TRANSMISSION DE LA CHALEUR A DISTANCE

envoient de la chaleur, et si le thermomètre baisse, dans la première expérience, c'est que lui aussi rayonne de la chaleur et en perd, quand il est dans une enceinte plus froide que lui. L'impression de froid que Ton ressent en approchant sa main d'un bloc de glace provient de même de ce que la main rayonne beaucoup de chaleur vers la glace, et non du froid que lance celle-ci; car si Ton place le bloc près d'un thermomètre indiquant une température inférieure à la sienne, on verra aussitôt ce thermomètre monter.

Nous devons conclure de là qu'il n'y a pas de rayons frtgorifiques comme on Fa admis longtemps ; le froid n'est que le résultat d'une perte de chaleur qui n est pas compensée, d'où résulte une impression particulière, ou, dans le cas des corps bruts, une diminution de volume. Nous ajouterons aussi qu'il n'y a pas lieu de distinguer la chaleur, quant aux lois du rayonnement, en chaleur lamineuse et chaleur obscure ; ces lois étant exactement les mêmes dans les deux cas.

VIS. IaiIs de la propagation de la ehalear rayonnante. — La chaleur se propage en ligne droite. Pour le prouver, il suffit de placer entre un foyer de chaleur et l'une des boules d'un thermoscope, ou la base de la pile du thermo-multiplicateur, une suite d'écrans percés d'une petite ouverture. Ce n'est <)ue lorsque toutes ces ouvertures sont sur une même ligne droite passant par la source de chaleur, que l'on voit l'appareil thermoscopique indiquer une élévation de température. Si l'on fait passer la chaleur par un tube, il faudra ÎDilait une position et une forme telles qu'une ligne droite allant d'un point delà source de chaleur au thermomètre, ne touche pas la surface intérieure de «tube; sans cola il n'y a pas d'effet calorifique indiqué.

layon de ehalear. — On nomme rayon de chaleur, toute direction prise i partir d'une surface qui émet de la chaleur, et suivant laquelle cette chaleur se propage. De là le nom de chaleur rayonnante donné par Scheele à la chaleur en mouvement hors des corps. Un faisceau de chaleur n'est autre chose qu'un espace conique ou prismatique, dans tous les points duquel passent des rayons de chaleur qui partent du sommet du cône ou de la base du prisme.

Un corps homogène, dont tous les points sont à la même température, rayonne également dans tous les sens. Cependant, si l'on dispose autour d'un Iwulet rouge plusieurs thermomètres égaux, on remarque que ceux qui sont en haut montent plus vite que les autres. Ce résultat est dû à l'air dilaté par le koulet, qui, en s'élevant, à cause de sa diminution de densité, rencontre 'e thermomètre supérieur et lui communique, par contact, la chaleur qu'il a empruntée au boulet. Les académiciens de Florence, ayant placé deux thermomètres dans la chambre d'un baromètre, l'un en haut et l'autre en bas, ont reconnu qu'un corps chaud placé à côté du tube et à égale distance des deux thermomètres les échauffait autant l'un que l'autre.

Quand plusieurs faisceaux de chaleur venant de différentes sources, passent en même temps par une même ouverture, ils ne se gênent pas et ne se modifient pas mutuellement; car un thermomètre t {fig. 546) placé sur le trajet

CHALELR RAYO.WANTE.

d'uD de ces faisceaux, ne varie pas quand on intercepte les autres au moyen d'écrans, e, e\ ou quand on enlève ces écrans. Ce résultat s'explique, dans le système des ondulations, par le principe de la coexistence des petites oscillations (I, 500).

1i€. Delà Titcsse ée Im ebmlear. — On n'a pas pu évaluer jusqu'à présent la vitesse avec laquelle la chaleur se transmet. Toutes les fois qu'on lève un écran interposé entre une source de chaleur et un thermoscope très sensible, on voit ce dernier indiquer immédiatement l'arrivée de la chaleur, quelque éloignée que soit la source d'où elle émane. Pictet a opéré sur une distance de 69 pieds, au moyen des miroirs conjugués, appareil que nous décrirons plus loin (7:20). La chaleur semble donc se transmettre instantanément ; mais comme les lois de la chaleur rayonnnnte et celles de la propagation de la lumière sont exnctement les mêmes, on doit penser que les vitesses de transmission de ces deux agents sont, sinon identiques, du moins du même ordre de grandeur. Or, la vitesse de la lumière est de 70 îi SOmille lieues par seconde ; la chaleur possède donc aussi une vitesse extrêmement grande, et telle que, pour les distances que l'on considère à la surface de la terre, on peut la regarder comme se transmettant insUntanément.

Fig. 54i:.

n. léleziM et U cfealtu'.

717. DéfiHiti«B8. — Lorsque des rayons de thaleur rencontrent la surface de séparation de deux milieux différents, rexpérieuce montre qu'ils se divisent en deux parties ; l'une qui passe au-delà de la surfine de séparation et pénétre dan< lintérieur du second milieu , Tauti e qui revient ilans le premier milieu. Ce retour des rayons, du même cùtè de la surface de séparation, constitue le phénomène de la réflexion de la chaleur. Les expériences que Ton fait , pour établir les lois de la réflexion, prouvent en même temps l'existence du phénomène.

