Encyclopédie méthodique/Physique/ARDENT
ARDENT : (miroir) c’eſt un miroir concave, dont la ſurface eſt fort polie, & par lequel les rayons du ſoleil ſont réfléchis & ramaſſés en un ſeul point, ou plutôt en un eſpace fort petit : par ce moyen, leur force eſt extrêmement augmentée ; de ſorte qu’ils brûlent les corps ſur lesquels ils tombent après cette réunion.
Verre ardent, eſt un verre convexe, appelé en latin lens cauſtica. Ce verre a la propriété de transmettre les rayons de lumière, & dans leur paſſage il les réfractent ou les incline vers ſon axe ; & ces rayons, ainſi rompus & rapprochés de l’axe, ſe réuniſſent en un point ou à-peu-près en un point, & ont aſſez de force en cet état pour brûler les corps qui leur sont préſentés. Ainſi il y a cette différence entre les miroirs & les verres ardens, que les premiers réuniſſent les rayons en les réfléchiſſant, & les autres en les briſant ou en les réfractant. Les rayons tombent ſur la ſurface des miroirs ardens, & en ſont renvoyés, au lieu qu’ils pénètrent la ſubſtance des verres ardens. Le point de réunion des rayons dans les miroirs & les verres ardens, s’appelle le foyer. Voyez Lentille & Réfraction.
Les miroirs ardens dont on ſe ſert ſont concaves ; ils ſont ordinairement de métal : ils réfléchiſſent les rayons de lumière, & par cette réflexion, les inclinent vers un point de leur axe. Voyez Miroir, Réflexion. Quelques auteurs croyent que les verres convexes étoient inconnus aux anciens : mais on a cru qu’ils connoiſſoient les miroirs concaves. Les hiſtoriens nous diſent que ce fut par le moyen d’un miroir concave, qu’Archimède brûla toute une flotte ; & quoique le fait ait été fort conteſté, on peut toujours tirer cette concluſion, que les anciens avoient connoiſſance de cette ſorte de miroirs. On ne doute nullement que ces miroirs ne fuſſent concaves & métalliques, & on eſt perſuadé qu’ils avoient leur foyer par réflexion. À l’égard des verres brûlans, M. de la Hire fait mention d’une comédie d’Ariſtophane, appelée les Nuées, dans laquelle Strepſiade fait part à Socrate d’un expédient qu’il a trouvé pour ne point payer ſes dettes, qui eſt de ſe ſervir d’une pierre tranſparente & ronde, & d’expoſer cette pierre au ſoleil, afin de fondre l’aſſignation, qui, dans ces temps, s’écrivoit ſur de la cire. M. de la Hire prétend que la pierre ou le verre dont il eſt parlé dans cet endroit, qui ſervoit à allumer du feu & à fondre la cire, ne peut avoir été concave, parce qu’un foyer de réflexion venant de bas en haut, n’auroit pas été propre, ſelon lui, pour l’effet dont on a parlé ici, car l’uſage en auroit été trop incommode ; au lieu qu’avec un foyer de réfraction venant de haut en bas, on pouvoit aiſément brûler l’aſſignation. Voyez Hiſt. acad. 1708. Ce ſentiment eſt confirmé par le ſcoliaſte d’Ariſtophane. Pline fait mention de certains globes de verre & de cryſtal, qui, expoſés au ſoleil, brûloient les habits, & même le dos de ceux ſur qui tomboient les rayons. Et Lactance ajoute qu’un verre ſphérique plein d’eau & expoſé au ſoleil, allume du feu, même dans le plus grand hyver, ce qui paroît prouver que les effets des verres convexes étoient connus des anciens.
Cependant il eſt difficile de concevoir comment les anciens, qui avoient connoiſſance de ces ſortes de verres ardens, ne ſe ſont pas apperçus en même temps que ces verres groſſiſſent les objets. Car tout le monde convient que ce ne fut vers la fin du treizième ſiècle que les lunettes furent inventées. M. de la Hire remarque que les paſſages de Plaute qui ſemblent inſinuer que les anciens avoient connoiſſance des lunettes, ne prouvent rien de ſemblable : & il donne la ſolution de ces paſſages, en prouvant que les verres ardens des anciens étant des ſphères, ou ſolides, ou pleines d’eau, le foyer n’étoit pas plus loin qu’à un quart de leur diamètre. Si donc on ſuppoſe que leur diamètre étoit d’un demi-pied, qui eſt, ſelon M. de la Hire, la plus grande étendue, qu’on puiſſe donner, il auroit fallu que l’objet fût à un pouce & demi d’éloignement pour qu’il parût groſſi ; car les objets qui ſeront plus éloignés ne paroîtront pas plus grands, mais on les verra plus confuſément à travers le verre, qu’avec les yeux. C’eſt pourquoi il n’eſt pas ſurprenant que la propriété qu’ont les verres couvexes de groſſir les objets, ait échappé aux anciens, quoiqu’ils connuſſent peut-être la propriété que ces mêmes verres avoient de brûler : il eſt bien plus extraordinaire qu’il y ait 300 ans d’intervalle entre l’invention des lunettes à lire & celle des téleſcopes. Voyez Télescope.
