partie supérieure de la bulle que j'étire jusqu’à

ce que sa longueur soit à peu près égale à son pourtour; la position de l'anneau a été exactement réglée d'avance, et repérée sur la crémaillère (/ig. 33).

Je rétablis le courant, et, en un clin d'œil, la bulle

se sépare en deux autres inégales, la plus grosse

étant attachée à l’anneau inférieur (fig. 34).

LES, Re

or ls

Formation et oscillation des gouttes.

A la fin de la deuxième conférence, j'ai montré qu'une bulle cylindrique devient instable lorsque sa longueur dépasse son pourtour; la même relation subsiste lorsque la membrane, au lieu d’air, contient un liquide; il en résulte qu’un cylindre liquide, de grande longueur, formé brusquement, ne peut pas conserver sa forme; il se brise en une série de gouttes, si rapidement qu'il est impossible de voir la formation de chacune d’elles; mais on peut, par divers artifices, montrer ce qui se passe.

En neutralisant le poids du liquide à l’aide d’un autre de même densité, on obtient des gouttes aussi grosses que l’on veut, qui changent de forme beau

coup plus lentement que les petites.

LA VEINE LIQUIDE. 57 colorée en bleu, sur laquelle nage un mélange de paraffine et de sulfure de carbone, à peine plus léger que l’eau. Je plonge dans l’eau un tube que je laisse se remplir, puis je le soulève en laissant s'échapper l’eau qu’il.contient. À l’orifice, on voit se former des gouttes de la grosseur d’un sou, et, lorsque chacune d’elles a atteint sa pleine taille, elle se sépare, en tirant après elle un petit cylindre de liquide qui lui-même se ramasse en une goutte minuscule. Le phénomène se produit si lentement qu'on peut le suivre à l'œil nu.

J'ai pu exéculer, sur un disque tournant, une

série de photographies de la goutte, distantes de

moins de == de seconde. La P/. 1 donne un fac-

similé réduit de cette photographie.

Je remplis de nouveau le tube avec de l’eau colorée, et je le retire rapidement du liquide. I entraîne après lui un cylindre qui se rompt en bulles, comme le montre la fig. 35.

Ce que nous venons de voir pour un large cylindre se passe de même pour un cylindre filiforme, comme nous pouvons en faire journellement lobservation. La fig. 36 est une reproduction d’une photographie que j'ai prise d’une toile d’araignée ; on voit immédiatement que le tissu se compose de

deux espèces de fils; les uns sont droits et dirigés

suivant des rayons; les autres sont circulaires; les

premiers sont raides et unis; les autres, plus élas-

T'ig. 36.

tiques,"sont couverts de perles d’un liquide vis- AL queux. Dans une bonne toile d’araignée, il y a plus de 250000 de ces gouttelettes, qui retiennent les mouches dont l’araignée se nourrit. Une arai-

gnée achève sa toile en une heure, et elle en re-

commence une presque chaque jour; il est évident qu’elle n'aurait jamais le temps de poser une à une les gouttes en question; mais, grâce au principe queje viens de vous démontrer et dont elle fait usage, elle abrège beaucoup son travail; en même temps qu’elle pose son fil, elle l’enduit d’un liquide gluant qui forme d’abord un cylindre, puis s’égrène le long du fil.

La /ig. 33 montre, d’après une photographie faite au microscope, la constitution d’un fil enduit de liquide; les gouttes grosses et petites y sont alternées ; quelques goultes minuscules, irrégulièrement distribuées, se voient même entre les premières,

On peut se convaincre de l'exactitude de cette explication, en faisant une toile aruficielle identique à celles des araignées. J’en ai fabriqué une avec du fil de quartz (voir: Note C), que j'ai enduit, à l’aide d’un brin de paille, d’un peu d'huile de castor; elle a toutes les apparences d’une toile véritable, et prend les mouches avec la même facilité.

La rupture et la résolution en gouttes se produisent aussi bien pour un jet en mouvement que pour un cylindre en repos.

La /ig. 38 représente la photographie agrandie

trois fois un quart d’un filet d’eau éclairé par une

éuncelle électrique; à mesure que l’on avance dans le jet, on voit la séparation en goultes s’accentucr, et l’on distingue parfaitement la vibration des gouttes formées; pour une raison qui deviendra évidente par la suite de ces leçons, au mo-

ment où la photographie aété prise,

je produisais un son aigu en souf-

flant dans une clef.

Lord Rayleigh a démontré que, dans un filet d’eau de 1" de diamètre, les étranglements imperceptibles qui sy trouvent au début deviennent mille fois plus profonds en un quarantième de seconde; il est clair, d’après cela, que le jet doit êlre complètement rompu après un parcours très petit.

Le même physicien a donné la règle suivante pour calculer la durée de vibration d’une goulte d’eau : une sphère de 5o”" de

diamètre effectue une vibration

complète en une seconde; si le diamètre est réduit

au quart de sa grandeur, la durée d’oscillation

n’est plus que le huitième de sa pre-

Fig. 20,

mière valeur (1). La même relation permet de calculer la durée de la rupture dans le cas d’un cylindre.

Les gouttes que les araignées déposent sur leur toile ont un diamètre inférieur à 0"®, 03; elles sont 1600 fois plus petites que la sphère qui vibre en une seconde : des gouttes d’eau de cette grosseur exécuteraient donc 64000 vibrations par seconde, tandis que, si elles avaient la grosseur des plus pe- Lites perles déposées par les araignées, elles effectueraient plus d’un demimillion d’oscillations par seconde, sous la simple force exercée par la membrane élastique de l’eau; nous voyons combien est puissant, dans certains cas, l’effet de cette membrane, que nous sommes habitués à considérer

comme insignifiant.

(*) C'est-à-dire que Ja durée d’oscillation est

donnée par l'expression — 72, l'unité étant le millimètre.

Séparation spontanée et rassemblement artificiel du jet.

Je mets en action un petit jet d’eau presque

Fig. 30.

vertical, que je projette sur un écran pour le rendre

bien visible (/£g. 39). L’eau s'échappe de l’orifice en un cylindre uni, qui se sépare bientôt en une multitude de gouttes réparties sur un large espace. Pourquoi les gouttes s’éparpillent-elles ?

Toute l’eau sort du tube de la même manière, et

s’en va dans la même direction; les gouttes qui se forment nécessairement devraient, au moins, suivre la même trajectoire. Pour le moment, je me contente de signaler cette difficulté, que j’expliquerai tout à l'heure, après avoir montré des expériences qui nous rapprocheront de la vraie raison du phénomène. Ces expériences sont si singulières que l’imprudent qui les auraient montrées il y a quelques centaines d'années eût couru le plus grand danger d’être brûlé vif.

Les gouttes d’eau tombent sur une feuille de papier, qui rend un son mou et continu. Je tire de ma poche un bâton de cire à cacheter; immédiatement tout change; bien que je naie pas touché au jet d’eau, nous voyons que les gouttes cessent de se séparer (/îg. 40); elles se suivent sur la même piste, et produisent, en tombant, un bruit retentissant et discontinu, qui rappelle les pluies d’orage, Je me rapproche encore du jet; les gouttes se séparent de nouveau, mais sont beaucoup plus grosses que tout à l'heure. Dès que je remets la cire dans ma poche, le jet reprend son premier aspect.

En faisant passer le jet par une flamme fuligineuse, telle qu’on l’obtient lorsqu'on brûle un mor-

ceau de ouate imbibé de benzine, il se ramasse,

et tombe en grosses gouttes noires sur le papier. On obtient le même effet en tenant dans Île filet

d’eau un fil de verre trempékfdans l'huile,

Je mets en vibration un diapason placé à l’autre bout de la salle; le jet n’éprouve aucun changement; mais, si J’appuie un bâton d'une part contre l’orifice, d’autre part contre la caisse de résonance du diapason, il se rassemble, et le papier sur lequel il tombe rend un son identique à celui du diapason. Si je modifie la vitesse d'écoulement de

l’eau, l'apparence change de nouveau; on voit, par

instants, l’eau se séparer ‘en deux ou trois lignes

distinctes, comme si elle sortait de plusieurs orifices

(fig. 41). Je vous montrerai plus tard, avec un

autre instrument, que des bruits très divers agissent sur le jet, et sont reproduits par les gouttes d’eau frappant une membrane; mais, auparavant,

je vais essayer d’expliquer ce que nous venons de

voir.

Théorie des phénomènes.

