RECHERCHES

CONCERNANT LA DISPERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE DE GRANDE ÉTENDUE,

PAR

W. C. L. VAN SCHAIK.

§ 1. Appareils et méthode en général.

Les recherches exactes sur la dispersion électromagnétique des plans de polarisation sont limitées jusqu’ici au spectre visible, savoir, à la partie comprise entre les raies C et G.

J’ai pensé qu’il y aurait de l’intérêt à étendre la connaissance du phénomène à une autre partie du spectre , où les indices de réfraction se laissent également déterminer avec précision. Dans le spectre ultra-violet ^ ces indices sont grands, les longueurs d’onde petites ; les valeurs à substituer pour ces quantités , dans les formules représentant la rotation électromagnétique, diffèrent donc assez notablement , pour cette partie du spectre , de celles qui sont propres au spectre visible. Cette circonstance peut offrir un certain avantage pour la vérification des formules existantes, ou pour la construction de formules nouvelles.

L’idée la plus naturelle était d’essayer d’étendre à l’ultra-violet les expériences que Yerdet avait faites sur le sulfure de carbone et la créosote. Mais une étude préliminaire m’apprit bientôt que ces substances absorbent fortement les rayons ultra-violets.

Il fallait donc chercher d’autres matières , joignant , à une transparence suffisante pour l’ultra- violet , un pouvoir rotatoire électromagnétique qui ne fût pas trop faible.

374 W. C L. VAN SCHàlK. RECHERCHES CONCERNANT LA DIS-

Mon choix s’est arrêté sur deux corps , l’eau^ et une certaine espèce de verre. Le pouvoir rotatoire électromagnétique de l’eau est environ le tiers de celui du sulfure de carbone; le verre en question dévie un peu plus que l’eau.

J’ai rencontré ce verre dans le cabinet du laboratoire physique de l’université d’Utrecht '). C’est un assez gr^^nd parallélépipède de Fresnel, taillé par Dollond ; sous l’épaisseur donnée , il fut reconnu suffisamment transparent pour la lumière ultraviolette. Un des angles aigus servit plus tard à la détermination des indices de réfraction.

L’indice, pour la raie E fut trouvé, à 18", =: 1,5139 ; la densité est :::: 2,46. Dans la suite, ce verre sera appelé ,, verre à glace de Dollond”.

Les rotations ont été déterminées suivant la méthode de Fizeau et Foucault. Pour la rotation auxiliaire, j’ai employé, de même que Yerdet et M. H. Becquerel, une plaque de quartz de un millimètre d’épaisseur, qui était taillée perpendiculairement à l’axe optique et déviait le plan de polarisation à gauche. On la plaçait entre les niçois, tout près de l’analyseur.

Pour l’observation des rayons ultra-violets, le spectroscope exigeait une disposition particulière.

D’abord, les milieux réfringents devaient laisser passer convenablement les susdits rayons, et, d’autre part, pour les rendre visibles, un oculaire spécial était nécessaire.

Je me suis servi pour l’ultra-violet d’un spectroscope ordinaire de Steinheil, dont le verre était remplacé par du spath d’Islande et du quartz.

Le prisme réfringent était un prisme équilatéral de spath d’Islande, et j’employais le spectre ordinaire, qui, pour cette substance, est plus grand que le spectre extraordinaire. L’axe optique était à peu près parallèle aux arêtes réfringentes.

Pour le collimateur, je fis faire une lentille biconvexe de spath

') Il fait partie d’nn appareil de polarisation d’Airy, ii°. 442 du catalogue. (Voir Pogg. Ann. t. XXIII).

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE , ETC. ‘ 375

de 29 mm. de diamètre et de 25 cm. de distance focale moyenne ; elle fut taillée suivant l’axe optique.

Pour l’objectif de la lunette, j’ai pris une lentille de quartz qui se trouvait au cabinet de physique; sa distance focale mesure environ 30 cm., et l’axe optique est sensiblement perpendiculaire au milieu de la lentille.

Au lieu d’une fente , j’ai employé . dans la mesure de la rotation , ’ le foyer linéaire d’une lentille cylindrique biconvexe de spath, à distance focale moyenne de 16 mm. et à axe optique dirigé suivant la longueur du cylindre. Par cette lentille , le faisceau lumineux cylindrique, d’un diamètre d’environ 11 mm. au sortir de l’analyseur, était concentré en une ligne, concentration absolument nécessaire ici, au point de vue de l’intensité lumineuse.

