Français : Illustration de l'installation de John Tyndall pour mesurer l'absorption de chaleur rayonnante des gaz. Cette illustration date de 1861 et est tirée d'une des présentations de John Tyndall où il décrit son dispositif pour mesurer l'absorption relative de chaleur rayonnante des gaz et des vapeurs. Le galvanomètre quantifie la différence de température entre les côtés gauche et droit de la thermopile. La lecture du galvanomètre peut être réglée sur zéro en rapprochant ou en éloignant l'écran thermique de la source de chaleur de gauche. C'est le seul rôle de la source de chaleur de gauche. La source de chaleur de droite dirige la chaleur radiante dans le long tube en laiton. L'intérieur du long tube en laiton est très poli, ce qui en fait un bon réflecteur (et non un absorbeur) de la chaleur rayonnante à l'intérieur du tube. Le sel gemme (NaCl) est pratiquement transparent à la chaleur rayonnante, et le fait de boucher les extrémités du long tube en laiton avec des plaques de sel gemme permet à la chaleur rayonnante d'entrer et de sortir librement aux extrémités du tube, tout en empêchant complètement le gaz à l'intérieur de sortir. Pour commencer les mesures, les deux sources de chaleur sont allumées, le long tube en laiton est évacué autant que possible à l'aide d'une pompe d'aspiration d'air, le galvanomètre est réglé sur zéro, puis le gaz étudié est libéré dans le long tube en laiton. Le galvanomètre est à nouveau examiné. La mesure dans laquelle le galvanomètre a changé par rapport à zéro indique dans quelle mesure le gaz a absorbé la chaleur rayonnante de la source de chaleur de droite et a empêché cette chaleur de rayonner vers la thermopile à travers le tube. Si un disque métallique très poli est placé dans l'espace entre la thermopile et le tube en laiton, il empêchera complètement la chaleur rayonnante sortant du tube d'atteindre la thermopile, ce qui fera dévier le galvanomètre du maximum possible par rapport au blocage du tube. Le système dispose ainsi de relevés minimum et maximum et peut exprimer les autres relevés en pourcentage. (La réactivité du galvanomètre était physiquement non linéaire, mais bien comprise, et mathématiquement linéarisable).

Lors de l'une de ses conférences publiques à un public non professionnel, Tyndall a donné l'indication suivante de la sensibilité de l'instrument : "Mon assistant se tient à plusieurs pieds de moi. Je tourne la thermopile vers lui. La chaleur de son visage, même à cette distance, produit une déviation de 90 degrés [sur le cadran du galvanomètre]. Je tourne l'instrument vers un mur éloigné, dont la température est jugée un peu inférieure à la température moyenne de la pièce. L'aiguille descend et passe de l'autre côté du zéro, déclarant par cette déviation négative que la pile ressent le froid du mur." (citation de Six Lectures On Light). Pour réduire les interférences du corps humain, le galvanomètre était lu à travers un télescope depuis l'autre côté de la pièce. Le système de thermopile et de galvanomètre a été inventé par Leopoldo Nobili et Macedonio Melloni. Melloni mesurait l'absorption de la chaleur rayonnante dans les solides et les liquides, mais n'avait pas la sensibilité nécessaire pour les gaz. Tyndall a grandement amélioré la sensibilité de l'ensemble de l'installation (notamment en plaçant une source de chaleur de compensation de l'autre côté de la thermopile et en plaçant le gaz dans un tube en laiton), et grâce à son appareil supérieur, il a pu tirer en toute confiance des conclusions très différentes de celles de Melloni concernant la chaleur rayonnante dans les gaz (référence du livre ci-dessous, au chapitre I). L'air dont la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone ont été retirés dévie le cadran du galvanomètre de moins d'un degré, c'est-à-dire d'une quantité détectable mais très faible (même référence, chapitre II). De nombreux autres gaz et vapeurs ont fait dévier le galvanomètre d'une grande quantité - des milliers de fois plus que l'air.

Pour vérifier la fiabilité de son système, Tyndall a peint les parois intérieures du tube en laiton avec un puissant absorbeur de chaleur radiante (à savoir du noir de lampe). Cela a considérablement réduit la chaleur radiante qui atteignait la thermopile lorsque le tube était vide. Néanmoins, les pourcentages d'absorption des différents gaz et vapeurs par rapport au tube vide étaient largement et essentiellement inchangés par ce changement de la propriété d'absorption des parois du tube. Et ce, à l'exclusion de quelques gaz et vapeurs tels que le chlore qui doit être exclu parce qu'il ternit le laiton, modifiant sa réflectivité thermique. Pour tester une nouvelle fois la fiabilité du système, le long tube en laiton a été coupé à environ un quart de sa longueur initiale, et la même quantité de gaz a été libérée dans le tube plus court. Ainsi, le tube plus court aura une densité de gaz environ quatre fois supérieure. On a constaté que le pourcentage de chaleur radiante absorbée ou transmise par le gaz par rapport à l'état du tube vide était entièrement inchangé (même si les deux tubes n'ont pas le même état de tube vide). La variation de la quantité absolue de gaz dans le tube entraîne des changements correspondants dans les pourcentages d'absorption, mais la variation de la densité n'a aucune importance, pas plus que la valeur absolue du point de référence du tube vide.

Le spectre d'émission de la source particulière de chaleur fait une différence - parfois importante - dans la quantité de chaleur radiante qu'un gaz absorbera, et différents gaz peuvent répondre différemment à un changement de source. Tyndall déclarait en 1864 : "une longue série d'expériences me permet d'affirmer qu'il n'y a probablement pas deux substances qui, à une température de 100°C, émettent de la chaleur de la même qualité [c'est-à-dire du même profil spectral]. La chaleur émise par l'ichtyocolle, par exemple, est différente de celle émise par le noir de fumée, et la chaleur émise par le tissu, ou le papier, diffère des deux." En regardant un fil de platine chauffé électriquement, il est évident pour l'œil humain que le profil spectral de la chaleur dépend du fait que le fil est chauffé à un rouge terne, un orange vif ou un blanc chaud. Il a constaté que certains gaz absorbaient relativement mieux la chaleur rouge terne du platine, tandis que d'autres gaz absorbaient relativement mieux la chaleur blanche du platine. Pour son point de référence initial et primaire en 1859, il a utilisé la chaleur d'un noir de lampe de 100°C (semblable à un "radiateur à corps noir" théorique). Plus tard, il a obtenu certains de ses résultats les plus intéressants en utilisant d'autres sources de chaleur. Par exemple, lorsque la source de chaleur rayonnante était un type de gaz quelconque, cette chaleur était fortement absorbée par un autre corps du même type de gaz, que le gaz soit un faible absorbeur de sources à large spectre ou non. Dans l'illustration ci-dessus, la chaleur rayonnante qui entre dans le tube en laiton provient d'une casserole d'eau frémissante ; la chaleur rayonne de la surface extérieure de la casserole, pas de l'eau, ni de la flamme de gaz qui maintient l'eau frémissante. Une autre illustration avec une configuration modifiée, tirée du même livre (page 112), est présentée ci-dessous. La principale différence est que la source de chaleur est séparée du tube en laiton par de l'air libre, ce qui élimine la nécessité de faire circuler de l'eau froide pour refroidir l'interface entre la source de chaleur et le tube en laiton.