Vous vous souvenez que, lorsqu'un cylindre liquide atteint une longueur supérieure à son pourtour, il ne peut conserver sa forme et se résout en gouttes. Si l’on produit, sur un cylindre, une série de dépressions plus rapprochées que trois diamètres, certaines d’entre elles tendent à s’effacer; mais si elles s’éloignent davantage, jusqu’à excéder trois diamètres, elles se prononcent de plus en plus, et traversent entièrement le cylindre qu'elles découpent en une série de tronçons; le maximum d'effet de ces dépressions a lieu quand

elles sont distantes de quatre diamètres et demi (!)

(:) Ge résultat n'est pas, comme on pourrait le croire au premier abord, uné conséquence du fait qu’un cylindre liquide en repos devient instable lorsque sa longueur est égale à son pourtour; dans le cas d’un jet en mouvement, le problème est dynamique et nécessite, pour sa résolution, le concours de l’ex-

périence et du calcul. Les premières recherches dans cette direction sont dues à Bidone, à Savart et à Magnus; la théorie des phénomènes a été ébauchée par Plateau, et beaucoup perfectionnée par lord Rayleigh, dans un important Mémoire auquel sont empruntés les résultats donnés plus haut (p. 61), sur les vibrations des gouttes d’eau. Voir Lorn Rayzeien, On the capillary Phenomena of Jets. (Proc. Royal Soc., 5 may 1870.)

(Note du Trad.)

environ; en d’autres termes, si le jet sort d’un orifice parfaitement immobile, il se coupe avec le maximum de facilité en des points espacés de quatre diamètres et demi, mais la rupture peul se produire en des points plus éloignés ou plus rapprochés si, par de petits mouvements communiqués au tube, on marque des empreintes à d’autres intervalles. Lorsqu'on maintient le tube aussi immobile que possible, il éprouve toujours de petites secousses accidentelles qui provoquent la rupture irrégulière du jet, en gouttes inégales. Au moment où l’une d’elles se sépare, elle est retenue par la membrane élastique à l’endroit où elle se rompt, de telle sorte que sa vitesse est diminuée, tandis qu’elle communique un peu de sa force vive à la goutte qui la suit; cette action est plus ou moins forte, suivant la grosseur des gouttes, et chacune d’elles s'échappe avec une vitesse qui est le résultat de ces diverses actions; les gouttes, une fois lancées, s’entre-choquent et rebondissent l’une sur l’autre en s’éparpillant.

Quelle était l’action exercée par le bâton de cire ou la flamme fuligineuse? comment le diapason pouvait-il empêcher cette séparation des gouttes ? Je vais essayer de l'expliquer.

Dans les circonstances ordinaires, les gouttes

qui s’entre-choquent ne se réunissent pas(!); mais, lorsqu'elles sont soumises à l'influence d’un bâton de cire préalablement frotté sur un morceau de

laine, elles s’électrisent, s’attirent, et cette attrac-

tion suffit pour briser la membrane qui les sépare, et les forcer à se réunir. Pour démontrer la réalité

de cette explication, j'ai placé, devant Pappareil

(:) On voit de mème, dans les fontaines, de petites gouttes, qui courent un instant à la surface avant de se mélanger à l’eau du bassin.

(Note du Trad.)

de projection, deux jets d’eau filtrée, venaut de deux bouteilles séparées et se rencontrant sous un angle aigu; au lieu de se réunir comme on pourrait s'y attendre, ils rebondissent l’un sur l’autre, ce qui est rendu évident par la coloration communiquée à l’un des jets (fig. 42). Je m'c-

loigne de quelques mètres, et, au moment où je

Fig. 43.

retire le bâton de cire de ma poche, les jets se réunissent (fig. 43); ce dispositif, imaginé par lord Rayleigh, nous fournit un des moyens les plus sensibles pour déceler des traces d'électricité ou l’exi-

stence d’un champ électrique extrêmement faible.

La première expérience se comprend maintenant d'elle-même; puisque les gouttes se réunissent au lieu de rebondir, il n’y a plus de raison pour qu'elles s’échappent dans toutes les directions; elles suivent, après s’être rassemblées, le chemin moyen qu'elles auraient pris isolément si aucune action latérale n’était venue les déranger.

Lorsqu'on rapproche le bâton de cire de l’orifice, les gouttes s’électrisent au moment où elles se séparent, et, comme elles portent toutes des charges de même nom, elles se repoussent.

L'effet de la flamme fuligineuse, découvert dernièrement par M. Shelford Bidwell, est un peu différent; il est probable que la suie condensée à la surface de l’eau forme des aspérités qui produisent. la rupture de cette membrane et la réunion des gouttes. Il est possible cependant que la matière huileuse condensée sur l’eau contribue à produire cet effet, puisqu'on l’observe lorsqu'on introduit des traces d’huile dans le jet; mais l’action de l’huile dans ce cas, comme celle qu’elle exerce sur les vagues, est difficile à expliquer (Voir

Note D) (!). :

(:) La réflexion des gouttes l’une sur l’autre est due à la tension superficielle; toute cause qui diminue celle-ci produit,

L’effetidu diapason est aisé à expliquer : lorsqu'on le met en communication avec l’orifice du jet, les vibrations du premier se communiquent au second, et les dépressions se suivent à intervalles absolument réguliers. On peut disposer l’expérience de telle sorte que celles-ci soient distantes d’un pourtour et demi environ; il suffit, pour cela, de régler convenablement la vitesse d'écoulement qui correspond à un tube et à un diapason donnés. Mais, même pour un intervalle différent de celui qui donne le maximum d’action, à la condition qu'il soit supérieur au pourtour du jet, les gouttes se suivent de grandeur égale sur la même piste. Lorsque deux notes agissent ensemble, elles produisent chacune leur effet, et l’on voit deux chapelets distincts de gouttes de deux grosseurs différentes.

comme conséquence, une diminution du premier phénomène; or l'huile qui se tient à la surface des gouttes a une tension superficielle moitié moindre que celle de l’eau; il parait donc y avoir là une des causes du phénomène, sinon la seule.

(Note du Trad.)

Cette opinion reçoit une nouvelle confirmation du fait que les jets se réunissent si l’on débouche une bouteille d’éther dans le voisinage de l’endroit où ils se rencontrent,

72 TROISIÈME CONFÉREN(CE.

La /ig. 44 reproduit une photographie instantanée d’une fontaine musicale triple; on voit, à l'endroit marqué d’une croix, deux gouttes qui se choquent et suivent, après cela, des chemins différents ; les petites gouttes qui passent d’abord au-

dessus des autres jets subissent une impulsion

analogue d’un des systèmes de grosses gouttes: mais l'endroit du choc systématique se trouve en dehors de l’épreuve, etl’on n’en a pas gardé la trace.

Les très petites goultes dont il a déjà été ques- Lion se forment aussi; mais elles sont généralement

rejetées latéralement, et s’écartent du jet à une

certaine distance de l’orifice; cependant, il est aisé de voir qu’elles sont déjà formées avant le moment

où elles deviennent apparentes; il suffit, pour cela,

de promener un bâton de cire électrisé le long du jet; lorsqu'il arrive à l’endroit où les petites gouttes se forment, il agit sur elles plus puissamment que sur les autres, et les attire hors de leur chemin; elles décrivent alors, autour du bâton, de petites orbites, comme celles des planètes; mais, dans notre cas, la résistance de l’air diminue rapidement leur vitesse, et, après avoir fait quelques tours en spirale, elles tombent sur le bâton ainsi

que les planètes tomberaient sur le Soleil, si elles

éprouvaient une résistance à leur mouvement. Dans

° e e e e e * L] e eo © ° No!

le cas où le bâton de cire est dissymétrique par rapport au jet, les gouttelettes ne restent pas dans un plan, mais décrivent des hélices qui vont en se rétrécissant, et sont du plus joli effet.

Les explications que je viens de donner, à propos de la photographie du jet musical, étaient nécessaires pour la compréhension exacte des phénomènes; mais il est plus intéressant de voir, en réalité, les gouttes immobiles sur leur trajectoire. Bien qu'à la rigueur il suffise, pour cela, de les éclairer par des étincelles électriques, nous n’aurons pas recours à ce procédé, qui ne donne qu’une vision fort imparfaite. Au lieu de produire une seule lueur, on peut répéter cet éclairage intermittent de telle sorte que chaque trait de lumière se produise à l'instant même où chaque goutte occupe

la position dans laquelle se trouvait la goutte pré-

cédente au moment où elle a été éclairée; alors, malgré leur mouvement rapide, les gouttes paraissent en repos. Lorsque l’appareil n’est pas exactementréglé, il se produit de singuliers effets. Supposons que les lueurs se succèdent trop rapidement : chaque goutte sera vue en arrière de la précédente, et le chapelet semblera remonter vers son origine, el vice versa.