Pour l’observation de l’ultra-violet , j’ai fait usage de l’oculaire fluorescent de Soret, pourvu d’une solution d’æsculine. Quant à la construction de cet appareil, je renvoie aux mémoires insérés dans les Ann. de Chimie et de Phys.., 1877, XI, et dans Pogg. Ann. Juhelhand.

Le polariseur et l’analyseur étaient deux prismes de Xicol.

L’emploi d’un prisme de spath calcaire dans le spectroscope (voir ci-dessus) oblige de mesurer la rotation à l’aide du polariseur, en conservant à l’analyseur une position fixe. En vue de l’intensité lumineuse, on doit naturellement tâcher d’obtenir que le plan de polarisation des rayons qui, après avoir traversé l’analyseur, tombent sur le prisme, soit parallèle au plan de polarisation du spectre qu’on emploie. Or, dans le prisme de spath, le plan de polarisation de chacun des deux spectres a une position déterminée, et il convient donc que le plan de polarisation des rayons qui entrent dans le spectroscope ait également une position fixe.

Pour l’étude du spectre visible, le spectroscope dont il vient d’être question était remplacé par un spectroscope ,, automatique universel” de Browning, à six prismes de flint, donnant un pouvoir dispersif de douze prismes. Je n’employais qu’un seul

de ces prismes , avec lequel j’obtenais par réflexion , comme c’est le cas dans ces spectroscopes , une dispersion de deux prismes.

Devant le collimateur de ce spectroscope , je plaçais une lentille cylindrique biconvexe de Duboscq, taillée de telle sorte que les deux surfaces cylindriques convexes se croisent à angle droit, d’où il résulte une convergence du faisceau lumineux dans le sens horizontal et dans le sens vertical. Le foyer linéaire (vertical), que j’amenais sur la fente, est à une distance d’environ 32 mm. du centre de la lentille.

Les rotations électromagnétiques furent toujours étudiées à la lumière solaire. Comme héliostat, on se servait d’un simple porte-lumière , dirigé à la main de façon que* le faisceau incident conservât une position fixe, ce qui se laissait faire avec une assez grande exactitude, vu que la personne chargée de ce soin pouvait observer, à une distance de plus de trois mètres du porte-lumière , une tache lumineuse circulaire , qui devait être projetée sur l’ouverture d’un diaphragme.

Parmi les miroirs que j’essayai, ceux qui convinrent le mieux furent un miroir en argent, construit par M. Dlland,' et un certain miroir en verre étamé. Bien que ce dernier ait une épaisseur assez notable , il satisfait bien pour l’ultra-violet , probablement parce qu’il est un peu cylindrique, la génératrice de la surface étant parallèle à la largeur du miroir. Il en résultait que le faisceau lumineux, qui pénétrait dans le spectroscope à. une distance de cinq mètres de l’ouverture éclairée, éprouvait une certaine concentration.

On observait facilement , dans l’oculaire fluorescent, les raies jusque au-delà de S.

Pour l’observation de la rotation du plan de polarisation des rayons ultra-violets par la méthode employée, il est nécessaire que la pièce où l’on opère soit aussi obscure que possible. La réflexion diffuse, sur les objets les plus divers, doit surtout être évitée; dès l’entrée du faisceau solaire dans la chambre, une lueur diffuse se répand de tous côtés. On doit supprimer ces phénomènes au moyen de tubes et de diaphragmes.

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE, ETC. 377

Il convient , en outre , que la lumière pénétrant dans le spectroscope soit aussi intense que possible. Pour cela, l’ouverture du diaphragme de l’héliostat doit être prise beaucoup plus grande que la section du faisceau lumineux qui tombe sur le spectroscope. Supposons, par exemple, qu’en avant du miroir qui projette la lumière solaire dans la chambre , on ait placé un diaphragme présentant une ouverture de 4 cm. de diamètre; l’image reçue sur un écran éloigné d’une couple de mètres de l’ouverture lumineuse n’est alors plus tout à fait blanche au centre ; ce n’est qu’en donnant à l’ouverture des dimensions beaucoup plus grandes qu’on obtient une lumière non affaiblie.

Le but a été le mieux atteint en alignant l’un derrière l’autre des diaphragmes de plus en plus petits.

