DENSITÉ

par rapport à l'air.

excès sur le calcal.

absolue n2-I.

Air

Oxygène

Hydrogène

Azote

Chlore : . . .

Protoxydc d'azote .

Gaz Ditreax

Acide chlorhydrique

Oxyde de carbone.

Acide carbonique. .

Cyanogène

Gaz olèfiant

Gaz des marais...

EUier chlorhydriq.

Acide cyanhydrique

Ammoniaque

Acide cUoroxycarbonique

Acide suirhydrique

Acide sulfureux . . .

Ether sulfarique . .

Sulfure de carbone.

Frotophosphure d'hydrogène

Il résulte de ce tableau et des observations de Biot et Arago, que :

\^ Il n*y a pas de relation simple entre les puissances réfractives des gaz et

leurs densités. Ainsi, la densité de la vapeur d'éther chlorhydrique est un peu

plus faible que celle de Facide sulfureux, et la puissance réfractive du premier

est supérieure à celle de Tacide sulfureux, de plus des f de celle-ci ; la vapeur

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d'éther sulfurique possède à ^peu prés la même densité que le chlore, et sa puissance réfractive est double. Cela ayant lieu pour les gaz simples qui, sous la même pression et à la même température, ont leurs molécules également distantes, on voit que ces molécules n'agissent pas de la même manière sur la lumière; d'où Ton peut conclure que les capacités calorifiques et les puissances réfractives n'appartiennent pas au même ordre de cause.

^ La puissance réfractive des gaz et des vapeurs est proportionnelle à leur pression ; mais cette loi n'a été vérifiée que pour des pressions inférieures à la pression atmosphérique. Elle a été trouvée exacte pour des températures comprises entre 8° et 3^"".

3* La puissance réfractive d'un mélange de gaz est égale à la somme des puissances réfractives des gaz mélangés, rapportées à la pression particulière de chacun d'eux dans le mélange.

40 La puissance réfractive d'un composé gazeux n'est pas égale à la somme des puissances des gaz composants ; elle est tantôt plus grande, tantôt plus petite que cette somme. Ce résultat, que Dulong a constaté sur le plus grand nombre de gaz possible, se voit dans la 3» colonne du tableau, où se trouvent les différences entre les résultats observés et ceux qu'on obtient en prenant les sommes des puissances des gaz composants. Ces différences sont bien supérieures à celles qui pourraient provenir des erreurs d'observation. — L'air ayant une puissance réfractive égale à la somme des puissances de l'oxygène et de l'azote, rapportées à leur pression particulière, on en conclut que l'air est un mélange et non une combinaison des deux gaz.

SOI 9. indiee de la vapeur d'eau. — La vapeur d'eau entrant dans la composition de l'atmosphère, il était important d'en connaître l'indice de réfraction. Laplace ayant voulu faire entrer cet indice dans les formules par lesquelles il a représenté la réfraction atmosphérique, en a calculé la valeur au moyen de l'indice de l'eau, en se servant de la loi des pouvoirs réfringents proportionnels à la densité, loi inexacte (^15). Biot a cherché à obtenir, par l'expérience, un résultat plus digne de confiance ; mais il n'a pu saisir aucune différence de déviation quand le prisme de Borda était rempli d'air sec ou d'air saturé de vapeur. M. Jamin a repris la question par une méthode très précise que nous ferons connaître plus tard (ch. VI), et a trouvé, en appliquant la loi de la proportionnalité pour un même gaz, des puissances réfractives aux densités, que la vapeur d'eau, à la température de 0° et sous la pression deO",76, aurait pour indice, si elle pouvait exister sous une semblable pression, la valeur 1,000261, qui est moindre que l'indice de l'air dans les mêmes conditions. La puissance réfractive serait donc n^ — 1 = 0,000521 ; tandis que, si on la calcule en partant de l'indice de l'eau, au moyen de la loi des pouvoirs réfringents, on trouve le nombre 0,000625.

- En ajoutant à l'indice de l'air sec, celui de la vapeur d'eau à saturation sous la pression qu'elle possède à 20°, M. Jamin trouve que la différence entre les indices de l'air sec et de l'air saturé, n', n'est que 0,000 000 726. La vapeur

INDICE DE RÉFRACTION DES GAZ. i73

d*ean n'apporte donc à Tindice de l*air que des modifications beaucoup trop petites pour être sensibles avec le prisme de Borda. II n*est donc pas étonnant que Biot n*ait pas trouvé de différence entre Tair sec et Tair bumide, et Ton voit qu*il est inutile d'introduire dans les formules de la réfraction atmosphérique, un terme relatif à la présence de Tbumidité.

MWtO. ladiee des vapenni pmdnlCes ik des ienpémtares étovéea. — L'action d'un corps sur la lumière qui le traverse dépend à la fois de sa structure et de la natnre de «a substance. L'influence de la structure est éliminée dans l'état fluide, et en particulier dans l'état gazeux, ce qui donne une grande importance aux indices des corps en vapeur. C'est pourquoi'^M. Leroux a entrepris de mesurer les indices des vapeurs de divers corps simples qui ne se vaporisent qu'à une haute température ^ Il a déduit l'indice de la vapeur par rapport à l'air à la même température, de la déviation minimum à travers un prisme en fer formé par des glaces et rempli de la vapeur à étudier. En admettant que le rapport des dilatations de l'air et de la vapeur soit constant, on peut regarder le pouvoir réfringent (n^ —{) l d comme constant pour une même substance, et ramener par le calcul les indices des diverses vapeurs à la même température.