Tout verre ou miroir concave raſſemble les rayons qui ſont tombés ſur ſa ſurface, & après les avoir rapprochés, ſoit par réfraction, ſoit par réflexion, il les réunit dans un point ou foyer ; & par ce moyen, il devient verre ou miroir ardent ; ainſi le foyer étant l’endroit où les rayons ſont le plus raſſemblés, il s’enſuit que ſi le verre ou le miroir eſt un ſegment d’une grande ſphère, ſa largeur ne doit pas contenir un arc de plus de dix-huit degrés ; & ſi le verre ou le miroir eſt un ſegment d’une plus petite ſphère, ſa largeur ne doit pas être de plus de trente ; parce que le foyer contiendroit un eſpace trop grand, ſi le miroir étoit plus étendu : ce qui eſt vérifié par l’expérience.
La ſurface d’un miroir, qui eſt un ſegment d’une plus grande ſphère, reçoit plus de rayons que la ſurface d’un plus petit : donc, ſi la largeur de chacun contient un arc de dix-huit degrés, ou même plus ou moins, pourvu que le nombre de degrés ſoit égal, les effets du plus grand miroir ſeront plus grands que ceux du plus petit ; & comme le foyer eſt vers la quatrième partie du diamètre, les miroirs qui ſont des ſegmens de plus grande ſphère, brûlent à une plus grande diſtance que ceux qui ſont des ſegmens d’une plus petite ſphère : ainſi, puiſque l’action de brûler dépend de l’union des rayons, & que les rayons ſont réunis, étant réfléchis par une ſurface concave ſphérique quelle qu’elle puisse être, il n’eſt pas étonnant que même les miroirs de bois doré, ou ceux qui ſont faits d’autres matières, puiſſent brûler. Zahn rapporte, dans ſon livre intitulé, Oculus artificialis, que l’an 1699 un certain Neumann fit à Vienne un miroir ardent de carton, & que ce miroir avoit tant de force qu’il liquéfioit tous les métaux.
Les miroirs ardens d’Archimède & de Proclus ſont célèbres parmi les anciens. Par leur moyen, Archimède, dit-on, brûla la flotte des Romains qui aſſiégeoient Syracuſe, ſous la conduite de Marcellus, ſelon le rapport de Zonare, de Galien, d’Eustathe, &c. & Proclus fit la même choſe à la flotte de Vitalien qui aſſiégeoit Byſance, ſelon le rapport du même Zonare. Cependant, quelque atteſtés que ſoient ces faits, ils ne laiſſent pas d’être ſujets à de fort grandes difficultés. Car la diſtance du foyer d’un miroir concave eſt au quart de ſon diamètre : or, le père Kircher paſſant à Syracuſe, & ayant examiné la diſtance à laquelle pouvoient être les vaiſſeaux des Romains, trouva que le foyer du miroir d’Archimède étoit au moins à trente pas ; d’où il s’enſuit que le rayon du miroir devoit être fort grand. De plus, le foyer de ce miroir devoit avoir peu de largeur. Ainſi, il paroît difficile, ſelon pluſieurs auteurs, que les miroirs d’Archimède & ceux de Proclus puſſent avoir l’effet qu’on leur attribue.
L’hiſtoire d’Archimède deviendra encore difficile à croire, ſi on s’en rapporte au récit pur & ſimple que nous en ont donné les anciens. Car, ſelon Diodore, ce grand géomètre brûloit les vaiſſeaux des Romains à la diſtance de trois ſtades ; &, ſelon d’autres, à la diſtance de 3 000 pas. Le père Cavalieri, pour ſoutenir la vérité de cette hiſtoire, dit, que ſi des rayons réunis par la ſurface d’un miroir concave ſphérique, tombent ſur la concavité d’un connoïde parabolique tronqué, dont le foyer ſoit le même que celui du miroir ſphérique, ces rayons réfléchis parallèlement à l’axe de la parabole, formeront une eſpèce de foyer linéaire ou cylindrique. M. Dufay ayant voulu tenter cette expérience, y trouva de grandes difficultés ; le petit miroir parabolique s’échauffe en un moment, & il eſt preſque impoſſible de le placer où il doit être. D’ailleurs, l’éclat de ces rayons réunis qui tombent ſur le miroir parabolique, incommode extrêmement la vue.