Le diaphragme en avant du miroir avait une ouverture de 92 mm. de diamètre. Sur la bonnette du porte-lumière était placé un tube noirci à l’interieur, long de 1,45 m., qui à son extrémité était pourvu d’un diaphragme large de 80 mm. A une distance de 2,48 m., le faisceau lumineux rencontrait un diaphragme indépendant, de 39 mm. de diamètre, et un peu plus loin, savoir à 3 mètres de distance du porte-lumière, un second diaphragme isolé, de 25 mm.

La lumière pénétrait ensuite dans le polariseur, donc dans l’appareil optique, qui, non compris le spectroscope, avait environ 1,40 m. de longueur.

Le nicol polariseur avait un diaphragme de 18 mm. Les anneaux de fer doux , qui formaient les surfaces polaires de l’électro-aimant , présentaient des ouvertures de 11,5 mm., tandis que le nicol analyseur se trouvait placé entre des diaphragmes de 1 1 mm. de diamètre.

Par cette disposition je réussis , malgré Tassez grande longueur du rayon lumineux, et tout en empêchant suffisamment l’intervention gênante de la lumière diffuse, à projeter sur la lentille cylindrique placée devant le spectroscope un faisceau lumineux d’intensité non réduite. Il n’en est pas moins vrai que ces recherches exigent beaucoup de soins et sont certainement au nombre des plus laborieuses que présente la physique pràtique.

Le courant était fourni par une machine dynamo-électrique de Gramme (Breguet) , qui , pour donner une forte lumière entre les pointes de charbon, avait besoin d’une force d’environ chevaux. Elle était mue par un moteur à gaz d’Otto, de la force de 4 chevaux, et faisait près de 900 tours par minute. L’électro-aimant était un modèle ordinaire de Ruhmkorff. Sur les noyaux de fer doux on vissait les armatures annulaires, dont l’usage a été introduit par Yerdet.

L’intensité relative de la force magnétique était mesurée , comme dans les recherches de Yerdet, en faisant agir l’électroaimant à distance sur un aimant suspendu. Celui-ci était un petit aimant annulaire de Edelmann , qui se trouvait à 4,34 mètres du centre du champ magnétique , et dont on mesurait la déviation au moyen d’un miroir; l’échelle était éloignée de 3,23 mètres de l’aimant suspendu.

Je vais maintenant entrer dans quelques détails concernant la mesure des rotations et des indices, et communiquer les principaux résultats que j’ai obtenus, pendant l’été de 1881, au laboratoire physique de l’Université d’Utrecht.

§2. Les rotations.

La méthode d’observation pour les rotations électromagnétiques dans le spectre visible ne différait pas essentiellement de celle de Yerdet; toutefois, je plaçais constamment, de même que dans l’ultra-violet , une plaque de quartz de 1 mm. épaisseur, taillée perpendiculairement à l’axe, entre les niçois, près de l’analyseur.

En outre, j’observais toujours la rotation simple, jamais la rotation double, c’est-à-dire, que je n’intervertissais pas le courant, Chaque fois , une observation était donc faite sans le courant, puis une autre avec le courant. La raison en était que l’électro-aimant s’échauffait fortement et rapidement sous l’influence d’un courant intense , et qu’il valait par conséquent mieux faire agir celui-ci

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE , ETC. 379

à intervalles que d’une manière continue. Un bouton permettant de fermer et de rompre le circuit se trouvait placé à portée de la main lorsque l’observateur était assis devant le spectroscope.

Le polariseur et l’analyseur étaient portés chacun par un pied particulier, pourvu de vis calantes et de niveaux à bulle d’air.

Le cercle gradué du polariseur laissait évaluer, au moyen du vernier, un angle de 10 secondes, c’est-à-dire une valeur plus petite que l’erreur de l’observation , erreur qui , par suite du pointé inexact de la bande noire du spectre, pouvait s’élever, chez Verdet, même jusqu’à 10 minutes.

Un axe en cuivre, long d’environ 1,10 m., allait du support du polariseur à celui de l’analyseur; du côté du polariseur, cet axe portait un pignon, du côté de l’analyseur, un bouton, par lequel l’observateur pouvait faire tourner le polariseur.

