M-C(V.-VJ = C(V^-V

En prenant comme sens positif du courant le sens Aa^BDSCA, 00 iiPOir Tintensité I du courant dans Aa6R aussi bien que dans GSD :

Enfin, en appelant L, et L,, K, et Hj les coefficients de self-induclioo «t '^ résistances des deux circuits Aa^B et CSD, on a :

' dt ' de

En posant L = Lj-h Lo et R = Hi^- Bj, il vient:

l'^J+ki=v.-v.+v,-v,.

et, en vertu des relations ci-dessus :

Helaiion identique à celle trouvée plus haut (relation 3, n* i), sauf leckttS*'

ment de C en — » et qui démontre ce que nous avons avancé.

osciLUTtoxa ÊLKCTnioces. 3JS

Heosaleurs; pourlant la frëquencif de cos charges Jonne Icoup tl'inleiisilL- uii\ ptiénomiMies. En voici (]iic1i|iics-uns : pl'on fait communiijiicruiic exlrémilo d'un arc niélallicjiie avec spiresS eL si l'on iip|trnche l'aulrti extr<!mité de l'iircd'itne B Spire siiflîgaRimeiit éloignée de la première, on voîl jaillir de jiles étincelles ajaiit tous les caracières des dcLliarf^es des teosateurs. Aiusi, quoique les deux points enlrc lesquels lent les étincelles soient ri^iinis par les spires d'un gros concuivre, ils priîsonient une dilTtîrence de potentiel pdérable, ce qui est bien d'accord avec les prévisions de la

^ qu'il y a de remarquable et d'inattendu, c'est qu'on peut, au

I d'arc mi^lallique, se servir de ses deux bras pour tirer ces

Ketles et, malgré leur violence, on n'éprouve aucune secousse(').

II. le D' d'Ar§onval a signalé la parfaite tuocuîté de ces dé-

[es de hautes fréquences ('); avec une fréquence moindre,

B pourraient être foudrojantes. On a supposé, tout d'abord,

■ cette inocuité tenait à ce que la décharge passait à la surface

I conducteur formé par le corps de l'expérïmentaleur ; mais

ï d'Arsonval a montré que cette idée était inexacte.

|*our mettre en évidence la grande énergie du courant de haute

qui traverse le corps humain dans ces conditions

[d'Arsonval a fait l'expérience suivante : Deux personnes

bneiit chacune par une main une des poignées métalliques qui

missent aux extrémités du filament de charbon d'une lampe à

mdescence, de façon à placer ce ûlamenl dans le circuit du

rant qui traverse le corps de ces personnes quand avec la

b] Il est pounanl prudenl, pour répéter sans danger cette expérience, de faire BtUDiquer avec Je sol ud point quelconque du circuit t, de Taire repoEier sur une lable médiocre conduci mple, les deux bouteilles de Lcydc; celle précvui B excès permanent de potentiel sur k' ml puisse sa )i]u«, qni donnerait une décharge ordinaire i tri buteur, au moment où il touche let ipires. Il vaut I par des liget métalliques qu'on lient 1 la main

l'éiincetlc.

) H. Ward, en Angleiertc, d*s 1881, avait constaté qu'une liobine de Bu Kactionnéc par un inlerrupieur rotatif 1res rapide donaanl 6aoa înlerrnpll ^DDde, (oarDisSBit dc& décharges inolIeDsiTGi.

Irice. une table ta bojs tion a pour liut d'éviter produire par une cause LVcrs le corps Je l'cipéluieux toucher aussi les pour fviler la brûlure

main libre elles louchent deux points éloignés des spires S. !i employant un dispositif suffisamment puissant, on voit alors li lampe portée à Tincandescence par le courant sans que les f«sonnes iraversc^cs par celui-ci ressentent la moindre secousse.

Les courants alternalifs ainsi obtenus peuvent, à cause de leir rapide variation d'intensité, engendrer des courants d'induclioB de grande inlensité efficace dans un circuit voisin. On le monlrt en plaçant près des spires un gros fîl de cuivre formant une oi deux spires entre les extrémités duquel est intercalé le filameni d'une petite lampe; celle-ci est portée à Tincandescence parle courant induit développé dans le circuit {^Jig. i43)-

Fig. 143.