L'expérience est facile à exécuter. Je rassemble

en un foyer la lumière envoyée par un projecteur électrique, et, après l’avoir diaphragmée au travers d’un carton, je l’'emploie à projeter le jet sur l’écran (voir fronuspice); derrière le carton, se trouve un petit électromoteur qui entraîne un disque portant six échancrures, et qui, dans son mouvement, intercepte six fois par tour le faisceau lumineux. Le diapason que j’emploie effectue 128 vibrations simples par seconde, et, lorsque le

disque fait 21 tours + dans ce même temps, les

éclats se produisent toujours au même moment de la vibration. Je mets le moteur en marche, puis je souffle sur la carte; lorsque j'obtiens un son identique à celui du diapason, je sais que la vitesse voulue est atteinte. J'ai placé le diapason sur le parcours du faisceau lumineux; j'arrête d’abord le moteur, et l’on ne peut voir sur l'écran qu'une image confuse du diapason; je remets le moteur en marche; au bout d’un instant, il semble que le mouvement du diapason se ralentit; puis il s'arrête tout à fait, pour recommencer de nouveau à exécuter de lentes oscillations; cependant le son constant qu’il rend nous avertit que sa vitesse n’a pas changé; je règle le moteur en me guidant sur l’ombre du diapason, puis je mets le jet en mou-

vement; on voit alors, sur l'écran, les gouttes sta-

tionnaires et semblables à des perles fixées à un fil invisible; je diminue la vitesse du moteur, et il semble que le jet marche en avant; il est très curieux de voir chaque goutte se séparer et laisser derrière elle un étranglement qui forme lui-même une gouttelette; la goutte principale, une fois libérée, oscille lentement. En ce moment la carte tourne trop vite, et l’on voit les gouttes se mouvoir à reculons, quittant la cuvette et rentrant dans l’orifice; pour se convaincre que le phénomène ne se produit pas de cette manière, il suffit de placer son doigt sur le parcours du jet, qui éclabousse dans toutes les directions. Je veux encore faire remarquer que, chaque fois que la carte gagne ou perd un éclat sur le diapason, celui-ci paraît exécuter une oscillation, et les gouttes semblent se déplacer d’un

rang en arrière ou en avant.

Microphone hydraulique.

J'en arrive à l'une des plus belles applications des jets musicaux; elle est due, avec beaucoup d’autres, à M. Chichester Bell, cousin de M. Graham - Bell, lillustre inventeur du téléphone.

Je fais tomber un filet d’eau s’échappant, sous

forte pression, d’un orifice très petit, sur une mem-

brane de caoutchouc tendue à l’extrémité d’un tube

de la grosseur du petit doigt; là membrane est dé-

primée par l’eau, mais, tant que l’orifice n’est pas trop loin du caoutchouc, celui-ci s'enfonce d’une quantité constante, et l’on n’entend aucun bruit; si J'élève le tube, les inégalités du jet deviennent évidentes; lorsqu'un étranglement arrive sur le caoutchouc, celui-ci revient en arrière, tandis qu'il est repoussé plus fortement lorsqu'il est pressé par une plus grande masse d’eau; chaque vibration communiquée à la veine augmente sur son parcours, produit des inégalités qui sont ressenties par la membrane. Il est aisé de comprendre que les vibrations sont considérablement amplifiées, et que l’ensemble du filet d’eau et de la membrane consutue un appareil qui augmente l'intensité du son.

Je rapproche un peu l’orifice de la membrane; on n'entend plus rien; puis j'applique une planchette contre le tube; aussitôt la membrane se met à chanter en donnant une note aiguë, qui peut être celle que rend la planchette lorsqu'on la frappe, ou bien une de celles que donne naturellement la membrane, ou encore la note propre du tube ; les premières vibrations qui lui ont été com-

muniquées par hasard par de petites inégalités de

la veine, ont été, en retour, rendues au tube, sui-

vant un rythme bien déterminé; le jet a commencé à donner le son propre d’un organe de Pappareil qui a été entretenu ainsi dans un état vibratoire permanent:

Je remplace maintenant le morceau de bois par

une montre à ancre; les secousses dues à chaque tic-tac se communiquent au tube et à la membrane et deviennent perceptibles à tout un auditoire

(fig. 45); à mesure que j'élève le tube, elles

deviennent de plus en plus fortes, et ressemblent plutôt au bruit d’un marteau frappant une enclume qu’au tic-tac d’une montre. En faisant sonner, contre le tube, une montre à répétition, on entend non seulement les coups, mais même le timbre exact de la sonnerie.

Je puis aussi forcer mon appareil à jouer une mélodie; pour cela, j’appuie contre le tube un long bâton pressé d’autre part contre une boîte à musique, soigneusement enfermée dans une double enveloppe de feutre; au moment où le jet frappe la membrane, la boîte à musique est entendue dans toute la salle: On a coutume de dire que l’on fait jouer un jet d’eau : pour qui connaît ce nouveau microphone, le mot est à double entente.

Dans cette expérience, on remarque une particularité que l’on eût pu prévoir; la veine se rompt à certains intervalles de préférence à d’autres, et, par conséquent, elle rend certains sons mieux que d’autres; plusieurs notes de la boîte à musique sont amplifiées et produisent l'effet que l’on observe lorsqu'on place une pièce de monnaie sur les cordes

hautes d’un piano à queue.

Passage de la vapeur d’éther à travers une membrane.

Comme nous l'avons vu dans la deuxième Conférence, l’air contenu dans une bulle de savon est soumis à une pression, due à l’élasticité de la pellicule, et dépendant de sa courbure. Si l'air pouvait passer d’un côté à l’autre de la membrane,

la bulle ne tarderait pas à se vider. Mais il n’y a pas

de trous dans la pellicule, et l’on ne pourrait guère s'attendre à ce qu’un gaz s’en échappe. Cependant, certains gaz peuvent passer lentement au travers, et, dans le cas de quelques vapeurs, le phénomène

est beaucoup plus rapide qu’on ne le croirait.

L’éther produit une vapeur lourde et très inflammable, qui traverse facilement la membrane

d’eau de savon. Pour le montrer, je verse quelques

gouttes d’éther sur du papier buvard placé dans une cloche dont l’ouverture est tournée vers le haut; elle se remplit rapidement de vapeur, ce que l’on constate aisément, en penchant la cloche sur

le parcours du faisceau lumineux qui sert aux pro-

jections; la vapeur d’éther qui s'écoule produit, sur l’écran, une ombre bien visible.

Je laissé maintenant descendre une bulle dans la cloche; nous la voyons tomber, puis, lorsqu'elle arrive dans la vapeur d’éther, ralentir son mouvement, et enfin s'arrêter tout à fait; elle nage sur la vapeur, comme un morceau de liège sur l’eau (/ig. 46).

Je reprends la bulle sur un anneau de métal, et,

au moment où je l'approche d’une bougie, elle

Cciate en produisant une lueur subite. Nous en concluons que la bulle s’est remplie de vapeur. On

pourrait, il est vrai, objecter que l’éther s’est seu-

lement condensé à la surface de la bulle, et a suffi à produire cette petite explosion. Il est facile de montrer que tel n’est pas le cas. En effet, si je gonfle une bulle avec de l'oxygène, l'explosion est beaucoup renforcée, et peut être comparée au coup d’un petit pistolet; mais l'expérience sui-

vante est encore plus concluante. Je plonge dans

la vapeur d’éther une bulle soufflée à l'extrémité

d’un petit entonnoir, dont je tiens le goulot fermé

avec le doigt; lorsque je l’en retire, la bulle s’allonge et reste suspendue comme une goutte lourde; j'enlève mon doigt de l'extrémité du tube, et j'approche celui-ci d’une bougie; la vapeur en s’échappant s'allume, et brüle en formant une flamme longue de 10°" à 15°" ( fig.45). Au moment où j'ai retiré les bulles de la cloche, on aurait pu voir, sur l’écran, un lourd courant qui en descendait, montrant que la vapeur d’éther s’échappait de nou-

veau à travers leurs parois ().

Contact apparent des membranes.

Dans les expériences avec les gouttes d’huile, comme dans celles des jets d’eau, j'ai montré que des sphérules qui arrivent au contact ne se réunissent pas, mais paraissent séparées par une mince couche de matière dont nous ne pouvons définir

la nature. Nous pouvons répéter cette expérience

(:) Il ne faudrait pas se méprendre sur la nature de ce passage de la vapeur d’éther à travers une membrane liquide; en réalité, l’éther est dissous par l’eau, il traverse la membrane sous forme de solution, et s’évapore de l’autre côté.