Les rayons du spectre visible pour lesquels j’ai mesuré les rotations correspondent aux raies O, D, Æ/, 6, F, 6^ de^Fraunhofer. J’ai également essayé de mesurer la rotation pour la raie h, mais les erreurs commises étaient trop fortes pour qu’on pût attribuer quelque valeur aux résultats. L’apparition de la bande noire dans cette région extrême et obscure du spectre visible s’oppose à une détermination tant soit peu exacte; aussi M. H. Becquerel donne-t-il, pour le résultat relatif à cette raie, des erreurs telles, que ce résultat ne peut plus inspirer aucune confiance *). Néanmoins, je crois qu’une observation meilleure des rotations dans cette région du spectre serait possible, si l’on employait une plaque de quartz un peu plus épaisse, ce qui diminuerait bien un peu la vitesse de la bande noire, mais augmenterait considérablement l’intensité lumineuse dans cette région.

L’intensité du spectre ultra- violet , que j’observais avec un oculaire fluorescent, s’affaiblit tellement vers la raie O, qu’il me parut impraticable, par cette méthode, de mesurer la rotation électromagnétique au-delà de N,

») Comptes rendus^ t. LXXXV.

Archives Néerlandaises, T. XYII.

Quoique, près de et , la fluorescence soit assez forte, je ne pus pas non plus mesurer la rotation pour ces raies, parce que leurs largeurs et épaisseurs relatives occasionnent une illusion optique.

Je résolus donc de n’observer, dans l’ultra- violet, que les rotations pour M et N. La petitesse relative des longueurs d’onde, et surtout la grandeur des indices de ces rayons font suffisamment ressortir , comme la remarque en--a été faite au § précédent , l’intérêt de ces observations pour la théorie.

Quand on emploie l’oculaire fluorescent , il importe que toutes les parois intérieures , qui s’y prêtent , soient recouvertes de noir de fumée. Le réflexion diffuse doit être évitée autant que possible.

Le réticule de l’oculaire devait , à ce qu’il m’a paru, s’éloigner un peu de la forme ordinaire. M. Soret traçait des lignes en croix sur l’une des deux plaques de verre entre lesquelles était placé le liquide fluorescent. Ces traits gravés sur verre ne me semblèrent pas assez nets. Lorsqu’on fait usage d’une plaque de verre d’urane, il est facile d’appliquer à la face postérieure (celle qui reçoit la lumière) des fils croisés métalliques, qu’on recouvre de noir de fumée.

Une pareille plaque de verre d’urane, de % mm. d’épaisseur, se laisse très bien employer au-delà de la raie iV, mais non entre lY et fl", parce que dans cette région, comme le remarque M. Soret, la fluorescence du verre d’urane est insignifiante. Pour moi, je me suis toujours servi de la solution d’æsculine.

Si, en faisant usage de cette solution, on applique des fils croisés métalliques au côté postérieur de la plaque de verre, celui qui est le plus rapproché de la source lumineuse, l’épaisseur du verre pout donner lieu à une parallaxe entre les fils croisés et les raies du spectre. Avec des plaques de verre très minces on éviterait probablement cet inconvénient, mais il n’est pas pratique de trop réduire l’épaisseur des plaques, celles-ci étant exposées à se casser pendant les manipulations, d’autant plus que la solution d’æsculine doit être renouvelée tous les jours, ou même deux fois par jour.

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE, ETC. 381

' A la paroi interne du réservoir de ræsculine, donc dans le liquide même, on ne peut pas non plus placer les minces fils métalliques; ils casseraient à chaque instant , lors du remplissage du réservoir , et , en outre , de très petites bulles d’air viendraient aisément se loger sous les fils cylindriques , dans l’espace qui reste entre eux et le verre ; or , la présence de bulles d’air dans le liquide doit être évitée avec soin , vu qu’elles produisent par réflexion totale une forte illusion optique , qui rend impossible tout pointé exact.

