Dans le Livre X, je considère différents points relatifs au système du monde. L’un des plus intéressants par ses rapports avec l’attraction universelle et par son influence sur les observations célestes est la théorie des réfractions astronomiques. L’air, au travers duquel nous voyons les astres, infléchit leurs rayons suivant des lois qu’il importe aux astronomes de bien connaître ; elles dépendent de la constitution de l’atmosphère et des variations qu’elle éprouve dans sa pression et dans sa chaleur. J’en expose avec étendue l’analyse, qui exige des artifices particuliers lorsque l’astre est très-près de l’horizon. La réfraction de sa lumière dépend alors de la loi suivant laquelle la chaleur des couches atmosphériques diminue à mesure qu’elles sont plus élevées. La loi que je propose réunit à l’avantage d’un calcul facile celui de représenter à la fois les expériences sur la diminution de cette chaleur et les observations des réfractions et des hauteurs du baromètre à diverses élévations. Heureusement, lorsque la hauteur des astres surpasse à ou 12 degrés, la réfraction ne dépend plus que de l’état de l’air dans le lieu de l’observateur, et cet état est indiqué par nos instruments météorologiques. À températures égales, le volume d’une même quantité d’air est réciproque à la pression qu’il éprouve ; mais pour avoir les variations de ce volume, qui répondent à celles d’un thermomètre à mercure, il faut connaître exactement la correspondance de cet instrument avec un thermomètre à air. Gay-Lussac a fait sur cela un grand nombre d’expériences très-précises ; il a mis un soin extrême à bien graduer plusieurs thermomètres de mercure et d’air, et surtout à bien dessécher les tubes de verre dont il a fait usage ; car leur humidité dans les expériences des divers physiciens sur cet objet est la cause principale de la différence de leurs résultats. En plongeant ensuite ces thermomètres dans un même bain d’eau, à la température de la glace fondante et à celle de l’eau bouillante, il a trouvé, par un milieu entre un grand nombre de résultats corrigés de l’effet de la dilatation du verre et des variations du baromètre pendant chaque expérience, qu’un volume d’air représenté par l’unité, au degré de la glace fondante, devenait 1,375 à la chaleur de l’eau bouillante sous une pression