(Note du Trad.)

avec des bulles de savon. J'ai placé une première bulle sur un anneau, et j’en souffle une seconde au bout d’une pipe; je puis les presser l’une contre l’autre, elles restent séparées (Ji. 48).

Je place une nouvelle bulle sur un anreau trop

étroit pour la laisser passer ; d’autre part, je tiens un anneau portant une membrane obtenue en crevant une bulle que j'avais déposée sur lui; si je presse doucement la bulle avec la membrane, je puis la faire passer à travers l’anneau (fig.49), et cependant les deux membranes ne se sont pas réunies.

Cette expérience peut être variée de bien des façons. Je suspends une bulle à un anneau, puis je fixe à la bulle une autre petite bague, qui lui donne une forme allongée; j'introduis un tube à travers l’anneau supérieur, et je souffle une bulle

qui tombe doucement et se pose sur la bulle exté-

Fig. 49.

rieure, le long d’un cercle situé à une certaine

hauteur ( fig. 50); enfin, j'enlève les gouttes lourdes

qui se sont rassemblées à la partie inférieure des bulles. Je puis maintenant exercer une légère traction sur l’anneau inférieur, et allonger la bulle extérieure qui comprime l’autre de.manière à lui donner une forme ovoïde (/£g. 51). J’enlève l’an-

neau, et les deux bulles redeviennent parfaitement rondes. Je retire l’air de la bulle extérieure, jusqu’à ce qu'on voie à peine un intervalle entre les membranes, puis j'introduis de nouveau de l’air et, en soufflant un peu fort, je montre d’une manière évidente que les bulles ne se touchent pas; la bulle intérieure tourne au centre de l’autre, et, lorsque je crève celle-ci, elle s'envole comme si elle n’avait

pas été traitée d’une façon particulière.

Les expériences que je viens de montrer deviennent très brillantes si l’on forme la bulle intérieure avec de l’eau de savon dans laquelle on a dissous une petite quantité d’une matière colorante nommée fluorescéine, tandis que la bulle extérieure est faite comme à l’ordinaire. En éclaïrant les bulles à la lumière du gaz, on remarque à peine une différence; mais, si l’on emploie la lumière solaire, ou l’arc électrique, la bulle intérieure devient d’un vert lumineux, tandis que l’autre reste aussi transparente qu'auparavant. La couleur ne passe pas du tout de l’une à l’autre, ce qui nous donne une nouvelle preuve qu’elles ne se touchent pas.

Je gonfle maintenant une bulle avec du gaz d'éclairage, et je la fixe sur un anneau; et tandis qu’elle se dirige aussitôt en haut, elle revêt une forme très gracieuse, dans laquelle nous retrouvons exactement le profil d’une goutte d’eau suspendue à un tube; la membrane ne reste pas longtemps capable de supporter la traction, et la bulle s'envole comme une goutte d’eau se détache de son orifice.

Je place sur un anneau une bulle remplie d’air, et je souffle à son intérieur une autre bulle conte-

nant un mélange d’air et de gaz d'éclairage, qui la

maintient au sommet de la première bulle ( /g.52).

J'introduis du gaz dans celle-ci, et bientôt nous voyons la bulle intérieure redescendre et flotter au centre de l’autre, comme une goutte d'huile dans

l'alcool dilué (fig. 53); on peut voir que la bulle

intérieure est plus légère que Fair, car, si je crève la bulle extérieure, la première s’envole au plafond. Au lieu de souffler la première bulle sur un

anneau fixe, je la pose sur un petit anneau léger,

fait avec du fil métallique très fin; puis je forme

une bulle intérieure remplie de gaz d'éclairage, et

nous la voyons presser son enveloppe avec une, force telle qu’elle soulève l’anneau, puis un fil d’un mètre de longueur et enfin un morceau de papier que j'y ai fixé (fig.54).

Je vais montrer, d’une manière peut-être encore plus frappante, que deux bulles peuvent rouler l’une

sur l’autre sans arriver au contact.Je dépose de nou-

veau une bulle remplie d’air sur un anneau rigide,

et j'introdus dans son intérieur une petite bulle

pleine de gaz d'éclairage; puis je reprends la bulle

extérieure avec un autre anneau, et je l’allonge de manière à en former un cylindre; cela fait, j'élève alternativement les deux extrémités du cylindre; on

voit alors la petite bulle rouler d’un bout à lPautre

comme une bille dans un tube (J£g. 55).

Toutes les expériences que je viens de vous montrer nous enseignent que, dans les circon-

stances ordinaires, deux bulles d'une forme quel-

A RES EURE 0 à 1?

conque peuvent ètre pressées l’une contre l’autre

sans que les deux membranes voisines arrivent

réellement en contact; avant de tirer de nouvelles conclusions de ce fait, je voudrais montrer une expérience qui ne nous apprendra pas grand’chose de nouveau, mais qui mettra devant nos yeux un des

plus beaux spectacles qu'un géomètre puisse rêver.

Fig. 56.

Dans ce but, j'introduis, à l’intérieur d’une bulle posée sur une bague, un petit anneau léger fixé à l'extrémité d’un fil métallique, sur lequel je souffle une nouvelle bulle; enfin, j'introduis dans cette dernière une troisième bulle pleine de gaz, qui se fixe au sommet de son enveloppe. J’allège un peu la seconde bulle en introduisant du gaz d'éclairage dans son intérieur, puis j'agrandis la bulle extérieure avec de l’air, enfin je retire l’anneau intérieur

(fig. 56). À ce moment, les trois bulles apparais-

sent dans leur admirable forme d'équilibre, rendue plus nette par les réflexions multiples qui se produisent de l’une à l’autre, et le tout offre un degré de symétrie et d’éclat qu'il est difficile de reproduire par aucun autre procédé. Il suffit maintenant de souffler une bulle en contact réel avec l’anneau et la bulle extérieure pour dégager celle-ci, et voir

nos trois bulles s'envoler.

L’électricité et les bulles de savon.

Nous avons vu que les bulles et les gouttes se

comportent d’une façon à peu près identique; on

peut se demander si électricité produit sur les premières les effets que nous avons déjà constatés dans les jets d’eau. Nous allons consulter l’expérience ; après avoir appuyé l’une contre l’autre deux

« ne ke 4 RQ « { y bulles suspendues à des anneaux ( fig. 55), je pré-

sente un bâton de cire électrisé; aussitôt les bulles

se réunissent et n’en forment plus qu’une ( /t2. 58);

nous en concluons que deux bulles en contact peuvent, comme un jet d’eau, servir d’électroscope. Mais, dans le cas présent, nous pouvons aller plus

loin, et nous servir des bulles de savon pour dé-

Fig. 58.

montrer par l'expérience un théorème très important de l'électricité.

Je reprends les bulles qui nous ont servi dans une expérience précédente (fig. 51}, et je les soumets à l’action du bâton de cire; je puis approcher celuici de manière à dévier fortement la bulle extérieure

de sa position d'équilibre, et, quoique les bulles

soient si près l’une de l’autre qu’il estimpossible de

voir entre elles, on n’observe aucun effet sur la bulle intérieure, et les membranes restent séparées. S'il y avait eu la plus faible influence électrique, à une

profondeur égale à une fraction de millième de mil-

Fig. 59.

limètre, les deux bulles se seraient réunies instantanément : Nous en concluons que cette action ne pénètre pas à l’intérieur des conducteurs.

Pour terminer, je vais réunir les deux dernières expériences en une seule, de manière à montrer d’une manière plus frappante la différence qui existe, au point de vue électrique, entre deux bulles,

l’une intérieure et l’autre extérieure. J’approche

une troisième bulle de celles que je viens d’employer; dès qu’elles sont soumises à l’action du bâton de cire, les deux bulles extérieures se réunissent, tandis que celle qui se trouvait à l’intérieur de l’une d’elles reste à l’intérieur sans se déformer, et l'anneau glisse à la partie inférieure de la grosse

bulle qui vient de se produire (fig. 59).

Nous sommes arrivés au terme de nos entretiens; mais, avant de nous séparer, je désirerais vous demander si l’admiration que nous éprouvions tous lorsque nous jouions avec des bulles de savon a été amoindrie par la connaissance plus complète que nous avons de leur constitution. Les phénomènes de la capillarité que nous venons d'étudier, les plus fréquents et les plus banals en apparence que nous puissions observer, ont occupé les plus grands philosophes depuis le temps de Newton jusqu’à nos jours, et vous conviendrez avec moi, je l'espère, qu'ils méritent bien, de notre part, un

moment d'attention.

er A

J'espère que les quelques conseils rassemblés 1ci épargneront des tàlonnements à ceux qui voudront répéter les expériences décrites dans cet Ouvrage, et engageront quelques-uns de mes lecteurs à les

tenter,

Gouttes artificielles à surface de caoutchouc.