La disposition suivante est celle qui m’a satisfait le mieux. Les deux plaques de verre entre lesquelles est compris le liquide sont séparées l’une de l’autre par un anneau en cuivre de 5^ mm. d’épaisseur. Dans l’ouverture de cet anneau est soudée une lame de cuivre de % mm. d’épaisseur, de sorte qu’il reste encore, en avant, un espace de % mm. de profondeur pour le liquide. La lame de cuivre est pourvue d’une ouverture en forme de y, dont l’extrémité supérieure se trouve au bord, et la pointe au centre de la lame, et dont les côtés sont taillés en biseau , de manière à s’appliquer par leur tranchant contre la plaque de verre postérieure. Ce sont ces côtés tranchants de l’ouverture en y qui faisaient fonction de réticule dans la détermination des rotations. Ils étaient évidemment dans le même plan où se formaient, en cas de fluorescence, les raies de Fraunhofer, de sorte qu’il ne pouvait pas non plus se produire de parallaxe. Ce n’est qu’après avoir essayé différentes formes de lames, ainsi que des lames de mica à traits croisés, que je m’arrêtai à la disposition ci-dessus, avec laquelle j’obtins des résultats très constants.

L’oculaire de Ramsden , qui était placé en avant de la substance fluorescente, donnait un grossissement de 3M fois.

Pour l’observation des rotations dans l’ultra-violet, il importe encore beaucoup de placer le prisme de spath de telle sorte que le spectre soit aussi net que possible. Cette position ne correspond pas au minimum de déviation.

Lorsque le prisme se trouve dans la position de déviation

minima , il doit (vu d’en haut) être tourné encore un peu à droite, si l’observateur est placé de façon à avoir, avec la disposition ordinaire du spectroscope à un seul prisme , la source lumineuse à sa main gauche.

Les rayons les plus réfrangibles , tels que ceux de l’extrémité du spectre du zinc, obtenu en faisant jaillir entre des pôles de ce métal une étincelle d’induction concentrée, (par exemple A = 20,6) se voient beaucoup plus difficilement sous la déviation minima que dans une autre position déterminée du prisme.

La lentille collimatrice de spath donne généralement lieu, dans l’oculaire, à deux images du spectre ordinaire. Ces images ont une assez grande différence de distance à la lentille. On peut donc faire sortir le tuyau qui porte l’oculaire, jusqu’à ce qu’une de ces deux images soit vue nettement; l’autre reste alors , pour ainsi dire , inaperçue. Mais lorsque , en faisant tourner le polariseur, on amène dans le champ la bande noire, celle-ci apparaît naturellement sur chacune des deux images, et bien que l’une d'elles ne soit presque pas visible dans les circonstances ordinaires, l’obscurcissement local ainsi produit se fait reconnaître plus ou moins distinctement.

Or, les raies correspondantes des deux images n’occupant nullement la même place dans le champ visuel, il en est de même des deux bandes noires; celles-ci ne coïncident pas exactement. Il en résulte que le milieu de cette bande , sur lequel on pointe, n’est pas jugé à sa place véritable ^).

Il est donc nécessaire que l’image qu’on n’étudie pas soit complètement obscurcie. Cette condition est réalisée de la manière suivante.

On enlève le nicol polariseur, ainsi que la lentille collimatrice , puis on envoie, suivant l’axe de l’appareil optique, un faisceau de lumière non polarisée. On tourne alors l’a*nalyseur, jusqu’à ce que le spectre ordinaire , qu’on reçoit sur un écran après avoir

0 Une mesure spéciale m’a appris qu’on peut commettre ainsi des erreurs de plus d’un degré.

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE , ETC. 383

détourné la lunette, soit aussi brillant que possible, et le spectre extraordinaire éteint. Cela obtenu, on ne touche plus à l’analyseur.

Ensuite on met en place la lentille collimatrice, qui est taillée suivant son axe optique. Elle donne sur l’écran deux images du spectre, qui se recouvrent en partie, mais sont faciles à distinguer l’une de l’autre. On tourne alors la lentille autour de l’axe de la lunette, en faisant mouvoir sa monture sur le filet de vis, jusqu’à ce que l’une des images soit éteinte. A partir de ce moment , la lentille collimatrice conserve sa position.

Le polariseur peut alors être remis en place, et l’appareil est prêt à fonctionner.

Immédiatement au-dessus des substances placées entre les pôles magnétiques se trouvait le réservoir d’un thermomètre, qui faisait par conséquent connaître très approximativement la , température à laquelle l’expérience avait lieu. On sait, du reste, que la température ne constitue qu’un facteur très insignifiant dans la. rotation électromagnétique, à tel point que plusieurs observateurs (Lüdtge, Bichat) ont cru pouvoir conclure que la rotation diminue tant soit peu lorsque la température s’élève, tandis que d’autres (Matteucci, Joubert) admettent dans ce cas une légère augmentation. En examinant les chiffres donnés par ces auteurs, on reconnaît effectivement qu’une différence de température, même de 10°, ne produisait dans la rotation qu’une différence inférieure de beaucoup à l’erreur de l’observation.

