S. f. (Physique) est le nom qu'on donne à l'air qui environne la terre, c'est-à-dire à ce fluide rare et élastique dont la terre est couverte partout à une hauteur considérable, qui gravite vers le centre de la terre et pese sur sa surface, qui est emporté avec la terre autour du soleil, et qui en partage le mouvement tant annuel que diurne. Voyez TERRE.

On entend proprement par atmosphère, l'air considéré avec les vapeurs dont il est rempli. Voyez AIR. Ce mot est formé des mots grecs , vapeur, et , sphère ; ainsi on ne doit point écrire athmosphère par une h, mais atmosphère sans h, le mot grec , d'où il vient, étant écrit par un et non par un .

Par atmosphère on entend ordinairement la masse entière de l'air qui environne la terre : cependant quelques écrivains ne donnent le nom d'atmosphère qu'à la partie de l'air proche de la terre qui reçoit les vapeurs et les exhalaisons, et qui rompt sensiblement les rayons de lumière. Voyez REFRACTION.

L'espace qui est au-dessus de cet air grossier, quoiqu'il ne soit peut-être pas entièrement vuide d'air, est supposé rempli par une matière plus subtile qu'on appelle éther, et est appelé pour cette raison, région éthérée ou espace éthérée. Voyez ETHER, CIEL, etc.

Un auteur moderne regarde l'atmosphère comme un grand vaisseau chimique, dans lequel la matière de toutes les espèces de corps sublunaires flotte en grande quantité. Ce vaisseau est, dit-il, comme un grand fourneau, continuellement exposé à l'action du soleil ; d'où il résulte une quantité innombrable d'opérations, de sublimations, de séparations, de compositions, de digestions, de fermentations, de putréfactions, etc. Sur la nature, la constitution, les propriétés, les usages, les différents états de l'atmosphère, voyez l'article AIR.

On a inventé un grand nombre d'instruments pour faire connaitre et pour mesurer les différents changements et altérations de l'atmosphère ; comme baromètres, thermomètres, hygromètres, manomètres, anemomètres, etc. Voyez les articles BAROMETRE, THERMOMETRE, etc. L'atmosphère s'insinue dans tous les vides des corps, et devient par ce moyen une des principales causes des changements qui leur arrivent ; comme générations, corruptions, dissolutions, etc. Voyez GENERATION, etc.

Une des grandes découvertes de la Philosophie moderne, est que tous les effets que les anciens attribuaient à l'horreur du vuide, sont uniquement dus à la pression de l'atmosphère. C'est aussi cette pression qui est cause en partie de l'adhérence des corps. Voyez HORREUR DU VUIDE, POMPE, PRESSION, etc.

Poids de l'atmosphère. Les corps organisés sont particulièrement affectés par la pression de l'atmosphère : c'est à elle que les plantes doivent leur végétation ; que les animaux doivent la respiration, la circulation, la nutrition, etc. Voyez PLANTE, ANIMAL, VEGETATION, CIRCULATION, etc.

Elle est aussi la cause de plusieurs altérations considérables dans l'économie animale, et qui ont rapport à la santé, à la vie, aux maladies, etc. Voyez AIR, etc. Par conséquent c'est une chose digne d'attention que de calculer la quantité précise de la pression de l'atmosphère. Pour en venir à bout, il faut observer que notre corps est également pressé par l'atmosphère dans tous les points de sa surface, et que le poids qu'il contient est égal à celui d'un cylindre d'air, dont la base serait égale à la surface de notre corps, et dont la hauteur serait la même que celle de l'atmosphère. Or le poids d'un cylindre d'air de la même hauteur que l'atmosphère, est égal au poids d'un cylindre d'eau de même base et de 32 pieds de hauteur environ, ou au poids d'un cylindre de mercure de même base et de 29 pouces de hauteur ; ce qui se prouve tant par l'expérience de Torricelli, que par la hauteur à laquelle l'eau s'élève dans les pompes, dans les siphons, etc. Voyez TUBE DE TORRICELLI ; voyez aussi POMPE, SIPHON, etc.

De-là il s'ensuit que chaque pied carré de la surface de notre corps est pressé par le poids de 32 pieds cubes d'eau : or on trouve par l'expérience, qu'un pied cube d'eau pese environ 70 livres. Ainsi chaque pied carré de la surface de notre corps soutient un poids de 2240 livres ; car 32 x 70 = 2240 : par conséquent la surface entière de notre corps porte un poids égal à autant de fois 2240 livres, que cette surface a de pieds carrés. Donc si on suppose que la surface du corps de l'homme contient 15 pieds carrés, ce qui n'est pas fort éloigné de la vérité, on trouvera que cette surface soutient un poids de 33600 livres ; car 2240 x 15 = 33600.

