VERRES ARDENS

La construction des instrumens qui servent à brûler à une petite distance est extrêmement importante pour la science, et on peut prévoir que quelque jour ils seront un des plus puissansagens de la chimie et des arts.

l'JI LENTILLE DE TSCHIRNHAUSEN.

Quoique les instrumens de catoptrique qu'on ait exécutés l'aient été sur une fort grande échelle, leurs effets n'ont jamais été aussi puissans que ceux des lentilles; ils ont d'ailleurs quelques désavantages qu'il est de leur essence de conserver : par exemple, le point brûlant doit toujours être placé entre le soleil et le centre du miroir, et l'opérateur ne peut point faire ses expériences avec autant de facilité que si le foyer était placé de l'autre côté de l'instrument, par rapport au soleil. Toutes ses opérations tendent nécessairement plus ou moins à empêcher la lumière d'arriver sur la surface réfléchissante. Ce défaut est sans remède ; il faut donc avoir recours aux instrumens de dioptrique ou de catadioptrique, qui peuvent seuls réunir un grand pouvoir à une grande commodité.

LENTILLE DE TSCHIRNHAUSEN.

Ce célèbre artiste construisit encore une lentille bi-convexe de quatre pieds de diamètre, qui, placée perpendiculairement aux rayons solaires pendant l'été, dans un beau temps , donnait un foyer d'un pouce et demi de diamètre à douze pieds de distance environ.

Le diamètre du troisième miroir de Villette ayant quarante-trois pouces, sa circonférence était de 1 35 jj le diamètre de la lentille de Tschirnhausen étant de 48 pouces, sa circonférence était de i5o pouces f- : la quantité de rayons qui tombait sur ce verre était donc à celle qui tombait sur le miroir comme iil\5 à 1000, et cependant l'effet du miroir était à la fois plus puissant et plus prompt que celui de la lentille.

D'ailleurs la différence des foyers était considérable. L'ouverture du miroir de Villette avait i4$2 \\ pouces carrés, et son foyer 28 ~ lignes carrées; l'aire de la lentille de Tschirnhausen i8r pouces carrés f-, et son

LENTILLE DE TSCHIRNH AUSEN. 2^3

foyer 254 lignes carrées 4- : par conséquent, le foyer du miroir était au foyer de la lentille comme i à q. Il paraît donc encore que, sous le rapport de la puissance, il y a plus d'avantage à employer la réflexion que la réfraction. De plus, une lentille de quatre pieds de diamètre est à peu près le maximum qu'ait pu produire l'art du verrier; tandis que la fabrication des miroirs opaques ne paraît pas être limitée aux dimensions que nous avons pu voir , quoiqu'à la vérité on ne puisse guère espérer aujourd'hui de grandes améliorations dans ce genre , puisqu'on s'en occupe à peine.

Tschirnhausen cependant ne se contenta point du succès de cette dernière expérience; il chercha les moyens de contracter son foyer, afin d'augmenter la puissance. Pour cela il fit usage d'un plus petit verre, d'une lentille d'un plus petit diamètre, qu'il plaça parallèlement à la première, afin de réunir et de resserrer de nouveau les rayons émanés du grand verre. 11 parvint ainsi à réduire son foyer dans le rapport de 8 1 à 16; et, bien que par cette nouvelle réfraction il se perdit une certaine quantité de rayons, au total cependant l'effet fut considérablement augmenté.

Quoi qu'il en soit, la lentille de Tschirnhausen est préférable au miroir de Villette pour les expériences; elle est infiniment plus commode, quoique relativement plus faible.

Les effets de ce dernier miroir sont décrits ainsi dans l'Histoire de l'Académie des sciences :

i° Toute sorte de bois, quelque dur ou vert qu'il soit, même mouillé dans l'eau, s'enflammera dans un moment.