On doit à M. Tesia une disposition heureuse pour utiliser ces phénomènes d'induction. L'ensemble des spires S de la disposition expérimcnlale précédente forme le primaire d'un transformateur sans fer ijig. » ii), dont le secondaire est formé par une 5eu!e couclic (I(* fil (le euivr(» assez fin; les spires contiguës de celui-ci sont non seulement isolées par la soie qui les recouvre, mai? surtout par de la valvoline que contient une cuve dans laquelle baigne tout le transformateur. Les extrémités du secondaire et du ])riniaire sortent du liquide, bien entendu. On obtient ainsi entre les extrémités du secondaire/? et q un flux de longues étincelK'?.

En reliant Tune des extrémités du secondaire de ce transforniaieur à une pln(|ue niélallique placée à 2"\5o environ au-dessus du sol, il se produit entre le sol et cette plaque un champ électrostatique allerFialif de grande intensité maximum et qui est capable de produire de curieux efl'ets. Par exemple, un expérimentateur placé dans ce ( lianip lient à pleine main l'extrémité d'un tube de \erre avant 1'" de long, dans lequel se trouve un gaz raréfié; même si ce tube ne j)r('senle aucune électrode, il s'illumine, comme le ferait un lube (!<' Geissler dont les électrodes communiqueraient avec les deu\ jxMes dinie bobine d'induction. Le tube est le siège de

flBCItXATIOKB liLBCTIIIOri». 3^7

larges alLcrnalives dues aux pliériumènes J'ioHuence que ce bp ullern;itir («roijiiit à son inti^Tieiir. i ù\ Riélalllque recouvert (le soie, ou iiii, (\\é à l'une des

I du secondaire du transformateur Testa et isoli^ !t son »utre Smîlé produit sur tout son parcours de nombreuses nigretles jbles dans t'obscurilé, et i|ut deviennent plus intenses si l'on ^oclie du (il lu muin on un uulre conducteur communiquant ! le sol.

lès e^ip^riences témnigneni de la grande vulcur qu'atteint ^H de potentiel sur le sol des extrémités du secondaire du (srortnatCUrTesla; elle est due à l'exiréme rapidité de la varta- ) du flux d'induction à l'intérieur de ce secondaire.

. PbéuomëneB de Hertz. — Un conducteur parcouru par une tbargc i>>rill.inle (;rée autour de lui, non seulement un eEiamp fctrique alternatil, mais aussi un champ magnétique alternatif, Esaite des courants alternés dont il est le siège. Ces champs ivent être mis en évidence même à grande dislance du conducr par les phénomiVnes d'iullucnce et d'induction qu'ils prokenl en se serviinl cl\i|)riarei!s di^eélaleiirs suriisaiiiment sen-

Est-ce au moment même où se produit la d(^charge que son effet se manifeste à dislance, ou faut-il un temps fini pour que le champ qui prend naissance d'abord près du conducteur se propage jusqu'à l'endroit où l'on observe son effet? Quoique l'esprit des physiciens se refuse à admettre, en général, qu'un phénomène puisse se propager avec une vitesse infinie, le physicien allemand Hertz n'en a pas moins fait une découverte de premier ordre en montrant expérimentalement que les champs électriques ou magnétiques se propagent avec une vitesse finie, ce qui a permise un des continuateurs de son œuvre, M. Blondlot de mesurer celle vitesse de propagation, et de montrer, conformément aux théories du savant anglais Maxwell, qu'elle est égale à la vitesse de propagation de la lumière.

Les phénomènes électromagnétiques se propagent donc par ondes comme les phénomènes lumineux. C'est en montrant l'interférence entre l'onde électromagnétique directe et l'onde réfléchie que Herz a pu établir que ces ondes se propagent avec une vitesse finie. Ces interférences se produisent comme celles de l'expérience deN. Savartdanslecas des ondes acoustiques; la distance de deux nœuds consécutifs étant égale à une demi-longueur

d'onde, c'est-à-dire à - VT, en désignant par V la vitesse de pro-

pagatlon de l'onde et par T sa période, on voit que pour avoirdes nœuds distants de i"*, par exemple, il faut, si V a la mêmevalear que pour la lumière 3. lo*^, avoir une durée pour la période T