Durant les expériences , on notait itérativement la position de l’image de l’échelle dans le miroir de l’aimant suspendu, tant lorsque le circuit était fermé que lorsqu’il était ouvert •).

*) En introduisant une résistance dans le circuit, on peut faire qu’il en résulte, dans la déviation de l’image de l’échelle, une différence un peu plus grande que celle à laquelle peuvent donner lieu les variations du courant lui-même. Soit m la déviation, et la différence produite par la résistance. Si alors on a trouvé , pour une certaine raie de Fraunhofer, d’abord une rotation — q et plus tard une différence de rotation = A v ?

on peut aisément vérifier si entre ces limites aussi, il

est satisfait à une pareille relation. Dans ce cas, les observations relatives aux autres raies se laissent ramener, par un calcul simple, à des observations pour une même force magnétique.

Les rotations relatives aux petites longueurs d’onde auront toujours été données, à ce que je crois, un peu trop fortes, la différence, d’ailleurs, ne dépassant pas une couple de minutes. Cela tient, selon moi , à la nature de la méthode suivie , et doit donc s’appliquer aussi aux observations de Verdet. Yoici de quoi il s’agit.

Prenons un spectre „normal,” à rayons de moindre longueur d’onde situés à droite, et faisons-y apparaître de la manière décrite, par rotation électromagnétique, une bande noire. On reconnaîtra facilement que la partie la plus obscure de la bande ne correspond pas à son milieu, mais se trouve un peu à gauche : en effet, comme la rotation augmente très fortement à mesure que la longueur d’onde diminue, les plans de polarisation des rayons situés à droite du point le plus obscur s’écartent plus de la perpendiculaire au plan de polarisation de l’analyseur que ceux des rayons situés à gauche, et par conséquent ces rayons à droite éprouvent une extinction moindre; l’obscurcissement décroît plus rapidement du côté droit que du côté gauche.

Or, dans les expériences en question, il faut proprement viser la partie la plus obscure de la bande ; mais , involontairement , on amène sous le réticule une partie située plus près du milieu de la bande, c’est-à-dire, trop à gauche. En réalité, on mesure donc la rotation appartenant à la partie la plus obscure , qui maintenant se trouve à droite du réticule, et on attribue cette rotation mesurée (relative à une longueur d’onde moindre) au rayon qui tombe sur le réticule. On assigne donc à ce rayon une rotation trop grande. Cette différence augmentera encore un peu par l’emploi d’une plaque de quartz.

Si , au lieu d’un spectre normal , on a un spectre prismatique , et que la dispersion dioptrique y suive environ la même loi que la dispersion des plans de polarisation, la différence pourra être à peu près annulée ; mais elle persiste , dans le sens positif, aussi longtemps que la dispersion rotatoire croît plus rapidement que la dispersion dioptrique à mesure que la longueur d’onde diminue; or, tel est sans doute le cas lorsqu’on emploie un prisme de spath d’Islande, vu que l’accroissement de la dispersion dioptrique

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE, ETC. 385

n’est alors par très grand dans l’ultra-violet (beaucoup plus petit, par exemple , qu’avec un prisme de quartz) et n’est certainement pas aussi fort, pour les petites longueurs d’onde, que celui de la dispersion rotatoire dans une plaque de quartz.

La différence en question doit affecter aussi les mesures de Verdet, car la dispersion rotatoire dans le sulfure de carbone et dans la créosote croît à coup sûr plus rapidement, pour les petites longueurs d’onde, que la dispersion dioptrique dans le flint du spectroscope.

Bien que la différence elle-même, comme on peut s’en convaincre, soit moindre que l’erreur de l’observation , il en résulte pourtant que les rotations données, pour les petites longueurs d’onde , peuvent aisément être trop fortes d’une couple de minutes.

Je vais communiquer maintenant les valeurs les plus probables des rotations électromagnétiques dans l’eau et dans le verre à glace de Dollond. Pour le spectre visible, Verdet avait déjà trouvé quelques valeurs approchées relatives à l’eau; la rotation indiquée ci-dessous pour (7, dans l’eau, est empruntée à Verdet.