M. Deſcartes a attaqué dans ſa dioptrique l’hiſtoire d’Archimède : il y dit poſitivement, que ſi l’éloignement du foyer eſt à la largeur du verre ou du miroir, comme la diſtance de la terre au ſoleil eſt au diamètre du ſoleil (c’eſt-à-dire environ comme 100 est à 1), quand ce miroir ſeroit travaillé par la main des anges, la chaleur n’en ſeroit pas plus ſenſible que celle des rayons du ſoleil, qui traverſeroient un verre plan. Le pere Niceron ſoutient la même opinion. Voici ſa preuve. Il convient que les rayons qui partent d’une portion du diſque du ſoleil égale au verre ou au miroir qu’on y expoſe, ſeront exactement réunis à son foyer, s’il eſt elliptique ou parabolique : mais les rayons qui partent de tous les autres points du diſque du ſoleil, ne peuvent êtres réunis dans le même point, & forment autour de ce point une image du diſque du ſoleil, proportionnée à la longueur du foyer du verre. Lorſque ce foyer eſt très-court, c’eſt-à-dire, fort près du verre, l’image du ſoleil eſt fort petite ; preſque tous les rayons paſſent ſi proche du foyer, qu’ils ſemblent ne faire qu’un point lumineux : mais à meſure que le foyer s’éloignera l’image s’agrandira par la diſperſion de tous ſes rayons qui ne partent pas du centre du ſoleil, que je ſuppoſe répondre directement au foyer du miroir, & par conſéquent cet amas de rayons, qui étant réunis dans un très-petit eſpace, faiſoient un effet conſidérable, n’en fera pas plus que les rayons directs du ſoleil, lorſque l’éloignement du foyer ſera tel qu’ils ſeront auſſi écartés les uns des autres, qu’ils l’étoient avant que de rencontrer le verre. Ainſi parle le P. Niceron.
Cela peut être vrai, dit M. Dufay ; mais eſt-il ſûr que les rayons qui viennent d’une portion du diſque du ſoleil égale à la ſurface du verre, étant réunis au foyer, ne ſuffiſent pas pour brûler indépendamment des autres ? M. Dufay reçut ſur un miroir plan d’un pied en quarré l’image du ſoleil, & la dirigea de façon qu’elle allât tomber ſur un miroir ſphérique concave aſſez éloigné, qui réuniſſoit à ſon foyer tous les rayons qu’il recevoit parallèles ou preſque parallèles ; & ces rayons devoient allumer quelque matière combuſtible ; le miroir ſphérique a été porté à la diſtance de 600 pieds, & ſon foyer a encore été brûlant. Cependant le miroir plan qui recevoit le premier les rayons du ſoleil, étoit aſſez petit pour ne recevoir de rayons parallèles que d’une petite partie de ſa ſurface ou de ſon diſque ; les inégalités inévitables de la ſurface du miroir faiſoient perdre beaucoup de rayons ; ceux qui portoient l’image du ſoleil du miroir plan ſur le miroir concave étoient ſi divergens, que cette image étoit peut-être dix fois plus grande & plus foible ſur le concave que ſur le plan ; & par conſéquent ces rayons étoient fort éloignés du paralléliſme ; enfin, ils étoient affaiblis par deux réflexions conſécutives. Il paroît par-là que les rayons du ſoleil, tels qu’ils ſont répandus dans l’air, conſervent une grande force, malgré un grand nombre de circonſtances déſavantageuſes ; & peut-être, ajoute M. Dufay, ſeroit-il permis d’appeler du jugement que Deſcartes a porté contre l’hiſtoire d’Archimède. Il est vrai qu’afin qu’un miroir fût capable de brûler à une grande diſtance, il faudroit, s’il étoit parabolique, que la parabole fût d’une grandeur énorme & impraticable, puiſque la paramètre de cette parabole devroit être quadruple de cette diſtance ; & ſi le miroir étoit ſphérique, ſon rayon devroit être double de cette diſtance ; & de plus, ſon foyer auroit beaucoup d’étendue. Mais l’expérience de M. Dufay prouve qu’on peut porter avec un miroir plan à une aſſez grande diſtance l’image du ſoleil, dont les rayons ſeront peu affoiblis ; & ſi pluſieurs miroirs plans étoient poſés ou tournés de façon qu’ils portaſſent cette image vers un même point, il ſe pourroit faire en ce point une eſpèce de foyer artificiel qui auroit de la force. Ce fut ainſi, au rapport de Tzetzès, poète Grec, mais fort poſtérieur à Archimède, que ce célèbre mathématicien brûla les vaiſſeaux des Romains. Ce poète fait une deſcription fort détaillée de la manière dont Archimède s’y prit pour cela. Il dit que ce grand géomètre diſpoſa les uns auprès des autres pluſieurs miroirs plans, dont il forma une eſpèce de miroir polygone à pluſieurs faces ; & que par le moyen des charnières qui uniſſoient ces miroirs, il pouvoit leur faire faire tels angles qu’il vouloit ; qu’il les diſposa donc de manière qu’ils renvoyaſſent tous vers un même lieu l’image du ſoleil, & que ce fut ainſi qu’il brûla les vaiſſeaux des Romains. Tzetzès vivoit dans le douzième ſiècle ; & il pourroit ſe faire que Proclus, qui vivoit dans le cinquième, eût employé une méthode ſemblable pour détruire la flotte de Vitalien. M. de Buffon, de l’académie royale des ſciences de Paris, vient d’exécuter ce que Tzetzès n’avoit fait que raconter ; ou plutôt, comme il n’en avoit aucune connoiſſance, il l’a exécuté d’une manière différente. Il a formé un grand miroir compoſé de pluſieurs miroirs plans d’environ un demi-pied en quarré ; chacun de ces miroirs eſt garni par derrière de trois vis, par le moyen deſquelles on peut, en moins d’un quart d’heure, les diſposer tous de manière qu’ils renvoyent vers un ſeul endroit l’image du ſoleil. M. de Buffon, par le moyen de ce miroir compoſé, a brûlé à 200 pieds de diſtance ; & par cette belle expérience, a donné un nouveau degré de vraiſemblance à l’hiſtoire d’Archimède, dont la plupart des mathématiciens doutoient depuis le jugement de Deſcartes. On pourra, ſelon toutes les apparences, brûler, encore plus loin avec des glaces plus polies, & perfectionner de plus en plus une invention ſi curieuſe, ſi utile même, & à laquelle les phyſiciens ne ſauroient trop s’intéreſſer. Voyez les Mémoires de l’Acad. 1747.