La figure 1532 représente l'appareil employé. Le prisme est représenté à part en P, P' ] P est une coupe par un plan perpendiculaire, aux arêtes, et P' une vue par l'arête de sommet placée verticalement. Le prisme est percé suivant ll\ d'un canal fermé par des glaees / et /' choisies avec soin. Ces glaces sont maintenues par des cadres en fer/jTetff, pressés par des pinces à vis, p, p... ; un mastic formé d'azotate de potasse et de blanc de Meudon est' interposé entre les glaces et le prisme de fer. Quand la température devait dépasser GOO*", l'azotate était remplacé par du borate de soude ou des silicates facilement fusibles. 0, 0 sont des ouvertures destinées à nettoyer les glaces, et fermées par des bouchons à vis k, avec interposition d'anneaux en cuivre.

Le prisme, dont l'angle a été mesuré au moyen de la réflexion, est surmonté d'un tube par lequel s'échappe l'excès de vapeur ; un disque mince posé sur l'ouverture o, o fait soupape, et permet à la pression intérieure de s'équilibrer avec l'extérieure. Le prisme est joint à une plaque de fer , mm , bien dressée et bien parallèle h sa base, par laquelle on le suspend dans une botte en fer forgé h munie de deux ouvertures opposées, et représentée à part en Vfi. Des crochets à vis, V, serrent la plaque contre les bords bien dressés de la boite, qui est entourée d'une enveloppe en tôle E, e, pouvant contenir du plomb fondu. La boite est fixée à l'extrémité d'une colonne en fer ce' pouvant tourner sur eUe-méme sur une pointe inférieure et dans un collet s, pour appliquer le retournement. Les angles «e mesurent sur un cercle gradué rr, au moyen de l'alidade à vemier a.

1 Amuki de dUmte el de pfcynçM, 3« >érie, t. LU, p. 385.

Le prisme est échauffé au moyen d'un fourneau en tôle revêtu de briques FF, suspendu à la boîte et à son enveloppe , au moyen de deux traverses en fer t, faisant corps avec Tenveloppe e. Les mouvements de Tair chaud à Textérieur du prisme troubleraient les images; pour éviter cet inconvénient, aux ouvertures opposées de la boîte sont adaptés des tubes en fer D, D fermés par des glaces, et dans lesquels Tair échauffé ne peut former de courants, et se trouve distribué en tranches à peu près verticales, à travers lesquelles les rayons ne sont pas déviés ; comme on s'en est assuré, du reste, en opérant avec le prisme rempli d*air. Pour empêcher la chaleur d'arriver jusqu'aux glaces, il y a en D,D des portions de tul)e en cuivre, autour desquelles circule un courant d'eau.

La lumière d'une lampe, ou celle du soleil réfléchie par un héliostat, passe par un collimateur C, formé par une lunette dont l'oculaire est remplacé par

une plaque munie d'une fente verticale très fine. Les rayons qui ont traversé le prisme, sont reçus par une lunette L destinée à mesurer la déviation. Cette lunette est fixe et munie d'un micromètre M, consistant en deux fils croisés inclinés à 45° sur l'horizon, et recevant un mouvement horizontal d'une vis micrométrique u dont le pas a 7°*™ et dont la tête porte 300 divisions. L'oculaire se meut avec le micromètre et grossit assez pour qu'on puisse apprécier le déplacement correspondant à A divisions de la tête. On mesure ainsi le déplacement de la mire quand le prisme agit sur la lumière, et on en déduit la déviation en considérant ce déplacement comme l'arc qui la mesure ; arc dont le rayon est égal à la distance, d'environ 2 mètres, du micromètre au centre optique de Tobjectif. Cette méthode permettait d'opérer rapidement, et l'erreur ne pouvait être de i'. — Comme la course du micromètre était peu étendue, quand on avait à mesurer une déviation de plus de 12', on se servait d'un prisme auxiliaire en verre, que l'on plaçait sur une petite plate-forme bien

INDICE DE RÉFRACTION DES GAZ

horizontale, oê, de manière qae la face d*entrée du prisme fût bien parallèle à la glace qui ferme le tube D. La déviation de ce prisme se mesurait sur l'appareil même ; elle était de 17' environ.

Voici la marche de Topération. On commence par placer la boite b bien horizontalement, en agissant sur les vis calantes n, n, n, et sur 6 vis appartenant à un système de deux plateaux p, qui réunissent les deux parties c, e' de Tarbre, et dont trois tendent à les rapprocher et les trois autres, à les écarter ', un niveau à bulle d*air posé sur les bords de la boite doit rester horizontal pendant qu'on fait tourner Fappareil On place ensuite le prisme, puis on chauffe jusqu'à 300'' environ, pour ramollir le mastic. On place ensuite les glaces des tubes D, D, on vise la mire lumineuse au milieu de sa largeur, on recommence après le retournement, et Ton connaît ainsi le double de la déviation que produisent les glaces. On introduit ensuite dans le prisme la substance qui doit fournir la vapeur, et quand la température est arrivée au point convenable, on observe la déviation, en employant le retournement si la vapeur ne se dissipe pas trop vite. — Il est bon de terminer en chassant la vapeur par un courant d'air, et d'observer de nouveau la déviation que produisent les glaces de Tappareil. — Toutes les causes d'erreur, discutées minutieusement, ont été reconnues négligeables. Le tableau suivant renferme les résultats trouvés par M. Leroux :