La différence entre le poids de l'air que notre corps soutient dans différents temps, est aussi fort grande.

En effet, la différence dans le poids de l'air en différents temps, est mesurée par la hauteur du mercure dans le baromètre ; et comme la plus grande variation dans la hauteur du mercure est de trois pouces, il s'ensuit que la plus grande différence entre la pression de l'air sur notre corps, sera égale au poids d'un cylindre de mercure de trois pouces de hauteur, qui aurait une base égale à la surface de notre corps. Or un pied cube de mercure étant supposé de 1064 livres, c'est-à-dire de 102144 dragmes, on dira, comme 102144 dragmes sont à un pied cube, ou à 1728 pouces cubes, ainsi 59 192/1728 dragmes sont à un pouce cube. Un pouce cube de mercure pese donc environ 59 dragmes ; et comme il y a 144 pouces carrés dans un pied carré, un cylindre de mercure d'un pied carré de base, et de trois pouces de hauteur, doit contenir 432 pouces cubes de mercure, et par conséquent pese 432 x 59 ou 25488 dragmes. Répétant donc 15 fois ce même poids, on aura 15 x 25488 dragmes = 382230 = 47790 onces = 3890 1/2 livres, pour le poids que la surface de notre corps soutient en certain temps plus qu'en d'autres.

Il n'est donc pas surprenant que le changement de température dans l'air, affecte si sensiblement nos corps, et puisse déranger notre santé : mais on doit plutôt s'étonner qu'il ne fasse pas sur nous plus d'effet. Car quand on considère que nous soutenons dans certains temps près de 4000 livres de plus que dans d'autres, et que cette variation est quelquefois très-soudaine ; il y a lieu d'être surpris qu'un tel changement ne brise pas entièrement le tissu des parties de notre corps.

Nos vaisseaux doivent être si resserrés par cette augmentation de poids, que le sang devrait rester stagnant, et la circulation cesser entièrement, si la nature n'avait sagement pourvu à cet inconvénient, en rendant la force contractive du cœur d'autant plus grande que la résistance qu'il a à surmonter de la part des vaisseaux est plus forte. En effet, dès que le poids de l'air augmente, les lobes du poumon se dilatent avec plus de force ; et par conséquent le sang y est plus parfaitement divisé : de sorte qu'il devient plus propre pour les secrétions les plus subtiles, par exemple pour celles du fluide nerveux, dont l'action doit par conséquent contracter le cœur avec plus de force. De plus, le mouvement du sang étant retardé vers la surface de notre corps, il doit passer en plus grande abondance au cerveau, sur lequel la pression de l'air est moindre qu'ailleurs, étant soutenue par le crane : par conséquent la secrétion et la génération des esprits se fera dans le cerveau avec plus d'abondance, et conséquemment le cœur en aura plus de force pour porter le sang dans tous les vaisseaux où il pourra passer, tandis que ceux qui sont proche de la surface seront bouchés, Voyez COEUR, CIRCULATION, etc.

Le changement le plus considérable que la pression de l'air plus ou moins grande produise dans le sang, est de le rendre plus ou moins épais, et de faire qu'il se resserre dans un plus petit espace, ou qu'il en occupe un plus grand dans les vaisseaux où il entre. Car l'air qui est renfermé dans notre sang, conserve toujours l'équilibre avec l'air extérieur qui passe la surface de notre corps ; et son effort pour se dilater est toujours égal à l'effort que l'air extérieur fait pour le comprimer, de manière que si la pression de l'air extérieur diminue tant soit peu, l'air intérieur se dilate à proportion, et fait par conséquent occuper au sang un plus grand espace qu'auparavant. Voyez SANG, CHALEUR, FROID, etc.

Borelli explique de la manière suivante, la raison pour laquelle nous ne sentons point cette pression. De mot. not. à grav. fac. prop. 29. &c.