L’outre élastique est constituée par une feuille de caoutchouc, de l’épaisseur de celui qu’on emploie pour confectionner les petits ballons d’enfants; cette feuille, tendue sur un anneau de bois

de 40°" à 50° de diamètre, est fortement ligaturée

par un fil métallique faisant le tour de l’anneau, et pressant la feuille dans une gorge circulaire. Cette expérience, montrée pour la première fois par sir W. Thomson à l’Institution Royale, ne réussit que

lorsqu'elle est faite à une échelle suffisante.

Toile métallique sur l’eau.

On fait passer un fil métallique de 12" bar les I E

deux trous d’une boule de pipette, ou d’un globe étamé tel que ceux qui servent à orner les arbres de Noël, et l’on coule un peu de cire dans les trous de manière à les boucher complètement. À quelques centimètres au-dessus du globe, on soude, perpendiculairement au fil, un carré de toile métallique fine, et on leste le tout en fixant un morceau de plomb à l’autre extrémité du fil; enfin, on racle le plomb jusqu’à ce que la toile ait tendance à traverser la surface, mais sans pouvoir s’en séparer.

Les dimensions de l'appareil sont sans importance.

Filtre paraffiné.

On découpe, dans une toile de cuivre dont les mailles ont 1"®% environ, un morceau rond de 20% de diamètre, et on le place sur l'extrémité d’un cylindre qu'il déborde de toutes parts de 2% à 3%: puis on abaisse graduellement le pourtour, en maintenant le fond bien plat; grâce à la torsion que les fils peuvent prendre, on arrive aisément à faire ainsi une sorte de petite cuvette sans duplicature. On serre alors fortement les bords

au moyen d’un fil assez gros, que l’on soude à la toile; à la rigueur, il suffit de rabattre les bords de la toile autour du fil.

Ayant enlevé la petite cuvette de son mandrin, on la plonge dans la paraffine fondue au bain-marie dans une capsule plate, puis, après l’avoir retirée, on la frappe légèrement sur le coin d’une table pour dégager les trous; on maintient le fond dirigé en haut jusqu’à complète solidification; il ne faut ni frotter ni gratter la toile. Cette opération doit être faite en un endroit où les taches sont sans conséquence.

Ascensions capillaires dans des tubes ou entre des plaques.

Il est essentiel que les surfaces soient bien propres et exemptes de graisse ; au besoin, on les nettoiera avec de l'alcool, puis avec de l’eau distillée. Pour colorer l’eau, il faut éviter de se servir des couleurs que l’on emploie généralement pour l’aquarelle; la solution contient toujours des parties solides qui obturent les tubes. Les couleurs d’aniline, qui se dissolvent complètement, sont bien préférables ; on peut aviver la couleur en ajou-

tant à la solution quelques gouttes de vinaigre.

Globules liquides.

Pour produire des globules liquides, on verse sur une table saupoudrée de lycopode quelques gouttes d’eau de diverses grosseurs; on observe aussi fort bien la différence entre les grosses gouttes et les petites en projetant un peu de mercure sur une table unie. Lorsqu'on emploie du mercure, il faut soigneusement éloigner tous les objets d’or ou d’argent, qui pourraient être sérieusement endom-

magés.

Expérience de Plateau.

Cette expérience ne réussit parfaitement que lorsqu'on y met les soins nécessaires. L'huile d’olive remplit parfaitement le but, à la condition de subir une épuration qui consiste à la secouer dans une bouteille, avec un mélange de 9 parties en volume d’esprit-de-vin avec 7 parties d’eau. Après un repos d’un jour, elle peut servir à l'expérience. On verse alors dans un verre une partie du mélange d’eau et d'alcool, puis on introduit doucement, à l’aide d’un tube plongeant dans la solution, quelques gouttes d’eau à mi-

hauteur du liquide. Une goutte d'huile reurée de

la bouteille au moyen d’une pipette est introduite avec précaution dans le verre; on achève de régler l’expérience, en ajoutant, suivant les besoins, un peu d’eau au fond du verre, ou d’alcool à la surface. Lorsque l’huile flotte au milieu du liquide, on peut y introduire, avec la pipette, la quantité nécessaire à l'expérience, en prenant bien garde de lui laisser toucher les parois du verre. Si l’on veut voir la goutte dans sa vraie forme sphérique, il faut employer un vase en forme de globe ou une cuve à parois planes.

Pour faire tourner la goutte d’huile, on fixe, perpendiculairement à un fil de métal bien droit, un disque de 5"" à 6"® de diamètre, que l’on introduit dans la goutte ; en faisant tourner le disque sans secousses, on voit bientôt la goutte s’aplatir et former un anneau. Le disque doit être trempé

dans l'huile avant d’être mis dans la goutte.

Liquide pour bulles de savon.

Pour préparer ce liquide, l’oléate de soude pur et frais est préférable au savon ordinaire de Castille ou de Marseille, qui lui-même vaut infiniment mieux que les savons de toilette. L'eau de savon

suffit pour quelques expériences, mais, lorsque les

bulles doivent se maintenir longtemps, une solution de savon seul est généralement insuffisante. Plateau recommande d’ajouter à l’eau de savon de la glycérine, qui augmente beaucoup la durée des membranes. La glycérine doit être pure. Il est nécessaire de faire la solution avec de l’eau très douce ; il faut, autant que possible, employer de l’eau distillée, mais, au besoin, l’eau de pluie supplée. Il faut, dans ce cas, laisser couler l’eau de la première averse qui succède à une sécheresse, et, si possible, recueillir l’eau d’un toit d’ardoise ou de verre.

J'ai employé une solution un peu différente de celle de Plateau, et qui a été indiquée par les Professeurs Reynold et Rücker; voici la manière de la préparer. Remplir aux trois quarts une bouteille avec de l’eau distillée, ajouter + d’oléate de soude et laisser dissoudre, ce qui dure une journée environ. Achever de remplir avec de la glycérine de Price, et bien agiter, ou verser et reverser de la bouteille dans une autre. Laisser la bouteille reposer pendant une semaine à un endroit sombre, puis décanter avec un siphon, en laissant l’écume; enfin, ajouter trois ou quatre gouttes d’ammoniaque concentrée par litre. Il ne faut ni chauffer ni

filtrer. La bouteille doit être gardée bien bouchée

RAR Pons —— —

à un endroit sombre et frais, et n’être débouchée que pour remplir, suivant les besoins, une bouteille plus petite que l’on emploie pour les expériences; les résidus ne doivent pas être reversés dans la provision ; d’une manière générale, ilne faut jamais laisser le liquide exposé à l’air plus que le temps strictement nécessaire à l'opération. La solution ainsi conservée est encore très bonne au bout de

deux ou trois ans.

Anneaux pour les bulles.

Pour supporter les bulles, les anneaux doivent avoir un diamètre de 5°" environ, et être soudés de manière à ne pas former d’angles vifs. J’ai entendu dire qu'il est bon d’enduire les anneaux de paraffine, mais je n’ai trouvé aucun avantage à cette pratique, Les petits anneaux qui sont destinés à être supportés par les bulles doivent être aussi lé-

gers que possible; le mieux est de les faire avec du

mm 3 à o", 4, dont les extré-

fil d'aluminium de o mités sont tordues ensemble; à défaut, on peut employer du fil de cuivre de o®®,2. Les anneaux doivent être humectés d’eau de savon avant de servir, et doivent être bien nettoyés et séchés après

l'expérience.

Fils de soie sur une membrane.

La seule précaution à observer est de tremper une aiguille dans l’eau de savon avant de s’en servir pour montrer que le fil se meut librement sur la membrane; la même aiguille, chauffée sur une bou-

gle, sert à crever la bulle à l'endroit convenable.

Équilibrer les bulles l’une par l’autre.

Ces expériences sont surtout faciles à réussir

avec de petites bulles; celles-ci peuvent être supportées par des tubes de laiton de 1°" de diamètre ou un peu plus. Le mieux est d’avoir un appareil construit spécialement en vue de l'expérience, et muni des robinets nécessaires; mais on peut rem-

placer ceux-ci par un tube de caoutchouc serré à

laide d’un ressort. Il faut observer ici un petit détail qui établit la démarcation entre la réussite et l’insuccès ; c’est de se servir d’une embouchure faite avec un tube de verre effilé, engagé dans un tube de caoutchouc, afin que l’on ne puisse pas souffler brusquement; sans cette précaution, il est très difficile d’ajuster exactement la quantité d’air

voulue.