20 L'eau, dans un petit vaisseau, bouillira dans un moment.

3° Les morceaux de métal étant dune grosseur pro- I. 18

'inl\ LENTILLE DE TSCHIRNHAIJSEN.

portionnée se fondront, non pas dans le moment, mais immédiatement après que le morceau de métal entier aura atteint un certain degré de chaleur. Par exemple, un morceau de plomb, s'il est trop gros, ne se fondra point du tout; mais, étant d'une grosseur proportionnée, il faut le tenir un peu de temps dans le foyer, et lorsqu'il commencera à se fondre clans un endroit, tout le reste continuera à se fondre. Le fer doit être en plaques très-minces, et alors il rougira dans le moment, et ensuite il se fondra aussi.

4° Les tuiles, ardoises, pierres ponce, la faïence, le talc, etc., de quelque grosseur qu'ils soient, rougissent dans le moment et se vitrifient.

5° I^ soufre, la poix, et toutes les résines, se fondent sous l'eau.

6° Lorsqu'on y expose sous l'eau, en été, du bois très-tendre, comme du pin, il ne paraît pas changé au dehors; mais lorsqu'on le fend en deux, il se trouve en dedans brûlé en charbon.

7° Si l'on fait un creux dans un charbon de bois dur, et si l'on met dans ce creux les matières que l'on veut exposer au soleil, l'effet en sera infiniment plus violent.

8° Quelque métal que ce soit, mis dans le creux drun charbon, se fond dans le moment , et le fer y jette des étincelles comme dans la forge; et si l'on tient les métaux de cette manière en fonte pendant quelque temps, ils s'envolent tous : ce qui arrive particulièrement, et très-promptement , au plomb et à l'étain.

9° Les cendres du bois, des herbes, du papier, de la toile, etc. , etc. , deviennent du verre transparent dans le moment.

io° Si quelques matières ne voulaient pas se fondre étant en morceaux, il faudrait les exposer en poudre;

LENTILLE DE TSCHIRNH A USEJV. in$

et si même en poudre elles ne se fondaient pas, il faudrait leur ajouter quelques sels, et tout se fondra.

1 1° Les matières qui sont le plus tôt altérées par ce feu sont les matières noires qui, dans la fonte, restent noires ; plus difficiles sont celles qui sont blanches, et qui, en fondant, deviennent noires; plus difficiles encore celles qui sont noires, et qui blanchissent dans la fonte : et les plus difficiles de toutes sont les matières blanches qui restent blanches dans la fonte , comme sont les cailloux, la craie d'Angleterre, la chaux.

12° Tous les métaux se vitrifient sur une plaque de porcelaine , pourvu qu'elle soit assez épaisse porur ne pas se fondre elle-même, et qu'on lui donne le feu par degrés, afin qu'elle ne pette pas. L'or reçoit dans sa vitrification une belle couleur de pourpre.

i3° Si l'on met dans un grand ballon des matières qui fondent facilement, comme sont du soufre, du zinc, du bismuth, etc., etc., en appliquant un seul verre brûlant ', on pourra observer des effets très- curieux dans le ballon; mais il faut prendre garde que l'endroit du ballon qui donne passage aux rayons du soleil ne soit pas tellement près du foyer que sa chaleur fasse casser le ballon.

i4° Le salpêtre, en une dose convenable, se volatilise entièrement, et s'en va en fumée; en sorte que, par cette manière, l'on pourrait faire de l'esprit de nitre promptement dans un gros ballon.

i5° Pour y fondre à la fois le plus de matière qu'il se pourra , il faut en mettre d'abord peu , et lorsque ce peu sera fondu, y eu ajouter encore un peu; et ainsi de suite. On pourra tenir en fonte, par cette manière, quatre onces d'argent à la fois.

i6° Une matière solide qui se met aisément en fonte pourra servir de fondant à une autre qui se fond diffi-

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eilernent, si on les expose ensemble au foyer, quand même il n'y en aurait que très-peu de celle qui est facilement fusible.

170 II est remarquable aussi que deux matières, chacune difficile à fondre séparément, lorsqu'elles sont exposées ensemble en une certaine dose, se fondent très-facilement : comme les cailloux et la craie d'Angleterre.

180 Un peu de cuivre rouge fondu de cette manière, étant jeté promptement dans l'eau froide, produit un coup si violent dans cette eau, que les plus fortes terrines se cassent , et le cuivre s'envole divisé en si petites parties, qu'on n'en trouve pas le moindre grain; ce qui n'arrive a aucun autre métal.