Après avoir dit que du sable bien foulé dans un vaisseau dur, ne peut être pénétré ni divisé par aucun moyen, pas même par l'effort d'un coin ; et que de même l'eau contenue dans une vessie qu'on comprime également en tous sens, ne peut ni s'échapper ni être pénétrée par aucun endroit : il ajoute : " De même, il y a dans le corps d'un animal, un grand nombre de parties différentes, dont les unes, comme les os, sont dures ; d'autres sont molles comme les muscles, les nerfs, les membranes ; d'autres sont fluides, comme le sang, la lymphe, etc. Or il n'est pas possible que les os soient rompus ou déplacés dans le corps, à moins que la pression ne devienne plus grande sur un os que sur l'autre, comme nous voyons qu'il arrive quelquefois aux porte-faix. Si la pression se partage de manière qu'elle agisse également en bas, en haut et en tout sens, et qu'enfin toutes les parties de la peau en soient également affectées ; il est évidemment impossible qu'elle puisse occasionner aucune fracture ou luxation : on peut dire la même chose des muscles et des nerfs, qui sont à la vérité des parties molles, mais composées de parties solides, par le moyen desquelles ils se soutiennent mutuellement, et résistent à la pression. Enfin la même chose a lieu pour le sang, et les autres liqueurs : car comme l'eau n'est susceptible d'aucune condensation sensible, de même les liqueurs animales contenues dans les vaisseaux peuvent bien recevoir une attrition par la force qui agit sur tel ou tel endroit des vaisseaux, mais elles ne peuvent être forcées à en sortir par une pression générale ; d'où il s'ensuit, que puisqu'aucune des parties ne doit souffrir ni séparation, ni luxation, ni contusion, ni enfin aucune sorte de changement par la pression de l'air ; il est impossible que cette pression puisse produire en nous de la douleur, qui est toujours l'effet de quelque solution de continuité ". Cela se confirme par ce que nous voyons arriver aux plongeurs. Voyez PLONGER.

La même vérité est appuyée par une expérience de Boyle. Ce physicien mit un têtard dans un vase à moitié plein d'eau, et introduisit dans le vase une quantité d'air telle, que l'eau soutenait un poids d'air huit fois plus grand qu'auparavant ; le petit animal, quoiqu'il eut la peau fort tendre, ne parut rien ressentir d'un si grand changement.

Sur les effets qui résultent de la diminution considérable, ou de la suppression presque totale du poids de l'atmosphère, voyez MACHINE PNEUMATIQUE. Sur les causes des variations du poids et de la pression de l'atmosphère, voyez BAROMETRE.

Hauteur de l'atmosphère. Les philosophes modernes se sont donné beaucoup de peine pour déterminer la hauteur de l'atmosphère. Si l'air n'avait point de force élastique, mais qu'il fût par-tout de la même densité, depuis la surface de la terre jusqu'au bout de l'atmosphère, comme l'eau, qui est également dense, à quelque profondeur que ce sait, il suffirait pour déterminer la hauteur de l'atmosphère, de trouver par une expérience facile, le rapport de la densité du mercure, par exemple, à celle de l'air que nous respirons ici bas ; et la hauteur de l'air serait à celle du mercure dans le baromètre, comme la densité du mercure est à celle de l'air. En effet une colonne d'air d'un pouce de haut, étant à une colonne de mercure de même hauteur, comme 1 à 10800 ; il est évident que 10800 fois une colonne d'air d'un pouce de haut, c'est-à-dire une colonne d'air de 900 pieds, serait égale en poids à une colonne de mercure d'un pouce : donc une colonne de 30 pouces de mercure dans le baromètre serait soutenue par une colonne d'air de 27000 pieds de haut, si l'air était dans toute l'atmosphère de la même densité qu'ici-bas : sur ce pied la hauteur de l'atmosphère serait d'environ 27000 pieds, ou de 27/12 de lieue ; c'est-à-dire de deux lieues 1/4, en prenant 2000 taises à la lieue. Mais l'air par son élasticité a la vertu de se comprimer et de se dilater : on a trouvé par différentes expériences fréquemment répétées en France, en Angleterre et en Italie, que les différents espaces qu'il occupe, lorsqu'il est comprimé par différents poids, sont réciproquement proportionnels à ces poids : c'est-à-dire que l'air occupe moins d'espace en même raison qu'il est plus pressé ; d'où il s'ensuit, que dans la partie supérieure de l'atmosphère, où l'air est beaucoup moins comprimé, il doit être beaucoup plus raréfié qu'il ne l'est proche la surface de la terre ; et que par conséquent la hauteur de l'atmosphère doit être beaucoup plus grande que celle que nous venons de trouver. Voici une idée de la méthode que quelques auteurs ont suivie pour la déterminer.

Si nous supposons que la hauteur de l'atmosphère soit divisée en une infinité de parties égales, la densité de l'air dans chacune de ces parties est comme sa masse ; et le poids de l'atmosphère, à un endroit quelconque, est aussi comme la masse totale de l'air au-dessus de cet endroit ; d'où il s'ensuit que la densité ou la masse de l'air dans chacune des parties de la hauteur, est proportionnelle à la masse ou au poids de l'air supérieur ; et que par conséquent cette masse ou ce poids de l'air supérieur est proportionnelle à la différence entre les masses de deux parties d'air contiguès prises depuis la surface de l'atmosphère ; or nous savons par un théoreme de Géométrie, que lorsque des grandeurs sont proportionnelles à leurs différences, ces grandeurs sont en proportion géométrique continue ; donc dans la supposition que les parties de la hauteur de l'air forment une progression arithmétique, la densité, ou ce qui revient au même, le poids de ces parties, doit former proportion géométrique continue.