Dans l’expérience de la /g. 22, le pelit tube

mobile doit pouvoir être élevé graduellement et sans secousses; on le recouvre, aux deux bouts, d’une membrane, que l’on tend à travers l’ouverture à l’aide d’un morceau de papier. Le tube fixe doit être exempt de membrane. Les deux: tubes sont maintenus rapprochés jusqu’à ce que la bulle sphérique soit formée; puis on les écarte graduellement, tout en soufflant de manière à maintenir les côtés du cylindre parfaitement droits. La relation des diamètres ressort d’autant mieux que le cylindre est plus long; il est avantageux de s’arrêter aussi près que possible de la forme instable, sans

cependant l’atteindre.

Thaumatrope montrant la formation et l’oscillation des gouttes.

La chute et l’oscillation des gouttes d’eau peuvent être parfaitement imitées et rendues visibles sans qu'il soit nécessaire d’avoir recours à aucun liquide; il suffit, pour cela, de détacher la planche qui se trouve à la fin du volume, et de la monter sur l'instrument bien connu que l’on nomme thaumatrope ou phénakisticope.

Cette figure doit être d’abord collée, à la colle

de pâte, sur une feuille de carton, que l’on tien-

dra sous presse jusqu’à ce qu’elle soit parfaite-

ment sèche, car, autrement, elle se courberait et

serait perdue. Puis on coupera, avec un bon canif, les 43 saillies noires qui se trouvent entre les gouttes, et on les prolongera de la moitié de leur longueur dans le noir, de manière à obtenir des fentes bien nettes de 1" de largeur environ; on enlèvera le bord du carton dépassant le cercle noir. On fixera au dos du carton, et exactement en son centre, une bobine au travers de laquelle on fera passer un crayon ou toute autre broche sur laquelle elle puisse tourner; maintenant la broche d'une main, de façon à présenter la figure bien parallèlement à une glace, on fera tourner la bobine de l’autre main, tandis qu’on regardera par les fentes du carton (!). On verra, dans cette glace, tous les détails de la chute d’une goutte.'Celle-ci croît peu à peu, puis devient trop lourde pour pouvoir être supportée; le col se rétrécit rapidement, et finit par se rompre; la goutte tombe dans le fond du

vase, mais ne se mélange pas immédiatement au

reste du liquide, sur lequel elle rebondit d’abord.

Pendant sa chute, elle vibre par l'effet de la dispa- ? F P

(:) La vision est sensiblement améliorée si l'on intercale une fente fixe de 1"" environ entre l’œil et le disque.

rition subite d’une traction unilatérale. Pendant ce temps, le col se contracte lui-même en une gouttelette, qui est frappée violemment par la goutte suivante en formation tandis qu’elle oscille de son côté. Pour reproduire exactement le phénomène, il est nécessaire d'appuyer l’axe sur un support fixe, et de donner au disque une vitesse angulaire qui ne dépasse pas un demi-tour par seconde,

L'effet est plus réel si on limite le miroir à une bande verticale étroite qui permet de voir seule-

ment une goutte à la fois.

Gouttes d’eau dans la paraffine et le sulfure

de carbone.

Tout ce qui a été dit pour l’expérience de Plateau s'applique à celle-ci; on peut obtenir de grosses goultes d’eau parfaitement sphériques en mélangeant du sulfure de carbone avec de la paraffine liquide, de telle sorte que la liqueur au fond du vase soit plus lourde qu’à la surface. Le sulfure de carbone alourdit le mélange. Ce liquide a une horrible odeur, et il est extrêmement dangereux; le mieux est de ne pas l’apporter dans la maison.

On peut voir la forme d’une goutte suspendue

en laissant couler de l’eau dans la paraffine seule- P

‘ ment; mais l’eau descend plus lentement dans le

mélange, et le phénomène est plus évident. On peut

employer, pour former ces gouttes, des tubes de verre de 1°% à 2%, ouverts aux deux bouts. Ayant versé un peu d’eau colorée en bleu dans un vase en verre, on la recouvre de 10°" au moins de paraffine; puis on plonge dans le liquide le tube dont on ferme l'extrémité supérieure avec le pouce. Lorsqu'il atteint le fond du vase, on le débouche et on le laisse se remplir d’eau; on le rebouche et le relève jusqu’à ce que son extrémité inférieure se trouve un peu audessous du niveau du liquide; on laisse alors l’air rentrer lentement, et l’on voit se former des gouttes qui se détachent lorsqu'elles ont atteint un diamètre toujours le même dans les mêmes conditions, et qui dépend de la grosseur du tube et de la densité du mélange.

Pour former un cylindre d’eau dans de la paraffine, on remplit le tube de verre comme dans l'expérience précédente, puis, lorsque tout mouvement a cessé, on le relève rapidement de bas en haut. L’eau qu'il contenait reste au milieu du liquide, sous la forme d’un cylindre, qui se résout en grosses gouttes si lentement que, dans le cas d'un cylindre un peu large, on suit le mouvement

sans difficulté. L'expérience ne réussit parfaite-

ment que si la paraffine a une hauteur au moins

dix fois plus grande que le diamètre du cylindre.

On peut enfin former des bulles d’eau remplies de paraffine; dans ce but, on descend dans le liquide le tube ouvert aux deux bouts, de manière à ce que l’eau et la paraffine prennent, à son intérieur, leur niveau naturel; on applique le pouce à l’extrémité supérieure et l’on retire le tube jus-

qu'à ce qu'il soit entièrement hors de l’eau. On

laisse alors rentrer l'air tout en soulevant lentement le tube. Les bulles d’eau se forment à l’ex-

trémité inférieure du tube, d’où elles peuvent être

détachées comme une bulle de savon d’une pipe

en terre, par un mouvement approprié. Il est facile d'introduire dans le tube un certain nombre de gouttes d’eau; on obtiendra, dans ce cas, des bulles d’eau contenant des gouttes ou même d’autres bulles. En versant avec précaution un peu de sulfure de carbone le long du tube, on forme une couche lourde sur laquelle ces bulles flottent.

On peut enfin obtenir des cylindres creux dont les parois sont constituées par une mince lame d’eau; dans ce but, on descend le tube dans le li-

quide, sans le fermer, et on le retire rapidement.

Le cylindre creux se résout en bulles comme le

cylindre plein forme des gouttes.

Toiles d'araignées engluées.

Les fils tendus circulairement dans les toiles d'araignées sont tous recouverts de liquide gluant ; les belles toiles se trouvent particulièrement en

automne. Il est facile de monter une toile de

manière à pouvoir l’examiner à loisir ; il suffit, pour

cela, de passer à travers une toile (en laissant de » CZ s r +

préférence le centre à l’extérieur) un anneau de

carton dont les bords ont été enduits de gomme

épaisse. Les sphérules disposées sur les fils en spi-

rale sont trop petites pour être visibles à l'œil nu, mais on les distingue fort bien à l’aide d’une forte loupe ou d’un microscope d’un faible grossissement.

Les gouttelettes sont moins régulières sur les toiles

des jeunes araignées que sur les toiles de celles qui ont atteint leur plein développement. Les admirables gouttelettes que l’on aperçoit le matin de

bonne heure en automne sur les toiles ne sont pas

dues aux araignées; c’est une simple rosée, qui montre avec une grande perfection la forme sphé-

rique des petites gouttes d’eau.

Photographie d’une veine liquide.

Le plus simple est d'employer la méthode de

M. Chichester Bell, qui consiste à faire tomber la

veine aussi près que possible d’une plaque sèche très sensible, maintenue verticalement, et à l’éclai-

\ 9 DAS er

rer par une courte élincelle distante de 2 due à la décharge d’une batterie de condensateurs. L'ombre est si bien définie que l’on peut examiner la photographie avec une forte loupe sans remar-

oulière du jet

quer le moindre flou. La rupture rég

peut être produite par un son quelconque.

Rupture systématique à l'aide d'un diapason.

Les jets ascendants décrits plus haut étaient mis en connexion à l’aide d’un long bâton de bois, appuyé contre l’orifice, avec la tige d’un diapason maintenu en mouvement par un électro-aimant.

Pour une expérience de courte durée, un diapason ordinaire suffit. Le jet se rompt de préférence

pour certaines notes, que l’on atteint en modifiant

convenablement la grandeur de l’orifice, ou la pression de l’eau.

Action de l'électricité sur un jet d’eau.

Cette expérience simple et très frappante réussit

avec la plus grande facilité. Le jet peut avoir de-

puis + millimètre jusqu’à 5" ou 6" de diamètre,

et une hauteur atteignant 3"; le maximum d’action est atteint avec un jet de 2"" de diamètre et de 1" de hauteur environ. Le jet doit être légèrement incliné. La cire à cacheter, frottée sur un morceau de flanelle sèche, de manière à attirer de petits morceaux de papier, agit fortement sur le jet, mais l’action est encore visible lorsque la cire a

cessé d’agir sur un électroscope à feuilles d’or.