On nomme rayon incident le rayon calorifique SI i fi;]. 547» avant sa rencontre avec la surlace; et rayon réfléchi , le rayon, IR, après sa rencontre. Le point 1 .<e nomme l'olnt d'incidence. L'angle SIN, que fait le rayon incident avec la normale IN à la surface de séparation des deux milieux , se nomme VanyU ff incidence, et l'angle RIN que fait le rayon réfléchi avin: la même normale, angle de réflexion.

fHi-

RÉFLEXION. 4i

718. Lois de la réflexIoB. — !<> Le rayon incident j le rayon réfléchi et Janùi-male an point (T incidence sont dans un même plan.

î"^ Lantjle d'incidence est égal à l angle de réflexion.

Pour démontrer ces lois directement, on fait tomber un faisceau de rayons Calorifiques, limité par son passage à travers des ouvertures pratiquées dans des écrans, sur une surface plane et polie qui les réfléchit, et l'on place la pile du therrao-mulliplic^ileur (7 1 i) de manière que le prolongement de son axe passe par le point d*incidence, et qu'elle reçoive le faisceau réfléchi. On trouve alors que la surface réfléchissante fait des angles égaux avec cet axe et avec la direction des ouvertures des écrans, et qu'elle est perpendiculaire au plan de ces deux direction?; ce qui prouve les deux lois énoncées. Mais ce moyen ne donne qu'une grossière approximation, à cause de la nécessité d'employer un faisceau calorifique d'une section assez grande pour qu'il puisse agir sur l'appareil thermométrique, et alors il n'y a rien de précis dans la détermination des directions des faisceaux incident et réfléchi. Cet inconvénient n'existe pas pour la lumière, notre œil pouvant être impressionné par un faisceau lumineux d'une finesse excessive; aussi les lois de la réflexion de la lumière, qui sont les mêmes que celles de la réflexion de la chaleur, peuvent-elles se démontrer directement par l'expérience avec une précision extrême, comme nous le verrons dans l'optique. Celle circonstance nous ofl*re un moyen de prouver les mômes lois pour la clialenr, en constatant que la marche de ces rayons, après la réflexion, est la même que celle des rayons lumineux réfléchis sur le même miroir, après l'avoir rencontré sous les mêmes incidences.

H9. Hiroira paraboliques. — Nous pouvons prouver les lois de la réflexion delà chaleur, sans invoquer les propriétés de la lumière, au moyen dos miroirs «•oncaves paraboliques, c'est-à-dire au moyen de surfaces polies ayant la forme d'un paraboloïde de révolution. Or, d'après les propriétés de la parabole, si l'on mène par un point m de la courbe (fig. 5i8), une droite wiS, parallèle à l'axe, et une autre mf passant par le foyer de la courbe, l'angle de ces deux droites sera partagé en deux parties égales par la normale mn. Réciproquement, si, ayant ™pné une droite /m, du foyer à un point m de la courbe, on mène par ce point une parallèle wS à pig. 548.

'axe du paraboloïde, l'angle Smn sera égal à

' angle /"mn, et sera dans le même plan. Si donc nous plaçons un point rayonnant, au foyer d'un miroir parabolique, et si les rayons, après s'être réfléchis sur ce miroir, forment un faisceau parallèle à son axe, nous devrons en conclure que 'a réflexion s'est faite suivant les lois énoncées. Si, d'un autre côté, on reçoit sur le miroir un. faisceau de rayons parallèles à son axe, ces rayons, après la ''éllexion, devront se croiser au fover. Tous ces résultats sont d'accord avec

CHALEUR RAYOXXAXTE.

I>xpcrienc<». On opère de la manière suivante: on place en face l'un de Fautre, à une distance de 10 à 15 mètres, deux miroirs paraboliques m ein(fig. 549), ordinairement en laiton, de manière que leurs axes coïncident. Au foyer F de Tun d>ux, on dispose des charbons ardents contenus dans une corbeille en fils

Fig. 549.

de fer, et au foyer de l'autre, F, on place un corps facile à enflammer; comme de Tamadou ou du fulmi-coton. Au bout de quelques instants l'inflammation se produit. L'expérience ne réussirait pas si le corps inflammable était hors du foyer du miroir. Si l'on met en F une très petite boule incandescente, en plaçant en F' le réservoir d'un très petit thermomètre, on trouve qu'il ne monte que lorsqu'on le place exactement au foyer. Enfin, on remarque qu'en plaçant une boupc en F, le point où se rassemblent les rayons lumineux coïncide avec le point F'.

BéAeiLiMi dmmm le vMe. — Les lois de h réflexion sont iniiêi»endanl<s de la présence de Tair, car Texpé- TÎcjïce qui précède réussit tout aussi bien dans le vide, comme l'a montré H. Da^T. Les deux miroirs paraboliques \ fia. 55i»i s^nt placé> l'un au-dessus de l'autre, dans un même récipient dont on extrait l'air. Au foyer f du miroir supérieur, se trouve un 61 très fin en platine, replie plusieurs fois sur îui-miVnc, et soudé à deux fils de cuivre phis gros a et />, qui sortent du récipient par deux tubulures. Si l'on fait passer un conrami r]rttnqi.r à iijivers le fil oK h portion f denenl incandescente, et Ton voit an thenromélrc place au foyer f monter aussitôt.

Fift- 5S0.