I. — Principe et description

$ 4. Principe. — Pour appliquer la théorie précédente, nous avons réalisé un montage permettant de mesurer, en fonction du temps, la biréfringence d’un milieu soumis à une impulsion électrique rectangulaire. Ce montage [3] est comparable, au moins dans son principe, à celui de W. Kaye et R. Devaney [20] : un faisceau de lumière

Fig. 4. — Schéma général de l'appareil.

À, source lumineuse ; C, condensateur ; F, fente ; L, lentille collimatrice.

monochromatique, rectilignement polarisée par un nicol N, (fig. 4), se propage parallèlement à la surface de deux électrodes planes et parallèles immergées dans le liquide à étudier. A la sortie de la cuve, le faisceau traverse un deuxième nicol N:, et si la direction du plan de polarisation de la lumière incidente fait un angle de 45° avec la direction du champ électrique, l'intensité du faisceau transmis est

donnée par la relation :

6 lAn I=KI, SIN? r — (1)

où I, représente l'intensité du faisceau à la sortie du polariseur, À la longueur d’onde de la lumière utilisée, / la longueur des électrodes, An la biréfringence du milieu, et K un facteur plus petit que l’unité provenant ns pertes de lumière par absorption et par réflexion. La valeur de I est mesurée au moyen d’une cellule photoélectrique dont le courant anodique est enregistré, après amplification, par un oscil-

lographe cathodique, comportant un deuxième faisceau qui permet d'enregistrer la tension aux bornes de la cuve. L'écran de l’oscillographe enregistre ainsi simultanément deux courbes, dont l’une représente l'impulsion électrique et l'autre la biréfringence du milieu. Nous allons maintenant considérer en détail et successivement les différentes parties du montage, à savoir :

1) le dispositif optique et la cuve de Kerr,

2) le générateur d’impulsion,

3) le dispositif d'enregistrement.

$ 2., Dispositif optique et cuve de Kerr. — Le montage est classique (fig. 4) : la source lumineuse A est, suivant les cas, soit une lampe à vapeur de mercure (Philips Philora), soit une lampe pointolite. Ces lampes sont alimentées par une batterie d’accumulateurs et sont mises en service 1/4 d'heure avant le début des mesures, de façon à obtenir une intensité lumineuse constante. Un jeu de filtres F,; permet d'isoler la raie ou la région du spectre que l’on veut utiliser.

Une lentille collimatrice L donne une image éloignée de la fente F sur la face de sortie de la cuve de Kerr. Le faisceau présente ainsi une légère convergence et, tant que les dimensions de l’image de la fente sont inférieures à la distance entre les électrodes, ces dernières constituent la pupille de sortie. On évite ainsi, sans diaphragme supplémentaire, les réflexions sur les faces internes des électrodes.

Pour étalonner l’appareil avant et après chaque série de mesures, on dispose entre la cuve et le nicol analyseur un disque tournant percé de fentes radiales et actionné par un moteur synchrone. On peut ainsi produire de brèves impulsions lumineuses à une cadence déterminée.

Le nicol analyseur est monté sur une alidade permettant de mesurer 1/10 de degré. ,

La cuve de Kerr est formée d’une pièce de verre taillée en U (fig. 5), ayant 11 cm. de longueur et dont les extrémités sont rodées plan parallèle. Sur ces extrémités, on colle deux lamelles couvre-

Fig. 5. — Cuve de Kerr.

objet exemptes de biréfringence, soit avec de la gélatine pour les solvants organiques, soit avec une colle à base de caoutchouc pour l'eau et les solutions salines. La cuve est fermée par un couvercle

percé de trous pour permettre le passage des fils de connexion des électrodes. Celles-ci sont constituées par deux lames épaisses en acier inoxydable, optiquement planes, de 10 cm. de longueur, 20 mm. de largeur et 8 mm. d'épaisseur. L'une d’entre elles est posée directement sur le fond de la cuve tandis que l’autre est maintenue rigoureusement parallèle à la première par des cales en verre découpées dans une lame à faces parallèles dont l’épaisseur, connue à r0—? mm. près, peut varier entre 0,2 et 5 mm. Les fils de connexion sont en nickel pur et celui qui relie l’électrode inférieure passe à travers un tube de verre fin. L'ensemble ainsi réalisé se démonte facilement, ce qui est indispensable, car entre chaque mesure il est nécessaire de nettoyer avec soin la cuve et les électrodes.

Enfin un support à vis calantes permet de régler la position de la cuve par rapport au faisceau lumineux.

$ 3. Générateur d’impulsions. — Les solutions que nous voulons étudier présentant des temps de relaxation de l’ordre de 10% secondes, il faut utiliser des impulsions ayant des durées de 10? secondes environ pour atteindre le régime permanent. Il faut en outre que le temps d'établissement et de disparition du champ électrique soit très petit devant le temps de relaxation, c’est-à-dire qu’il soit au maximum de 10% secondes. Cet ensemble de conditions nous a fait

abandonner l’idée d’un générateur à tubes électroniques et nous

866 ; Fig. 6. — Générateur d’impulsion.

A, autotransformateur ; R, redresseur; I, interrupteur.

avons utilisé un interrupteur mécanique I (fig. 6) mettant la cuve de Kerr en contact avec une source de tension constante. Cette source est, soit un potentiomètre branché aux bornes d’une batterie d’accumulateurs, pour les tensions inférieures à 200 volts, soit un redresseur classique à lampes à vapeur de mercure R. Un autotransformateur A placé dans le primaire du transformateur haute tension permet de faire varier la tension redressée entre o et 2,5 kV avec un débit maximum de 500 milliampères.

Pour que l’interruptéur mécanique fonctionne de façon stable et

dans les conditions requises, il est constitué essentiellement par deux

barres de cuivre recuit enfermées dans une enceinte où règne un vide poussé. Ces barres peuvent être amenées en contact par flexion d’une pièce de verre solidaire de l’une d’entre elles. Cette opération se fait au moyen d’une came convenablement calculée, entraînée par un moteur électrique qui ne tourne que pendant le temps nécessaire pour produire une impulsion unique.

La capacité du dernier condensateur de filtrage de la source de tension est assez élevée et sa résistance interne assez faible pour que l'établissement du champ se fasse en un temps bien inférieur aux 105 secondes demandées. Par contre, à la rupture du contact, la cuve de Kerr, qui a une capacité C et une résistance R, se décharge avec la constante de temps CR qui peut être trop élevée. On la diminue en éliminant toutes les capacités parasites des circuits et, si cela ne suffit pas, en shuntant la cuve avec une résistance supplémentaire de façon à diminuer R. Grâce à ces précautions, le dispositif satisfait toujours aux conditions imposées.

4. Dispositif d'enregistrement. — La cellule photoélectrique est une cellule à multiplicateur d’électrons (R. C. A. 1 P 28) (fig. 7). Elle est suivie d’un amplificateur symétrique à courant continu et à large bande passante dont la sortie est branchée directement à l’une des

— cellule de Kerr