Les plus célèbres miroirs ardens parmi les modernes, ſont ceux de Septala, de Villette, de Tſchirnhauſen. Le miroir ardent de Manfredus Septala, chanoine de Milan, étoit un miroir parabolique, qui, ſelon Schot, mettoit le feu à des morceaux de bois, à la diſtance de 15 à 16 pas. Le miroir ardent de Tſchirnhauſen égale au moins le miroir de Septala pour la grandeur & pour l’effet. Voici ce qu’on trouve ſur ce ſujet dans les Acta eruditorum de Leipſic.
Ce miroir allume du bois vert en un moment ; enſorte qu’on ne peut éteindre le feu en ſoufflant violemment deſſus.
2o. Il fait bouillir l’eau, enſorte qu’on peut très-promptement y faire cuire des œufs ; & ſi on laiſſe cette eau un peu de temps au foyer, elle s’évapore.
3o. Il fait fondre en un moment un mélange d’étain & de plomb de trois pouces d’épais : ces métaux commencent à fondre goutte à goutte, enſuite ils coulent continuellement, & en deux ou trois minutes la maſſe eſt entièrement percée. Il fait auſſi rougir promptement des morceaux de fer ou d’acier, & peu après il s’y forme des trous par la force du feu. Une lame de ces métaux fut percée de trois trous en ſix minutes. Le cuivre, l’argent, &c. ſe liquéfient auſſi quand on les approche du foyer.
4o. Il fait auſſi rougir, comme le fer, les matières qui ne peuvent fondre, comme la pierre, la brique, &c.
5o. Il blanchit l’ardoiſe en un moment, & enſuite il la rend comme un verre noir aſſez beau ; & ſi on tire avec une tenaille une partie de l’ardoiſe lorſqu’elle eſt blanchie, elle ſe change en filets de verre.
6o. Il change les tuiles en verre jaune, & les écailles en verre d’un jaune noirâtre.
7o. Il fond en verre blanc une pierre ponce, tirée d’un volcan.
8o. Il vitrifie en huit minutes un morceau de creuſet.
9o. Il change promptement des os en un verre opaque, & de la terre en verre noir. Ce miroir avoit près de trois aunes de Leipſic de large ; ſon foyer étoit à deux aunes de diſtance de lui : il étoit de cuivre, & ſa ſubſtance n’avoit pas plus d’épaiſſeur que deux fois le dos d’un canif.
Un ouvrier de Dreſde, appellé Gœrtner, a fait, à l’imitation du miroir de Tſchirnhauſen, de grands miroirs ardens de bois, qui, au grand étonnement de tout le monde, produiſent les mêmes effets.
Villette, ouvrier Français, de Lyon, a fait un grand miroir que Tavernier emporta & préſenta au roi de Perſe ; il en fit un ſecond pour le roi de Danemarck ; un troiſième, que le roi de France donna à l’académie royale des ſciences ; & un quatrième, qui a été expoſé publiquement en Angleterre. Les effets de ce dernier, ſelon le rapport des docteurs Harris & Deſaguliers, ſont de fondre une pièce de ſix ſous d’argent en ſept minutes ; de fondre l’étain en trois minutes, le fer en ſeize, l’ardoiſe en trois ; de calciner une écaille foſſile en ſept. Ce miroir a vitrifié un morceau de la colonne alexandrine de Pompée en parties noires, dans l’eſpace de 50 minutes, & en parties blanches dans l’eſpace de 54 : il fond le cuivre en 8 minutes ; il calcine les os en 4, & les vitrifie en 33 ; il fond & change une émeraude en une ſubſtance ſemblable à celle d’une turquoiſe : il vitrifie des corps extrêmement durs, ſi on les tient aſſez long-temps au foyer ; entre autres l’asbeſte, ſorte de pierre qui réſiſte à l’action du feu terreſtre : mais quand ces corps ſont une fois vitrifiés, le miroir n’a plus d’effet sur eux. Ce miroir a 47 pouces de large, & il fait portion d’une ſphère de 76 pouces de rayon ; deſorte que ſon foyer eſt à environ 38 pouces du ſommet. Sa ſubſtance eſt une compoſition d’étain, de cuivre, & de vif-argent. Wolf. Catopt.
