rayonnent alors du côté du thermomètre ce qu’ils absorbent du côté opposé; 2°. que les écrans produisent d’autant plus d’effets qu’ils absorbent moins de calorique rayonnant ou en réfléchissent davantage par leurs surfaces; 5°. enfin que le calorique rayonnant diffère essentiellement de la lumière, parce qu’il ne traverse pas les corps transparens.

Cette dernière proposition avait été entrevue par d’autres physiciens et semble appuyée sur un grand nombre de faits : on voit, par exemple, que les carreaux de vitre s’échauffent beaucoup aux rayons du soleil , quoiqu’ils laissent librement passer la lumière; ce qui suppose qu’ils retiennent le calorique rayonnant. On observe aussi que les verres colorés que les astronomes emploient pour observer le soleil , éclatent souvent par l’efl’et de la haute tempe rature à laquelle ils s’élèvent. Toutes ces considérations prouvent que, dans beaucoup de circonstances, le calorique rayonnant ne peut pas traverser les corps transparens aussi facilement que la lumière ; mais Delaroche , dans une suite d’expériences importantes sur cet objet , a découvert que le calorique rayonnant traversait les corps transparens avec d’autant plus de facilité qu’il était émis par un corps plus chaud , circonstance d’autant plus remarquable qu’elle semble rapprocher beaucoup la nature du calorique de celle de la lumière , et ne laisser peut-être entre ces deux causes de tant de phénomènes, que la différence de vitesse dépendante de l’énergie de l’impulsion. On est d’autant plus

LIBRK OU RAYONNANT. l5

porté à saisir ce rapprochement, qu’il est certain que tous les corps dont la température est élevée au-dessus de 5oo° du thermomètre centigrade deviennent lumineux.

205. Lois de l’ absorption du calorique rayonnant. Lorsque le calorique , rayonnant librement dans l’espace , vient h tomber sur un corps quelconque , il se comporte diversement suivant la nature et la forme de la surface du corps.

Si la surface est blanche et polie , il n’y a presque pas de calorique absorbé; le corps ne s’échauffe point, et le calorique est réfléchi, comme le serait la lumière, et précisément suivant les mêmes lois; en sorte qu’il se forme des foyers de chaleur, comme il se forme des foyers de lumière au-devant des miroirs concaves. Si, au contraire, la surface du corps est noire et dépolie, le calorique rayonnant est presque complètement absorbé, le corps s’échauffe beaucoup, et presque aucune quantité de calorique n’est réfléchie de sa surface. Les différentes variétés qui peuvent se rencontrer dans la nature delà surface des corps produisent des effets intermédiaires. D’où il résulte que l’absorption du calorique rayonnant suit absolument les mêmes lois que le rayonnement , c’est-à-dire , que le corps qui rayonne le plus est aussi celui qui absorbe davantage, et réciproquement; et de plus, que la faculté réfléchissante est au contraire en raison inverse de la faculté d’émission , en sorte que le corps qui rayonne le plus de calorique est aussi celui qui en réfléchit le moins , et réciproquement.

Ces phénomènes peuvent se démontrer par un grand nombre d’expériences. Par exemple , le miroir poli qui réfléchissait beaucoup de calorique à son foyer sans s’échauffer lui-même, lorsqu’on le couvre d’une couche de noir de fumée , cesse de réfléchir du çalorique et s’échaufle rapidement. Il faudra se hâter d’observer la différence;

l6 DU CALORIQUE

car, lorsque le miroir se sera échauffé , il rayonnera beau coup de calorique dont les effets se feront do nouveau Sentir à son foyer. Si l’on remplit deux vases semblables d’eau à la même température; que l’un soit noirci en dehors et l’autre couvert d’une lame métallique polie, le refroidissement sera beaucoup plus rapide dans le vase noirci; mais si l’on remplit ces mêmes vases d'une eau beaucoup plus froide que la température extérieure , le vase noirci se réchauffera aussi beaucoup plus vite que le vase à surface métallique. En général , si l’on prend deux thermomètres parfaitement semblables , et que l’on noircisse la boule de l’un d’eux en couvrant l’autre d’une feuille d’étain , on trouvera que le thermomètre noirci indiquera beaucoup plus rapidement que l’autre les changemens survenus dans la température extérieure : cette différence est surtout très-remarquable quand on emploie des thermomètres h air, qui sont d’une grande sensibilité.

Les lois que nous venons d’exposer servent à rendre compte d’un grand nombre de phénomènes naturels , et fournissent des moyens précieux de modifier les effets de la chaleur naturelle ou artificielle. Les larges feuilles de quelques-uns de nos arbres fruitiers offrent des écrans naturels qui préservent les fruits de l’action directe du calorique rayonnant : en les supprimant en temps convenable, on accélère la maturité; on la hâte encore plus, en plaçant derrière chaque fruit un morceau d’étoffe noire qui s’échauffe considérablement aux rayons du soleil. Les cloches de verre commun ou les châssis vitrés s’échauffent pendant la durée de l’action du soleil , préservent la plante d’une action directe trop intense , et prolongent celte action pendant long-temps encore après que le soleil a quitté notre horizon. Les vêtemens blancs rendent plus supportable la vive action du soleil dans les pays chauds; les vêtemens noirs deviennent brCdans aux rayons du soleil. Il n’en

LIBRE OU RAYONNAIT. \y

faut pourtant pas conclure que les vêtemens Lianes soient généralement moins chauds que les vêtemens noirs; car, si la température de l’air est très-inférieure à celle du corps, les vêtemens noirs qui rayonnent davantage seront relativement moins chauds que les vêtemens Lianes. Il ne faut pas non plus attacher trop d’importance à cette influence de la couleur dans les climats tempérés ; attendu que les vêtemens étant , en général , de mauvais conducteurs du calorique -, leur surface extérieure est Lien loin d’acquérir là même température que le corps de l’individu qu’il recouvre. Nous donnerons sur cet objet les applications physiologiques , en traitant des rapports du calorique avec les êtres vivans;