Veines réfléchies.

Cette belle expérience exige quelque préparation pour réussir d’une manière satisfaisante. On ramollit à la lampe un tube de verre, et on l’étire de façon à l’amener à 3°" environ dans sa partie la plus étroite. On le coupe en cet endroit, et on ajuste les deux moitiés à des tubes de caoutchouc, communiquant avec deux vases distincts remplis d’eau. On égalise les jets à l’aide de pinces à vis, enfilées sur les caoutchoucs, puis on les dirige l’un vers l’autre sous un angle aigu; ils rebondissent l’un sur l’autre pendant quelque temps, mais ne lardent pas à se réunir si Pair contient de la poussière, si l’eau est malpropre, ou si elle

entraîne des bulles.

Dans l’expérience de projection que j'ai montrée,

les deux ajutages étaient légèrement convergents, dans une direction presque horizontale, et placés

verticalement l’un au-dessus de l’autre, à une dis-

tance de 2° environ; je les avais fixés dans leur position relative en versant sur eux de la cire fondue; ils étaient réunis, à l’aide de tubes de caout-

Rem

chouc, à deux bouteilles placées à 15°" au-dessus de leur niveau, l’une d'elles étant isolée sur trois pieds de cire. L'eau des bouteilles avait été filtrée, et dans l’une on avait mis un peu de couleur bleue.

Grâce à ces précautions, les jets restent toujours

distincts pendant un temps suffisant, mais se re-

m ou 3% de dis-

joignent aussitôt que l’on amène à 2 tance un bâton de cire électrisé. On les sépare en plaçant son doigt sur l’un des orifices, de manière à dévier le jet pour un instant; lorsqu'on retire lentement le doigt, le jet reprend sa première di-

rection et rebondit de nouveau.

Jet d’eau vu à la lumière intermittente.

Lorsqu'on veut montrer celte expérience à un nombreux auditoire, il est nécessaire d'employer l'arc électrique et de projeter le jet sur un écran.

Mais, lorsqu'on veut faire l'expérience pour son

propre compte, il est inutile d’avoir recours à une projection. Il suffit, dans ce cas, de produire le jet sur un fond très éclairé, de le rompre à l’aide d’un diapason ou d’une corde vibrante, et de d’examiner au travers d’une série d'ouvertures percées dans une carte que l’on fait tourner rapidement.

Rem

Un carton de 15°" de diamètre, avec six trous de

9 mm À cm Oo I

percés à du bord, convient parfaitement.

On règle, comme il a été dit, la vitesse angulaire de la carte de manière à voir le diapason en repos; on aperçoit alors, sans difficulté, tout ce qui a été décrit plus haut et beaucoup d’autres choses encore. C’est une des expériences les plus fascinantes que l’on puisse imaginer, et il vaut la peine de faire un effort pour la réussir.

Le petit moteur que j'ai employé a été construit par la maison Cuttriss et C*; il était actionné par quatre éléments Grove. On règle aisément le mouvement en prenant trop de courant et en décalant les balais, enfin, en exerçant une légère pression

du doigt à l'extrémité de l’axe.

Jet chantant ou microphone hydraulique de M. Chichester Bell.

Pour cette expérience, il convient d'employer un

orifice de trois dixièmes de millimètre de diamètre. M. Bell recommande, pour l’obtenir, de chauffer, dans le chalumeau, l’extrémité d’un tube de verre en tournant constamment, jusqu'à ce qu’elle soit presque fermée, puis de souffler brusquement dans le tube, de manière à former un orifice en paroïs minces. Après avoir préparé un certain nombre de tubes, on choisit ceux qui conviennent. Lord Rayleigh préfère souder à l’extrémité d’un tube de métal une mince feuille de laiton que l’on perce à volonté. La pression doit être produite par une hauteur d’eau d'environ 5", L'eau doit être parfaitement exempte de bulles ou de poussières, et 1l est bon de la faire passer à travers un tampon de ouate. Entre ce filtre et l’orifice, on intercale un tube de bon caoutchouc noir de 1" de long et de 3"® de diamètre environ, Il est préférable de ne pas prendre directement l'eau de la conduite, mais de la siphoner d’un seau dont on peut régler la hauteur de manière à obtenir le maximum d'effet.

Le reste de l’appareil est très simple. Il suffit de tendre à l'extrémité d’un tube, de 1°* de diamètre environ, un morceau de caoutchouc mince comme celui des ballons d'enfants. Le tube peut être

maintenu dans un support et ouvert, au bout op-

posé au caoutchouc, ou porté sur un pied et muni d’un tube latéral sur lequel on colle un cône en

carton, en guise de porte-voix. Pour des expé-

riences personnelles, il est préférable d'amener le

son à l'oreille à l’aide d’un tuyau de caoutchouc fixé sur la tubulure latérale. Dans ces conditions, le üc-

tac d’une montre est absolument assourdissant.

Bulles et éther.

Les expériences avec l’éther doivent être faites avec beaucoup de précaution, car ce liquide, comme le sulfure de carbone, est très inflammable; la bouteille d’éther ne doit jamais être placée près d’une flamme. Lorsqu'une grande quantité de liquide a été versée, la vapeur lourde s’écoule sur le plancher et peut s’allumer à la cheminée à l’autre bout de la pièce. On peut remplir un vase de vapeur d’éther en trempant dans le liquide un morceau de papier buvard arrivant au bord supérieur. Pour un vase de 2 litres, un demi-verre à bordeaux de liquide est parfaitement suffisant.

Une bulle ayant été déposée sur la vapeur d’éther, peut en être retirée après 5 ou 10 secondes, à l’aide d’un petit anneau de fil métallique préala-

blement trempé dans l’eau de savon, mais ne conte-

nant pas de membrane. Amenée à une petite distance d’une bougie, la bulle s’enflamme immédiatement en faisant explosion. Sila lampe est bien au-dessus du bocal rempli de vapeur, il n’y a aucun danger à faire l'expérience.

Lorsque la bulle sort de la vapeur d’éther, sa forme, qui ressemble à celle d’une poire, ne peut manquer d’être distinguée de celle d’une bulle ordinaire. Le courant de vapeur s’écoulant de la bulle est invisible si on ne le projette pas sur

l'écran au moyen d’une vive lumière.

Contact des bulles.

Lorsqu'on frappe deux bulles l’une contre l'autre, il y a une limite de violence que l’on ne peut dépasser sans les détruire; il faut aussi prendre garde qu'aucune partie saillante de l’un des systèmes, telle que la goutte inférieure ou l’anneau d’une des bulles ne vienne en contact avec l’autre.

On peut faire passer au travers d’un anneau une bulle de savon plus grosse qu’on ne le penserait au premier abord; mais là aussi, il y a une limite que l’on ne peut dépasser. La goutte empêche le plus souvent de pousser la bulle de bas en haut, et il

est préférable de faire l'expérience en sens inverse.

AUX EXPÉRIENCES DÉCRITES. A y]

Expériences avec des bulles internes.

Pour ces expériences, une bonne eau de savon et un tube approprié sont indispensables. Une pipe ordinaire ne peut servir à rien, et 1l faut la rem-

placer par un tube de verre ayant environ 8" à

Fig. Go.

l'orifice. Si ce tube est simplement courbé à angle droit près de son extrémité, l'humidité qui se condense est sujette à couler dans les bulles et à les faire crever. J'ai construit, pour ces expériences, un tube d’une forme particulière, représenté en demi-grandeur dans la /g. 60, et je ne crois pas

que l’on puisse faire mieux. On peut, à la rigueur,

: à : # remplacer ce petit appareil tout d’une pièce, par deux tubes aboutissant, à travers des morceaux de

liège, dans un court manchon de verre.

La première bulle extérieure, de la grosseur d’une orange, doit être suspendue à un anneau; un autre anneau, pas trop léger, est fixé à la bulle de manière à la déformer, en sorte que ses côtés forment un angle de 30° à 40° avec la verticale à l'endroit où ils rejoignent l’anneau. L’extrémité du tube, préalablement trempée dans l’eau de savon, est alors introduite de haut en bas dans la bulle à travers l’anneau supérieur. La bulle une fois soufflée, il s’agit de l’abandonner et de retirer le tube; pour cela, un mouvement trop lent entraîne la bulle, et l'amène en contact réel avec la première, par la surface du verre, tandis qu’un choc violent produit une trop forte perturbation; un mouvement de moyenne vitesse, avec une pelite secousse, est tout ce qu’il faut. Il reste à enlever la goutte de liquide en introduisant le tube à travers l’anneau inférieur, que l’on maintient fixe d’une main; dans cette opération, la bulle intérieure ne doit pas venir en contact avec l’anneau, et le tube ne doit pas passer à un endroit où les deux membranes sont trop voisines. On enlève l'anneau inférieur en le tirant un peu vers le bas et en l’inclinant. Dès que la pellicule commence à se détacher, il faut relever l’anneau de manière à ce que l’oscillation de la bulle

ne soil pas trop forte.