Voici les effets du miroir ardent de l’académie, rapportés dans le Journal des Savans de 1679, au mois de décem., pag. 322. Le bois vert y prend feu dans l’inſtant ; une pièce de 15 ſous eſt trouée en 24 ſecondes, & un petit morceau de laiton en de ſeconde ; un morceau de carreau d’une chambre s’y vitrifie en 45 ſecondes ; l’acier eſt troué en de ſeconde ; la pierre à fuſil s’y vitrifie en une minute ; & un morceau de ciment en 52 ſecondes.
Ce miroir a environ 36 pouces de largeur ; ſon foyer occupe un eſpace rond, dont le diamètre eſt à-peu-près égal à celui d’un demi-louis, & il eſt éloigné du centre d’environ un pied & demi. Ibid.
Toute lentille convexe ou plane-convexe, raſſemble par réfraction en un point les rayons du ſoleil diſperſés ſur ſa convexité, & par conſéquent ces ſortes de lentilles ſont des verres ardens. Le verre le plus conſidérable de cette ſorte, étoit celui de M. Tſchirnhauſen : la largeur de la lentille étoit de 3 à 4 pieds ; le foyer étoit éloigné de 12 pieds, & il avoit un pouce & demi de diamètre : de plus, afin de rendre le foyer plus vif, on raſſembloit les rayons une ſeconde fois par une ſeconde lentille parallèle à la première, qui étoit placée dans l’endroit où le diamètre du cône des rayons formés par la première lentille étoit égal à la largeur de la ſeconde ; de ſorte qu’elle les recevoit tous : le foyer qui étoit d’un pouce & demi, étoit reſſerré par ce moyen dans l’eſpace de 8 lignes ; & par conſéquent ſa force étoit augmentée dans la même proportion.
Parmi pluſieurs de ſes effets, qui ſont rapportés dans les Acta eruditorum de Leipſic, se trouvent ceux-ci.
1o. Il allume, dans un inſtant, du bois dur, même trempé dans l’eau.
2o. Il fait bouillir promptement de l’eau miſe dans un petit vaiſſeau ; il fond toutes ſortes de métaux ; il vitrifie la brique, la pierre-ponce, la faïence ; il fait fondre dans l’eau le ſoufre, la poix, &c. il vitrifie les cendres des végétaux, les bois, & les autres matières ; en un mot, il fait fondre ou change en fumée, ou calcine tout ce qu’on présente à ſon foyer ; & il change les couleurs de tous les corps, à l’exception des métaux. On remarque que ſon effet eſt plus vif ſi on met la matière ſur laquelle on veut l’eſſayer ſur un gros charbon bien brûlé.
Quoique la force des rayons du ſoleil faſſe de si grands effets dans le verre ardent, cependant les rayons de la pleine lune ramaſſés par le même verre ou par un miroir concave, ne donnent pas le moindre degré de chaleur.
Comme les effets du verre ardent dépendent entièrement de ſa convexité, il n’eſt pas étonnant que même des lentilles faites avec de l’eau glacée produiſent du feu, &c.
On peut aiſément préparer une lentille de cette ſorte, en mettant un morceau de glace dans une petite écuelle ou dans le ſegment creux d’une ſphère, & en le faiſant fondre ſur le feu juſqu’à ce qu’il prenne de lui-même la forme d’un ſegment.
M. Mariotte fit bouillir, pendant une demi-heure environ, de l’eau nette, pour en faire ſortir l’air, puis l’ayant fait glacer, & lui ayant fait prendre la forme convexe, il en fit un verre ardent qui alluma de la poudre fine.