La longueur du trajet que la lumière parcourait dans le verre à glace était de 26,4 mm., la longueur de la colonne d’eau, de 89,8 mm. Le tube qui contenait l’eau était fermé par des plaques de verre dressées, de 1 mm. d’épaisseur, dont la rotation électromagnétique propre était portée en compte. Au cours des expériences, la température varia de 1 8 à 25 " Gels., différence qui n’a aucune importance, d’après ce qui a été dit plus haut.

Au total, le nombre des .visées faites pour la mesure des rotations, durant les mois de juillet, d’août et de septembre, s’éleva à environ sept cents.

Aux résultats de Verdet, concernant le sulfure de carbone et la créosote , viennent maintenant s’ajouter ceux des tableaux suivants , qui ont rapport à un spectre plus étendu. Les secondes lignes contiennent les rotations relatives , celle de E étant prise pour unité.

386 W. C. L. VAN SCHAIK. RECHERCHES CONCERNANT LA DIS- Rotation électromagnétique dans le verre à glace de Dollond.

Rotation électromagnétique dans Veau,

Pas plus que dans les observations de Verdet et de M. Becquerel, les derniers chiffres de ces nombres ne méritent une confiance absolue. Les erreurs de l’observation, dans les expériences de Yerdet sur le sulfure de carbone et la créosote, pouvaient produire dans les valeurs de la dispersion pour la raie G une différence de 0,040 à un peu plus de 0,050 ^), ce qui correspondait au cas le plus défavorable; pour les rayons des régions les plus claires du spectre , le maximum des erreurs possibles est plus petit. Evidemment, la grandeur de ce maximum ne saurait être indiquée exactement. Eu égard aux écarts des observations, j’estime que les plus grandes erreurs, qui peuvent exister dans les nombres ci-dessus donnés pour la dispersion (secondes lignes) , s’élèvent à 0,012 pour les raies D, è ; à 0,018 pour F; à 0,020 et à 0,025 pour C Qt G , et enfin à 0,050, tout au plus, pour M et N. Pour ces dernières raies, il va sans dire que l’erreur maxima doit être plus grande que pour les rayons du spectre visible. Néanmoins, ces observations possèdent certainement assez d’exactitude pour offrir de l’intérêt au point de vue de la théorie.

§ 3. Les indices de réfraction.

Les indices de réfraction des deux substances étudiées, l’eau et le verre à glace , ont été déterminés par la méthode de la déviation minima.

*) Voir Ann. de Chim. et de Phys. (3), t. LXIX.

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE , ETC. 387

Le morceau de verre , un parallélépipède de Fresnel , avait deux angles réfringents d’un peu plus de 54°, qui, par le fini de leur travail, étaient très propres à la recherche en question. L’eau était contenue dans la cavité cylindrique d’un prisme triangulaire équilatéral en verre, taillé d’une seule pièce; le rayon de la cavité était de 12,5 mm. Les ouvertures elliptiques des faces réfringentes étaient fermées par des glaces parallèles de 1 mm. d’épaisseur, qu’on fixait au moyen de gomme-laque dissoute dans l’alcool. Une fermeture de ce genre, mais dans laquelle les glaces étaient fixées sur le prisme à l’aide d’une solution de gomme et de sucre, avait déjà été préférée par Verdet, dans son travail sur le sulfure de carbone et la créosote, au mode ordinaire de fermeture , par une vis de pression.

Le spectroscope que j’employais pour les rotations dans l’ultraviolet servait en même temps de spectromètre. A cet effet , il était muni d’un cercle, dont le vernier donnait l’angle à 10 secondes près ou, par estime, à 5 secondes près. Trois alidades servaient à éliminer l’excentricité.

Dans l’ultra- violet j’employai, au lieu d’un réticule, une disposition analogue à celle qui a été décrite ci-dessus à propos des rotations, sauf qu’elle comptait deux ouvertures en forme de F, placées l’une au-dessous de l’autre, les pointes en regard.

Quoique, pour le spectre visible, les indices de l’eau fussent connus, j’en déterminai pourtant deux, savoir ceux pour F et pour afin de les comparer aux résultats des recherches antérieures.

