Miroirs ardents et miroirs conjugués

 

Les miroirs ardents d’Archimède

Le dispositif des « miroirs ardents » fait référence aux miroirs qu’aurait utilisés Archimède pour enflammer des vaisseaux lors du siège de Syracuse. Pierre Daguin dans son Traité de physique relate le récit de l’historien Zonaras : « Archimède […] ayant reçu les rayons de soleil sur un miroir, à l’aide de ces rayons rassemblés et réfléchis par l’épaisseur et le poli du miroir, embrasa l’air et alluma une grande flamme qu’il lança toute entière sur les vaisseaux qui mouillaient dans la sphère de son activité […] ».

Les cabinets scientifiques au XVIIème et XVIII^e siècles se servaient du foyer d’un miroir ou d’une lentille pour étudier la combustion de certains matériaux et analyser les gaz émis.

L’abbé Nollet dans ses Leçons de physique expérimentale décrit l’expérience en utilisant plusieurs miroirs : « Que huit ou dix personnes reçoivent en même tems les rayons du Soleil sur des miroirs plans de trois ou quatre pouces de diamètre; & que chacune d’elles ait soin de faire réfléchir ces rayons sur la boule d’un Thermomètre placé de manière convenable à une distance de douze ou quinze pieds.

Les miroirs conjugués

Le dispositif des miroirs conjugués utilise deux miroirs identiques concaves placés face à face. La source émettrice est placée au foyer d’un des miroirs et l’énergie dégagée se propage jusqu’à l’autre foyer, provoquant la réception d’une image, d’un son ou l’incandescence d’un produit. Ces appareils permettent ainsi d’illustrer la propagation et la focalisation de la lumière, de la chaleur et du son.

 

Si les expériences sont simples sur le papier, leurs réalisations pratiques le sont moins : elles obligent à étudier les différentes techniques de détection pour mettre en évidence, dans tous les cas, un phénomène de réflexion. Ces observations ont contribué à la modélisation ondulatoire de phénomènes apparemment très différents dans plusieurs domaines: optique, acoustique, chaleur.

 

Expériences sur la chaleur

Jusqu’au début du 19^ème siècle les expériences étaient effectuées en utilisant comme source émettrice le soleil, des flammes ou des combustions et comme détecteur de l’énergie dégagée, un thermomètre ou une pile thermoélectrique.

Depuis  la fin du 19ème siècle on utilise aussi comme source émettrice les résistances électriques et différents capteurs pour mesurer la propagation de la chaleur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Expériences sur la lumière

C’est avec la lumière que l’expérience est le plus facile à réaliser. Les deux miroirs sont placés à quelques mètres l’un de l’autre de façon que leurs axes coïncident, au foyer de l’un des miroirs on met une bougie allumée et l’on constate qu’on peut recueillir l’image de la bougie au foyer de l’autre miroir. Adolphe Ganot décrit l’expérience dans son Traité de physique expérimentale et appliquée : « On place au foyer A d’un des miroirs une bougie allumée et au foyer B de l’autre « un petit écran de verre dépoli ou de papier, on observe sur cet écran un foyer lumineux […]. Donc la réflexion a lieu […] ».
John Tyndall fait l’expérience en attachant un miroir au plafond  et en posant l’autre sur une table.

Expériences sur le son

Jusqu’au 19^ème siècle, les expériences sont réalisées en utilisant comme source émettrice des instruments de musique en particulier des diapasons et comme détecteur : l’oreille, des résonateurs mécaniques ou des capsules manométriques. A partir de la fin du 19^ème siècle les expériences sont effectuées en utilisant des dispositifs électromagnétiques et un micro.

Du 13 au 17 mai, Françoise Langlois et Jean-François Jal reproduisent dans le hall de la Bibliothèque de Sciences ces différentes expériences en utilisant les miroirs restaurés de l’Université.

Billet rédigé par Livia Rapatel

Bibliographie :

Daguin, Pierre. Traité élémentaire de physique théorique et expérimentale, vol. 2. Paris : Delagrave, 1867

Ganot, Adolphe. Traité élémentaire de physique. Paris : L’auteur-Editeur, 1876

Nollet, Jean-Antoine. Leçons de physique expérimentale. T. 4. Paris : chez Hippolyte-Louis Guerin, 1764

Tyndall, John. Sound. Londres : Longmans, Green, 1867

Tyndall, John. La chaleur. Paris : Gauthier-Villars, 1874

 

 

 

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