190 Les métaux s'évaporant dans la fonte les uns plus tôt que les autres, ils pourront par-là se purifier les uns les autres : par exemple, l'argent s'y peut purifier par le plomb , aussi bien que par la coupelle ordinaire.

200 On y pourra faire aussi toutes sortes de verres colorés.

2i° Tous les corps, excepté les métaux, perdent leurs couleurs dans le feu, et même quelques pierres précieuses.

ii° Certains corps se vitrifient promptement et deviennent aussi transparens que le cristal; et en refroidissant ils deviennent blancs de lait, et perdent toute leur transparence.

23° Au contraire, il y a d'autres corps qui sont opaques dans la fonte, et qui deviennent d'un beau transparent en se refroidissant.

i[\° Certaines matières sont fort transparentes dans la fonte et restent de même en refroidissant; mais quelques jours après elles deviennent opaques.

2 5° Certaines matières que le feu change en un verre qui est d'abord transparent, et qui ensuite devient opaque, étant fondues avec d'autres matières qui sont toujours opaques, produiront un beau verre, qui restera toujours transparent.

260 Les corps qui se changent en verre transparent deviennent un plus beau verre transparent, si on les laisse un peu long-temps dans le foyer.

270 Certaines matières deviennent un verre si dur, qu'étant taillé à facettes, il coupe du verre ordinaire.

280 Lorsqu'on fond du plomb et de l'étain ensemble sur une plaque épaisse de cuivre , il en sort beaucoup plus de fumée que s'il n'y en avait qu'un seul des deux; et ils ne s'en vont pas entièrement en fumée, il en reste toujours une scorie vitrifiée.

290 L'on peut concentrer par ces verres les rayons de la lune; mais ils ne donneront aucune chaleur sensible, quoiqu'ils fassent une grande clarté.

Le verre ardent le plus puissant qu'on se soit procuré jusqu'ici fut exécuté, pour M. Parker, par M. Penn d'islington. Après bien des essais, cet habile artiste parvint à fondre une lentille de flint-glass de trois pieds de diamètre.

On en voit le dessin figure 91. La grande lentille a est bi-convexe; placée dans son châssis, elle n'a plus que 2 pieds 8 pouces et demi de diamètre. Elle a 3 pouces un quart d'épaisseur au centre ; sa distance focale est de 6 pieds 8 pouces, le diamètre du foyer 1 pouce, et le poids de la lentille 212 livres.

Les rayons réfractés par cette lentille sont, d'après la méthode de Tschirnhausen, reçus par une seconde lentille £, dont le diamètre a 16 pouces hors de son

châssis, et i3 pouces clans le châssis. Son épaisseur centrale est de i pouce J , la longueur focale 29 pouces, le diamètre du foyer -f- de pouce, et le poids de la lentille 2 i livres.

La distance focale combinée de ces deux lentilles est cinq pieds trois pouces, et le diamètre du foyer un denri-pouce.

Ces deux lentilles forment les bases supérieure et inférieure d'un cône tronqué, à jour, formé par douze génératrices en bois.

A la moindre base est adaptée une crémaillière circulaire d , qui traverse le support / /, et qui marche au moyen d'un pignon placé à l'intérieur du support, mu lui-même par la manivelle e. Une barre de bois y, attachée en g, entre les deux côtes inférieures du cône, porte un petit appareil^, qui tourne sur un genou k, et se meut de l'avant à l'arrière relativement à b. Ce petit appareil, surmonté du plateau i\ qui reçoit les substances qu'on veut examiner, peut donc se placer très-exactement au foyer de la lentille b. La monture conique est supportée, du côté de la grande lentille, par des pivots adaptés à un grand arc en fer a c , qui s'appuie sur un pied d'acajou /, à trois pieds, à roulettes, m m m.

Voici les expériences qui furent faites en présence du major Gardner et de quelques membres de la Société royale.

Poids des substances Temps de la fusion

Substances fondues. en grains. en secondes.