Les.bulles colorées à la fluorescéine ne se montrent dans tout leur éclat que si elles sont illuminées au moyen de la lumière solaire ou de Parc, concentrée à l’aide d’une lenulle. La quantité de colorant nécessaire est si faible qu'on en prend facilement trop, ce qui détruit l'effet. Pour un verre d’eau de savon, on en prendra de quoi couvrir 3®% de la pointe d’un canif.

Pour souffler des bulles contenant à volonté du gaz d'éclairage ou de Pair, ou un mélange des deux, on peut employer avantageusement un tube en T, portant un tuyau de caoutchouc à chacune de ses branches ; l’un d’eux conduit au tube qui sert à souffler les bulles, le second est réuni à la conduite de gaz, tandis qu’on tient le troisième à la bouche. Le tuyau amenant le gaz d'éclairage traîne sur le parquet et peut être gouverné avec le pied; le tuyau à air est fermé avec la langue; enfin, on tient de la main droite le tube servant à former les bulles. De cette manière, la main gauche reste libre pour la manœuvre des anneaux. Afin d'éviter que le tuyau à bouche ne s'échappe lorsqu'on souffle, on le distend en introduisant rapidement

à son embouchure un morceau de métal froid que

l’on tourne dans le tuyau, tandis que celui-ci est :

chaud.

Dans tous les cas, le tube de verre doit être in-

troduit dans la bulle à sa partie supérieure. Si on l'introduit de côté, on est certain de perdre la bulle intérieure. Lorsque cette dernière est remplie de gaz, elle tend à s’élever; pour empêcher qu’elle ne rejoigne la bulle extérieure le long du tube, on incline celui-c1 convenablement. Si l’on veut introduire un peu d’air ou de gaz dans une bulle déjà formée, il est dangereux de commencer à souffler immédiatement après que le tube a été introduit, car la membrane qui est souvent tendue à l’extrémité du tube forme une troisième bulle qui pro-

voque presque sûrement un insuccès. Pour l’éviter,

il faut aspirer brusquement avant de commencer à souffler ; la membrane remonte alors, et se brise dans le tube.

L'expérience consistant à faire enlever un morceau de papier attaché à un fil ne réussit qu'avec une bulle de grosseur suffisante ; l'anneau auquel on la fixe doit avoir au moins 5°" de diamètre.

Les anneaux de petite dimension peuvent être détachés des bulles par une traction appropriée; on enlève les anneaux plus grands en les inclinant ou en remplaçant la bulle par une autre qui se fixe à l’anneau et libère la première.

Il est assez difficile de souffler trois bulles l’une

dans l’autre, et, pour cela, il est bon de suivre exactement le procédé que je vais indiquer, et qui réussit presque à coup sûr. Il faut d’abord placer une bulle, de la grosseur d’une forté orange, sur un anneau fixe ; introduire dans la bulle, de bas en haut,un anneau de 2 à 3°, préalablement mouillé, et maintenu à l'extrémité d’un fil de fer allant vers le bas; passer le tube au travers de l’anneau fixe dans la bulle extérieure (n° 4), jusqu'à ce qu'il arrive presque au contact de l’anneau intérieur. Lorsque la bulle commence à se former, elle doit se fixer à l’anneau, car la membrane tendue sur celui-ci ne manquerait pas de détruire une bulle d’une certaine grosseur. Aussitôt la bulle n° 2 suffisamment grosse, retirer le tube, le plonger de nouveau dans le liquide, et l’introduire à travers la bulle n° 4 dans la bulle n° 2, en ayant soin qu’elles ne viennent point en contact. Souffler une forte bulle de gaz qui peut venir en contact avec le sommet de la bulle n° 2. Retirer doucement le tube de la bulle n° 3, introduire un peu de gaz dans le n°2, et diminuer la pression entre les deux bulles. L’anneau mobile peut maintenant être retiré, mais il y a parfois quelque difficulté à le faire; il suffit alors de gonfler la bulle n° 4 avec de l'air, après quoi on peut sûrement enlever l’anneau.

Cette description paraît compliquée, mais, avec un peu de pratique du procédé, on arrive à l’accomplir en beaucoup moins de temps qu'il n’en faut pour le dire; en réalité, tout se fait si rapidement et si simplement qu'au premier abord personne ne supposerait qu'il faille s'attacher à tant de détails.

Bulles et électricité.

De toutes les expériences décrites, celles-ci sont, en somme, les plus difficiles à réussir. Les supports des bulles se composent de deux anneaux pratiqués à l’extrémité de deux tiges ayant environ 122% de longueur, et dont l’autre extrémité est recourbée à angle droit, de façon à s'engager verticalement dans une plaque d’ébonite. Les anneaux doivent être placés exactement au même niveau, et dans un plan horizontal; après les avoir séparés de 10° environ, on les munit de deux bulles à peu près égales, puis on les rapproche de manière à ce que les bulles arrivent juste en contact. Bien qu’on puisse les frapper l’une contre l’autre, elles ne restent pas longtemps dans cette position, car la surface convexe chasse l’air compris entre

elles. L’ébonite ne doit pas avoir été chauffée, et il

est préférable qu’elle nesoit pas parfaitement sèche ;

en effet, ilest presque certain, dans ce cas, qu’elle

est légèrement électrisée, ce qui expose à des in-

succès; d’un autre côté, si elle est trop humide, elle devient conductrice, et la cire électrisée n’a aucune action. L’humidité qui lui est communiquée par les premières bulles qui crèvent la mettent dans les meilleures conditions. Il convient de l’essuyer de temps en temps.

Un bâton de cire à cacheter doit être tenu prêt, sous le bras, enveloppé d’un ou deux tours de flanelle sèche; si le bâton est électrisé trop fortement, il peut agir d’une manière trop violente, de telle sorte que les bulles se détruisent par leur acon mutuelle. Une faible électrisation suffit parfaitement.

La cire peut être amenée si près d’une bulle qui en contient une autre, qu’elle est attirée de côté Sans qu'aucune action se fasse sentir sur la bulle intérieure ; dans cette expérience, il faut prendre garde d'approcher trop le bâton de cire, car, si la bulle crève à son contact, il est difficile de l’électriser de nouveau. Dans l’expérience combinée

avec deux bulles voisines et une intérieure, une

trop forte électrisation ou une perte de temps com-

promet de même le résultat.

J'ai trouvé que, dans ces expériences, il est bon de laisser la goutte lourde à l’une des bulles, de manière à lui donner plus de stabilité. Lorsque la bulle supplémentaire n’est pas trop grosse, on peut répéter l'expérience plusieurs fois, sans endommager la bulle intérieure. J’ai réussi à grossir la bulle extérieure de huit ou neuf autres bulles avant de la crever.

Je m'écarterais de mon sujet si j'entrais dans le détail des appareils de projection. Je dirai cependant que les expériences avec les petites bulles peuvent fort bien être projetées sur l'écran à l’aide d’une lenulle, tandis que les grosses bulles ne sont rendues visibles que par leur ombre. Un arc électrique est bien préférable pour cela à la lumière Drummond, parce que l’ombre est plus nette et les couleurs plus brillantes. Une lampe à huile ne donne rien de bon, la flamme étant trop large pour

projeter une ombre nette.

Dans ces indications, qui m'ont conduit à ajouter à ce petit livre un Chapitre entier, j'ai donné tous les détails qu'une assez grande habitude m'a montrés nécessaires pour la réussite des expériences en public. espère rendre ainsi quelques

services à ceux qui désirent les répéter pour leur

propre satisfaction. Bien que des personnes étrangères à la Physique expérimentale puissent trouver dans ces indications un luxe inutile de détails, il est probable que, malgré le soin apporté à prévoir toutes les difficultés, elles en rencontreront encore quelques-unes qui les feront chercher.

Il n’est guère dans les habitudes de terminer un Ouvrage en décrivant minutieusement les expériences dont on a parlé; mais, dans le cas actuel, je crois que celte innovation est d’autant plus à sa place que la plupart de ces expériences peuvent être faites sans le secours des appareils compliqués auxquels il est le plus souvent nécessaire

d’avoir recours.