Par le moyen de cette série, il est facile de trouver la raréfaction de l'air à une hauteur quelconque, ou la hauteur de l'air correspondante à un degré donné de raréfaction, en observant, par deux ou trois hauteurs de baromètre, la raréfaction de l'air à deux ou trois hauteurs différentes ; d'où l'on conclura la hauteur de l'atmosphère, en supposant que l'on sache le dernier degré de raréfaction, au-delà duquel l'air peut aller. Voyez les articles BAROMETRE, SERIE, PROGRESSION, etc. Voyez aussi Gregory. Astronom. Phys. et Géom. liv. V. prop. 3. et Halley dans les transact. Phil. n°. 181.

Il faut avouer cependant que si on s'en rapporte à quelques observations faites par M. Cassini, on sera tenté de croire que cette méthode de trouver la hauteur de l'atmosphère est fort incertaine. Cet astronome, dans les opérations qu'il fit pour prolonger la méridienne de l'Observatoire de Paris, mesura avec beaucoup d'exactitude les hauteurs des différentes montagnes, qui se rencontrèrent dans sa route : et ayant observé la hauteur du baromètre sur le sommet de chacune de ces montagnes, il trouva que cette hauteur comparée à la hauteur des montagnes, ne suivait point du tout la proportion indiquée ci-dessus ; mais que la raréfaction de l'air à des hauteurs considérables au-dessus de la surface de la terre, était beaucoup plus grande qu'elle ne devrait être, suivant la règle précédente.

L'Académie royale des Sciences ayant donc quelque lieu de révoquer en doute l'exactitude des expériences ; elle en fit un grand nombre d'autres sur des dilatations de l'air très-considérables, et beaucoup plus grandes que celles de l'air sur le sommet des montagnes ; et elle trouva toujours que ces dilatations suivaient la raison inverse des poids dont l'air était chargé ; d'où quelques physiciens ont conclu, que l'air qui est sur le sommet des montagnes est d'une nature différente de l'air que nous respirons ici-bas, et suit apparemment d'autres lois dans sa dilatation et sa compression.

La raison de cette différence doit être attribuée à la quantité de vapeurs et d'exhalaisons grossières, dont l'air est chargé, et qui est bien plus considérable dans la partie inférieure de l'atmosphère qu'au-dessus. Ces vapeurs étant moins élastiques, et moins capables par conséquent de raréfaction que l'air pur, il faut nécessairement que les raréfactions de l'air pur augmentent en plus grande raison que le poids ne diminue.

Cependant M. de Fontenelle explique autrement ce phénomene, d'après quelques expériences de M. de la Hire ; il prétend que la force élastique de l'air s'augmente par l'humidité ; et qu'ainsi l'air qui est proche le sommet des montagnes, étant plus humide que l'air inférieur, est par-là plus élastique, et capable d'occuper un plus grand espace qu'il ne devrait occuper naturellement, s'il était plus sec.

Mais M. Jurin soutient que les expériences dont on se sert pour appuyer cette explication, ne sont point du tout concluantes. Append. ad Varen. Géograph.

M. Daniel Bernoulli donne dans son Hydrodynamique une autre méthode pour déterminer la hauteur de l'atmosphère : dans cette méthode, qui est trop géométrique pour pouvoir être exposée ici, et mise à la portée du commun des lecteurs, il fait entrer la chaleur de l'air parmi les causes de la dilatation.

La règle des compressions en raisons des poids ne peut donner la hauteur de l'atmosphère ; car il faudrait que cette hauteur fût infinie, et que la densité de l'air fût nulle à sa surface supérieure. Il serait plus naturel de supposer la densité de l'air proportionnelle, non au poids comprimant, mais à ce même poids augmenté d'un poids constant ; alors la hauteur de l'atmosphère serait finie, et ne serait pas plus difficile à trouver que dans la première hypothèse, comme il est démontré dans le Traité des fluides, imprimé chez David 1744.