Les angles des prismes furent mesurés par la méthode sur laquelle est fondé le goniomètre de Babinet. Cette mesure ne pouvait pas bien se faire au moyen du spectromètre , destiné seulement à la mesure des déviations. Les prismes furent placés sur un instrument universel de Repsold ; à une distance de quelques mètres furent installées une fente lumineuse et une lunette à réticule , puis la mesure fut effectuée , par la méthode susmentionnée, avec une très grande exactitude. Les résultats obtenus sont:

angle du prisme creux rempli d’eau z=60'’4'4r';

angle réfringent du parallélép. de verre à glace = 54'^20'20' .

Je vais maintenant communiquer les résultats des mesures d’indices, qui ont également été effectuées pendant les mois de juillet, août et septembre 1881. En désignant les indices parn, la déviation minima par d, l’angle réfringent par«, on a, comme l’on sait, pour l’application de la méthode de Fraunhofer:

sin — —

sin —

Verre à glace de Dollond, û 18° Gels, a =: 54° 20' 20" ~

nC 1,5083 nD = ]',5108 nE — 1,5139 nb 1,5146 nF == 1,5167 7iG 1,5218 nH,z=i 1,5262 nM = 1,5299 nN zn 1,5330.

Par est désignée la moins réfrangible des raies H.

Eau J à 18°, 8 Gels.

ûiî,zz:24°29'17' 8M 24°40'56" 8N zz24°50'17"

nF — 1,33767 :zz 1,34401 nM = 1,34651 nN =z 1,34852.

Comme on peut le voir, les valeurs de nF et de nH ^ sont intermédiaires entre celles qui ont été données par Yan der Willigen

PERSION ÉLECTROMAGNÉTIQUE SUR UN SPECTRE , ETC. 389

et par Fraunhofer (voir, par exemple, Wüllner, Experimentalphysik , t. II, p. 134, éd. de 1875); ces valeurs se rapportent d’ailleurs à d’autres températures.

Prenons, pour le spectre visible, le système d’indices admis par M, Wüllner {Experim. Physik., t. II, p. 142); dans ce système, on a:

nF = 1,33720 nH.zzz 1,34350.

Les observations pour nM et nN étant alors ramenées, aussi bien que possible, au moyen de différences, à ce système de M. Wüllner, on obtient:

nF = 1,33720 wJÏ,= 1,34350 nM = 1,34599 nN = 1,34804.

Pour exprimer les indices obtenus en longueurs d’onde, j’ai déterminé les constantes d’après la formule de Cauchy.

Pour l’eau, on sait que la formule

est suffisante; pour le verre à glace, il fallait .tenir compte trois constantes:

de

Ci-dessous, je donne un tableau comparatif des résultats de l’observation et du calcul, en empruntant à M. Wüllner les indices connus du spectre visible pour Veau. Les longueurs d’onde sont exprimées en cent-millièmes de millimètre; les valeurs adoptées (dans le vide) sont:

XC = 65,63 Xi) = 58,93 lE = 52,70 Ih =51,68

IF =48,61 IG =43,07 Xiîj= 39,67 IM — 37,29

XW= 35,80.

On sait, d’ailleurs, que le quatrième chiffre des longueurs d’onde n’est pas encore définitivement fixé.

•Indices de réfraction du verre à glace de Dollond. ^= 1,49885 5= 1,60446 log Cziz 3,65378.

Observ. Calcul. Différence.

Indices de réfraction de Veau.

^= 1,32410 log B z=z 1,48658.

Observ.

Calcul.

Différence.

L’accord de l’observation et du calcul est pleinement suffisant pour que les indices donnés puissent être employés dans la théorie de la rotation électromagnétique.

L’oculaire fluorescent a donc pu être appliqué aussi, avec succès, à la détermination des indices de réfraction des rayons ultra-violets. Si je me suis contenté de mesurer ceux de M et iV, c’est que les indices ne nous intéressaient ici qu’au point de vue des rotations observées. Mais.il ne serait pas difficile de déterminer, au moyen de l’oculaire fluorescent, les indices des raies jusqu’à S et T. Beaucoup d’autres déterminations, concernant l’absorption et la fluorescence, seront également possibles à l’aide de cet instrument.

ÛUATEIÈME LIVEAISON.

A. Heynsius , Sur la valeur de. la pression négative intrathoracique pendant la

respiration normale Pag. 299.

E. Mulder et H. G. L. van dGr Meulen., Recherches Ihermochimiques sur l’ozone. . » 355 .

W. C. L. van Schaik, Recherches concernant la dispersion électromagnétique sur

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