Ceux qui ignorent la Dioptrique, ne doivent pas être moins ſurpris de voir le feu, & les autres effets qui ſont produits par le moyen de la réfraction de la lumière dans une bouteille de verre remplie d’eau. Voyez Lentille. Un phénomène aſſez ſingulier du miroir ardent de Tſchirnhauſen, & probablement de tous les miroirs ardens, c’eſt que le miroir ardent a moins d’efficace dans les grandes chaleurs que dans les chaleurs ordinaires. Il n’avoit preſque aucune force dans le chaud extrême de 1705, & quelquefois à peine a-t-il huit jours pleinement favorables dans tout un été. Peut-être les exhalaiſons qui s’élèvent abondamment de la terre dans les grandes chaleurs, & qui cauſent dans la lumière ce tremblement & ces eſpèces d’ondulations qu’on y remarque de temps en temps, interceptent une grande partie des rayons, & les empêchent de tomber ſur le miroir, enveloppent les rayons qui traverſent le miroir, vont ſe réunir dans le foyer, & leur ôtent leur extrême ſubtilité néceſſaire pour pénétrer un corps dur. Cet excès d’affoibliſſement ſurpaſſe l’excès de force qui peut venir des grandes chaleurs. Cette conjecture eſt confirmée par deux obſervations de M. Homberg. Dans des chaleurs même ordinaires, lorſque le temps a été ſerein pluſieurs jours de ſuite, l’effet du miroir n’eſt pas ſi grand que quand le ſoleil ſe découvre immédiatement après une grande pluie. Pourquoi ? c’eſt que la pluie précipite les exhalaiſons. Ainſi, mettez entre le miroir & le foyer un réchaut plein de charbon allumé, ſous les rayons qui vont du miroir au foyer, & vous verrez que l’efficace des rayons ſera conſidérablement affoiblie. Où s’affoiblit-elle, ſinon en traverſant les exhalaiſons qui s’élèvent du charbon ? Nous avons tiré cette dernière remarque de M. Formey.
Traberus a enſeigné comment on faiſoit un miroir ardent avec des feuilles d’or ; ſavoir, en faiſant tourner un miroir de bois concave, & enduiſant également les côtés intérieurs avec de la poix, on couvre enſuite la ſurface concave du miroir avec des feuilles d’or taillées en carré de deux ou trois doigts de large. Il ajoute qu’on peut faire de très-grands miroirs avec 30, 40, ou un plus grand nombre de morceaux carrés de verre, qui ſeront joints & arrangés les uns auprès des autres dans une écuelle de bois. Les effets de ces miroirs, ſelon cet auteur, ſeront auſſi grands que ſi la ſurface étoit parfaitement ſphérique. Ibid. Voyez Miroir.
On ſait la propriété qu’a la parabole de réfléchir à ſon foyer tous les rayons qui tombent ſur ſa concavité, parallèlement à ſon axe ; d’où il s’ensuit que ſi d’un ſolide parabolique creux on retranche la portion qui contient le foyer, les rayons du ſoleil tombant ſur ce ſolide parabolique, parallèlement à l’axe, ſe réuniront à ſon foyer : ce qui donne un moyen facile d’avoir un miroir brûlant dont le foyer ſoit derrière lui à une diſtance donnée. Voyez Parabole.
De plus, comme tous les rayons qui partent du foyer d’une parabole, ſe réfléchiſſent parallèlement à l’axe, & que ce paralléliſme s’étend à l’infini, il s’enſuit que ſi on plaçoit une ſeconde parabole à une diſtance infinie de la première, de manière ſeulement que leur axe fût le même, les rayons réfléchis par la première parallèlement à l’axe, iroient, après avoir frappé la ſeconde, s’aſſembler tous à ſon foyer ; deſorte qu’étant partis d’un point, ils ſe réuniroient dans un autre point infiniment éloigné.
Donc ſi le foyer de la première parabole étoit occupé par un corps bien chaud, comme par un charbon enflammé, toute ſa chaleur ſe feroit ſentir au foyer de la ſeconde parabole, quoiqu’infiniment diſtant. Voilà le pur géométrique ; mais il eſt certain que le phyſique doit en rabattre beaucoup, & même infiniment, & que des rayons ne s’étendroient pas à l’infini dans l’air, ni même dans aucun milieu, ſans perdre abſolument leur force & lëur chaleur. On n’aura donc un effet ſensible qu’en plaçant les paraboles à quelque diſtance ; & M. Dufay a trouvé que l’expérience réuſſiſſoit en plaçant ainſi deux miroirs paraboliques à 18 pieds de diſtance.
Il ſubſtitua aux miroirs paraboliques deux miroirs ſphériques, l’un de 20 pouces de diamètre, l’autre de 17, & trouva qu’ils brûloient éloignés l’un de l’autre de 50 pieds, c’eſt-à-dire, trois fois plus que les paraboliques.
On peut conjecturer que cette grande ſupériorité des miroirs ſphériques sur les paraboliques, vient d’un endroit qui paroît déſavantageux pour les ſphériques. Ces derniers n’ont pas, comme les paraboliques, un foyer exact qui ne ſoit qu’un point ; mais auſſi le charbon qu’on met au foyer, n’eſt pas un point. Si ce foyer eſt celui du miroir parabolique, tous les rayons qui ne ſont pas partis du seul point du charbon placé au foyer, ne ſe réfléchiſſent point parallèlement à l’axe, ne tombent point ſous cette direction sur l’autre miroir, & par conſéquent n’étant pas bien réunis à ſon foyer, ils brûlent peu ; ou, ce qui revient au même, les deux miroirs ont beſoin pour brûler d’être peu éloignés. Mais ſi le foyer où eſt le charbon, eſt celui d’un miroir ſphérique, l’eſpace qu’occupe le charbon peut être en grande partie le même que le foyer du miroir : or tout ce qui part de ce foyer ſe réfléchit exactement parallèle.