Quoi qu'il en sait, il est constant que les raréfactions de l'air à différentes hauteurs, ne suivent point la proportion des poids dont l'air est chargé ; par conséquent les expériences du baromètre, faites au pied et sur le sommet des montagnes, ne peuvent nous donner la hauteur de l'atmosphère ; puisque ces expériences ne sont faites que dans la partie la plus inférieure de l'air. L'atmosphère s'étend bien au-delà ; et ses réfractions s'éloignent d'autant plus de la loi précédente, qu'il est plus éloigné de la terre. C'est ce qui a engagé M. de la Hire, après Kepler, à se servir d'une méthode plus ancienne, plus simple et plus sure pour trouver la hauteur de l'atmosphère : cette méthode est fondée sur l'observation des crépuscules.

Tous les Astronomes conviennent que quand le soleil est à dix-huit degrés au-dessous de l'horizon, il envoye un rayon qui touche la surface de la terre, et qui ayant sa direction de bas en-haut, va frapper la surface supérieure de l'atmosphère ; d'où il est renvoyé jusqu'à la terre, qu'il touche de nouveau dans une direction horizontale. Si donc il n'y avait point d'atmosphère, il n'y aurait pas de crépuscule : par conséquent si l'atmosphère n'était pas aussi haute qu'elle est, le crépuscule commencerait et finirait quand le soleil serait à moins de 18 degrés au-dessous de l'horizon, et au contraire : d'où on peut conclure que la grandeur de l'arc dont le soleil est abaissé au-dessous de l'horizon, au commencement et à la fin du crépuscule, détermine la hauteur de l'atmosphère. Il faut cependant remarquer qu'on doit soustraire 32' de l'arc de 18d, à cause de la réfraction qui élève alors le soleil plus haut de 32' qu'il ne devrait être ; et qu'il faut encore ôter 16 minutes pour la distance du limbe supérieur du soleil (qui est supposé envoyer le rayon) au centre de ce même astre, qui est le point qu'on suppose à 18d moins 32' : l'arc restant sera par conséquent de 17d 12' ; et c'est de cet arc que l'on doit se servir pour déterminer la hauteur de l'atmosphère.

Les deux rayons, l'un direct l'autre réfléchi, qui sont tous deux tangens de la surface de la terre, doivent nécessairement se couper dans l'atmosphère, de manière qu'ils fassent entr'eux un angle de 17d 12', et que l'arc de la terre compris entre les points touchants soit aussi de 17d 12' : donc par la nature du cercle, une ligne qui partirait du centre, et qui couperait cet arc en deux parties égales, rencontrerait les deux rayons à leur point de concours. Or il est facile de trouver l'excès de cette ligne sur le rayon de la terre ; et cet excès sera la hauteur de l'atmosphère. M. de la Hire a trouvé par cette méthode la hauteur de l'atmosphère de 37223 taises, ou d'environ dix-sept lieues de France. La même méthode avait été employée par Kepler : mais cet astronome l'avait rejetée par cette seule raison qu'elle donnait la hauteur de l'atmosphère 20 fois plus grande qu'il ne la croyait.

Au reste, il faut observer que dans tout ce calcul l'on regarde les rayons direct et réflechi comme des lignes droites ; au lieu que ces rayons sont en effet des lignes courbes, formées par la réfraction continuelle des rayons dans leur passage par les couches différemment denses de l'atmosphère. Si donc on regarde ces rayons comme deux couches semblables, ou plutôt comme une seule et unique courbe, dont une des extrémités est tangente de la terre, le sommet de cette courbe, également distant des deux extrémités, donnera la hauteur de l'atmosphère : par conséquent on doit trouver cette hauteur un peu moindre que dans le cas où on supposait que les deux rayons étaient des lignes droites ; car le point de concours de ces deux rayons qui touchent la courbe à ses extrémités, doit être plus haut que le sommet de la courbe, qui tourne sa concavité vers la terre. M. de la Hire diminue donc la hauteur de l'atmosphère d'après ce principe, et ne lui donne que 36362 taises, ou 16 lieues. Histoire de l'acad. roy. des Sciences, an. 1713, pag. 61. Voyez les articles REFRACTION et CREPUSCULE, etc.

Sur l'atmosphère de la lune et des planètes, voyez les articles LUNE et PLANETE.

Sur l'atmosphère des cometes et du soleil, voyez COMETE et SOLEIL ; voyez aussi TACHES, AURORE BOREALE, et LUMIERE ZODIACALE.

Atmosphère des corps solides ou durs, est une espèce de sphère formée par les petits corpuscules qui s'échappent de ces corps. Voyez SPHERE et EMANATION.

M. Boyle prétend que tous les corps, même les plus solides et les plus durs, comme les diamants, ont leur atmosphère. Voyez DIAMANT, PIERRE PRECIEUSE. Voyez aussi AIMANT, MAGNETISME, etc. (O)