Ardoise commune 10 2

Scories de fer 12 2

Or pur 20 3

Platine pur 11 3

Wickel 16 3

Cube de fonte 10 3

Cristal de roche (quartz hyalin) 7 6

Argent pur 20 4

Baryte 10 7

Lave 10 7

Cube d'acier r o 12

Cube de fer /o 12

Grenat 10 . . 17

Cuivre pur 33 20

Emeraude de l'Orient 2 25

Jaspe 10 2D

Cornaline brute 10 70

Pierre dite pourrie 10 80

Un diamant de dix grains, exposé pendant trente minutes au foyer de la lentille, fut réduit à six grains. Il s'ouvrit, s'exfolia, et laissa échapper une fumée blanchâtre. Il se referma , et conserva son poli et sa forme.

L'or conserva son état métallique, bien qu'exposé pendant plusieurs heures.

Des échantillons de platine conservèrent plus ou moins l'apparence métallique.

Du cuivre n'avait rien perdu de son poids après trois minutes d'exposition.

Le fer et l'acier entrèrent en fusion du coté où ils touchaient au charbon; l'autre partie ne fondit point, quoiqu'exposée au foyer.

Les scories de fer fondirent beaucoup plus vite que les tournures de ce métal.

Le précipité obtenu par le mélange d'un sulfate de fer avec la soude, pesait 5 grains avant d'être exposé, et 5 j après l'exposition.

Le résidu d'un morceau de zinc, après s'être fondu

a8o LENTILLE DE PARKER.

et presque entièrement évaporé , avait acquis du magnétisme.

Le cobalt s'évapora complètement en 67 secondes. Du bismuth exposé sur un charbon s'évapora presque en entier. Sur du carbure de fer, il commença à fondre au bout de 2 secondes, et était complètement fondu quelques instans après. Sur du fer, il ne perdit qu'un grain de son poids, après 180 secondes d'exposition. Sur de la cendre d'os, il fondit en 3 secondes.

Trente-trois grains d'antimoine fondirent en 3 secondes sur le charbon ; il n'en restait plus que onze grains après îcp secondes d'exposition.

Un morceau de cristal de l'Amérique du nord se contracta en i5 secondes; il était parfaitement liquéfié après 1 35 secondes; il commença à bouillir après i5o secondes, et devint d'une couleur d'ardoise et demitransparent.

L'agathe, la cornaline, le jaspe se couvrirent d'une surface très-brillante.

Un grenat, placé sur du carbure de fer, fondit en 120 secondes; il prit d'abord une teinte plus foncée, perdit un quart de grain, et devint attirable à l'aimant. Dix grenats tirés d'un bracelet se fondirent en une seule masse après quelques secondes d'exposition.

L'argile pyrométrique de Wedgwood se fondit en un émail blanc. Sept autres espèces d'argile , envoyées par le même Wedgwood, se vitrifièrent en peu de temps. La pierre à chaux, tantôt se vitrifiait, tantôt se prenait en masse. Un globule de cette substance vola en mille éclats lorsqu'on le plaça au foyer.

Les stalactites, le zeolithus spatosus, se formèrent en boule après 60 secondes; le globule commença à s'éclaircir après i/j8 secondes;, il était parfaitement transparent au bout de i55 secondes. Sa transparence

LENTILLES DE BREWSTEU. 28 ï

diminua par le refroidissement; il conserva une couleur rouge magnifique.

Les laves et autres produits volcaniques cédèrent aussi à la force de ce puissant instrument.

En 1802, sir Joseph Banks, le Dr Crawford, et quelques autres membres de la Société Royale, assistèrent à une expérience dans laquelle on chercha à concentrer les rayons lunaires; mais en appliquant au foyer les thermomètres les plus sensibles , on n'obtint aucun résultat, ou plutôt on crut voir le thermomètre s'abaisser un peu.

Cet instrument avait coûté près de sept cents livres sterling à M. Parker, qui l'avait fait exécuter pour le vendre. On ouvrit une souscription pour l'acquérir et le faire placer dans quelque établissement national ; mais cette souscription ne produisit presque rien : de sorte qu'enfin le capitaine Mackintosh, qui accompagna lord Macartney à la Chine, en devint possesseur, et le transporta à Pékin , où il est aujourd'hui. Il est donc peu probable que nous ayons jamais de nouvelles des expériences auxquelles il pourra être employé.