Les miroirs paraboliques ayant fait un certain effet à une diſtance de 18 pieds, M. Dufay a trouvé que ſi on interpoſoit enſuite une glace plane des deux côtés, il falloit les rapprocher de dix pieds ; ce qui marque une grande perte ou un grand affoibliſſement de rayons cauſé par la glace : ſon épaiſſeur augmente très-peu cet effet ; & par conſéquent il vient beaucoup plus de rayons réfléchis à la rencontre de la glace ; que de leur affoibliſſement par le paſſage à travers ſon épaiſſeur. De la paille allumée entre les deux miroirs, en diminue conſidérablement l’action ; ce qui revient à l’obſervation de M. Homberg ſur le grand miroir ardent du Palais-royal, qui agiſſoit beaucoup moins pendant de grandes chaleurs, que quand l’air venoit d’être rafraîchi par la pluie. Une partie des rayons réunis par le miroir ardent, étoient peut-être abſorbés ou détournés de leur direction par les ſoufres répandus dans l’air pendant les grandes chaleurs ; & les ſoufres allumés qui font la flamme de la paille, produiſoient apparemment, dans le cas dont il s’agit, un effet ſemblable.
Le vent même violent ne diminue point ſenſiblement l’action des miroirs, ſoit que ſa direction ſoit préciſément contraire à celle des rayons qui vont d’un miroir à l’autre, ſoit qu’il la coupe à angles droits.
Un charbon ayant été placé au foyer d’un verre convexe des deux côtés, d’où les rayons qui l’ont traverſé en s’y rompant, ſortoient parallèles, M. Dufay a reçu ces rayons ſur la ſurface d’un miroir concave qui les réuniſſoit à ſon foyer : mais ces rayons n’ont pu brûler que quand le verre & le miroir n’ont été éloignés que de quatre pieds, tant les rayons ſe ſont affoiblis en paſſant au-travers du verre. Et il faut bien remarquer que ces rayons ſont ceux d’un charbon ; car ceux du ſoleil, ou ne s’affoibliſſent pas ainſi, ou s’affoibliſſent beaucoup moins : d’où M. Dufay conclut qu’il doit y avoir une grande différence entre le feu du ſoleil & nos feux ordinaires, dont les parties doivent être beaucoup plus maſſives, & plus ſujettes à s’embarraſſer dans des paſſages étroits.
Le P. Tacquet a obſervé que ſi on place une chandelle au foyer d’un miroir parabolique, l’image de cette chandelle reçue loin du miroir, ne paroît pas ronde, comme elle le ſeroit en effet ſi tous les rayons réfléchis étoient parallèles à l’axe ; mais cette image a une figure ſemblable à celle de la chandelle, parce que la chandelle n’étant pas un point, les rayons qu’elle envoye ne ſe réfléchiſſent pas parallèlement à l’axe du miroir parabolique.
On ſait que la courbe nommée ellipſe a cette propriété, que des rayons qui partiroient d’un de ſes foyers, & qui tomberoient ſur la concavité de cette courbe, ſe réuniroient tous à l’autre foyer. Cependant M. Dufay ayant mis un charbon au foyer d’un miroir elliptique travaillé avec tout le ſoin poſſible, & n’ayant pas eu égard à la groſſeur de ce charbon, les rayons ne ſe ſont jamais réunis en aſſez grand nombre à l’autre foyer, pour pouvoir brûler ; mais lorſqu’au lieu d’un charbon il y mettoit une bougie allumée, les rayons ſe réuniſſoient exactement à l’autre foyer, & y cauſoient une chaleur ſenſible, mais n’avoient pas la force de brûler ; ce qui arrive de même avec les miroirs paraboliques, ſans doute parce que les parties de la flamme ſont trop déliées pour conſerver long-temps leur mouvement dans l’air.
Si on met au foyer d’un miroir parabolique ou ſphérique un charbon ardent, les rayons qui, après avoir rencontré le miroir, ſont réfléchis parallèlement à l’axe, ou à-peu-près, forment une eſpèce de cylindre, dans l’eſpace duquel on ſent une chaleur à-peu-près égale à celle d’un poèle, & qui eſt ſenſible juſqu’à 20 ou 30 pieds ; de façon qu’avec quelques charbons on pourroit échauffer une ſerre pour des plantes, ou quelqu’autre endroit d’une largeur médiocre : on pourroit auſſi donner aux contre-cœurs des cheminées une forme ſphérique ou parabolique, ce qui les rendroit beaucoup plus propres à renvoyer la chaleur, que les plaques ordinaires. Voyez l’hist. & les mém. de l’acad. 1726.
La phyſique, dit M. Macquer, dans un mémoire lu à l’académie des ſciences, n’offre guère de phénomènes plus curieux, & en même-temps plus inſtructifs que ceux qui ſe manifeſtent lorſqu’on expoſe différens corps au foyer des grands verres ou miroirs brûlans. L’action cependant d’une quantité peu conſidérable en elle-même de rayons de ſoleil, réunis dans un plus petit eſpace, eſt ſi violente, qu’elle occaſionne, en quelques ſecondes, des effets plus forts que ceux de tout autre feu, ſoutenu très-long-temps. Dès la naiſſance de la phyſique expérimentale, on fit, en conſéquence de cette vérité, des miroirs & des verres brûlans, d’un grand diamètre & d’un grand effet. Les miroirs concaves de Villette, & les lentilles de Tſchirnhauſen devinrent bientôt célèbres par les belles expériences qu’on fit à leur foyer, qu’on a déjà fait connoître.
La vitrification de l’or au foyer d’une des deux grandes lentilles de Tſchirnhauſen, quoique donnée comme certaine par M. Homberg, fut enſuite regardée comme douteuſe. M. Geoffroi, depuis M. Homberg, fit au foyer de cette même lentille, une ſuite d’expériences beaucoup plus exactes & plus circonſtanciées ſur les métaux, dont il rendit compte à l’académie des ſciences, mais il ne parla ni de l’or ni de l’argent. La lentille dont il ſe ſervit eſt la grande lentille de Tſchirnhauſen, qui avoit appartenue à M. le duc d’Orléans, régent, & qui fit enſuite partie des machines que légua à l’académie, M. Pajot d’Ons-en-Bray.
MM. Macquer, Cadet, Brisson & Lavoiſier, firent dans les mois d’août, ſeptembre, octobre & novembre 1772, pluſieurs expériences avec la lentille dont nous venons de parler, & avec une ſeconde lentille de Tſchirnhauſen, du même diamètre que celle de l’académie, c’eſt-à-dire, de trente-trois pouces, & d’un foyer beaucoup plus court. Ayant expoſé au foyer un grand nombre de fois de l’or très-fin & très-pur, en le mettant ſucceſſivement ſur des ſupports de différente nature, tels que des creuſets d’argille réfractaire, des teſſons de poterie de grès, de porcelaine pure, crue ou cuite, de pierre de grès très-réfractaire, & de charbon ; ils obtinrent, dans preſque toutes ces épreuves, des vitrifications de couleur brune pourprée à la ſurface de ce métal ; néanmoins ils n’osèrent pas d’abord aſſurer poſitivement que ces vitrifications fuſſent dues à une portion de la ſubſtance même de l’or.
Ces académiciens obſervèrent encore, 1o. un cercle de couleur rouge pourprée ſur le ſupport de l’or, qu’ils obtinrent toujours de quelque nature que fût ce ſupport ; 2o. une fumée très-ſenſible, ſortant certainement de ce métal, de même que de l’argent, & s’élevant quelquefois juſqu’à cinq ou ſix pouces, & qui ſûrement n’eſt au moins en partie, qu’une portion de ces métaux même, réduits, dans l’état vaporeux, puiſqu’une lame d’argent fut très-bien dorée à cette seule fumée de l’or, de même qu’une lame d’or a été argentée à celle de l’argent ; 3o. une rotation rapide de petits globes d’or & d’argent fondus au foyer qui leur parurent aſſez conſtamment dans les ſens où elle devoit être, en ſuppoſant qu’elle eût pour cauſe une impulſion des rayons ſolaires ; 4o. des faits importans ſur les chaux & terres ferrugineuſes. Aucune de celles de ces ſubſtances qui furent expoſées au foyer ne ſe convertit en verre transparent, mais fut fondue en matière opaque de couleur de fer ; & ce qu’il y a ſur-tout de remarquable, c’eſt que toutes ces terres ferrugineuſes, ſoit qu’elles fuſſent naturellement inaltérables par l’aimant, ſoit qu’elles euſſent été rendues telles par les opérations chimiques les plus efficaces pour les dépouiller de principe inflammable ; & enfin, quoique placées ſur des ſupports de pierre de grès bien pur, bien calciné & incapable de leur fournir aucune matière inflammable, ont éprouvé une eſpèce de réduction de leur partie métallique & ſont devenues conſtamment très-attirables à l’aimant par la ſeule action du foyer ; 5o. une multitude d’autres effets ſinguliers & inattendus de végétations, de cryſtalliſations, de vitrifications, que leur ont préſentés un grand nombre de pierres, de foſſiles & de minéraux mis en expérience. Les loupes ou lentilles à eau, sont encore plus fortes que les verres ardens. Voyez Lentille à eau, Dioptrique. Verre.
Ardent, ſignifie quelquefois une ſorte de météore ignée qui reſſemble à une lampe allumée. Voyez Météore & Feu-follet.