égale à -io~*. Ainsi, pour pouvoir mettre le phénomène en évidence, il faut des oscillations électriques excessivement rapides. Voici comment Hertz a résohi celle première partie du problènï^ D'après la relation de lord Kelvin ï = 2'ny/CL, pouravoird« faibles valeurs de ï, il faut avoir de faibles valeurs de la capacilc C ainsi que du coefficient de self-induction L du circuit siège de la décharge, l^c dispositif employé pour obtenir de rapides oscil* lalions éieclriques, connu sous le nom à^ excitateur de Herl'^^ se cora|)osc de deux tiges métalliques rectilignes placées dans le prolongement Tune de l'autre et séparées par un léger intervalle (lO {Jlg' i45); à leur autre extrémité ces tiges sont terminées par deux sphères métalliques A, B, ou par deux plaques en mêlai

ma

plusieurs décimètres carrés de surface. Les deux sphères ou

deux plaques forment alors avec les parois de la salle deux

ensateurs de très faible capacité disposés en cascade (*); la

[•iuduction d*un pareil système, se réduisant à celle du con-

eteur linéaire Aa6B, est très petite aussi.

Fig. 145.

.; Les deux extrémités a et 6 sont reliées aux deux pôles E et F ■ d*une bobine de RuhmkorfT; à chaque interruption du primaire, - il se produit une charge de A et B en sens contraire, de façon * ^e, si la différence de potentiel entre a el b est suffisante, une décharge oscillante se produit dans l'excitateur Aa6B, donnant lieu à une série d'étincelles entre a el 6 se succédant si rapidement qu'elles paraissent ne former qu'une étincelle unique. Cette décharge oscillante ne dure qu'un temps très court par rapport à celui qui sépare deux ruptures consécutives du circuit primaire de la bobine, et se reproduit à chacune de ces ruptures. Le champ électrique créé par cet excitateur en tout point du plan P perpendiculaire aux tiges et passant par le milieu de ab a UDC direction parallèle à celle des tiges Ka et 6B; dans ce plan de sjmélrie P les lignes de force du champ magnétique dues aux courants alternatifs dont l'excitateur est le sioge sont des cercles ayjint la trace de ab pour centre. La direction du champ magnétique est donc perpendiculaire à celle du champ électrique.

Vojons maintenant comment Hertz est parvenu à déceler Texislence de ces champs. Les appareils fort simples qu'il a employés pour cela ont reçu le nom de résonateurs.

L'un d'eux est un dispositif tout semblable à l'excitateur : deux

(•) Il résulte de là que, dans la rclalion T = j7:v/CL| C représente la demi- (rapacité de l'un de ces condensateurs, d'après la remarque faite plus haut (n" 2).

35o CHAPITRE V.

liges métalliques placées dans le prolongement Tune de Taulre, séparées par un très petit intervalle, et munies à leur autre extrémité de plaque métallique. Eu plaçant ce système parallèlemeol au champ électrique, on voit jaillir entre les liges suffisamment rapprochées une série de petites étincelles. Évidemment c'est le champ électrique qui seul est décelé par ce dispositif.

Voici une deuxième forme de résonateur qui permet de manifester Texistence du champ magnétique aussi bien que celle da champ électrique. 11 se compose d'un fil de cuivre disposé en un circuit plan, de forme quelconque, le plus souvent rectangulaire ou circulaire (^fig' 14^)? présentant une coupure. Les deux parties

en regard de cette coupure sont constituées par un micromètre à étincelles, qui permet au moyen d'une vis de régler la distance explosive, c'est-à-dire la largeur de la coupure.

Pour déceler le champ magnétique alternatif, le centre du résonateur étant dans le pian P, on place ce résonateur de façon que son plan soit perpendiculaire au champ magnétique. Li variation rapide du flux d'induction magnétique, qui traverse alors le circuit dans les conditions les plus favorables, donne lieu à une force électromoLrice d'induction alternative qui produit à la coupure une étincelle, quelle que soit la position de celte coupure, [)Ourvu (|ue la distance au micromètre soit suffisamment faible.

D'autre part, si la tangente au circuit du résonateur au point où se trouve la coupure est placée parallèlement au champ électrique, le phénomène d'influence que produit ce champ amène une dilVérence de |)otentiel entre les bords de la coupure capable d'y produire une étincelle^ on verra donc jaillir des étincelles au micromètre dues au champ électrique.

SI cette tangente est placée dans une direction perpendiculaire

imp électrique, l'effet de celui-ci n'amènera aucune difféde potentiel aux bords de la coupure; si l'on voit jaillir des Iles dans cette position, elles ne peuvent être dues qu'au mène d'induction. On aura, au contraire, un effet dû unimt à l'influence du champ électrique en plaçant le plan du iteur de façon qu'il soit parallèle à la direction moyenne imp magnétique, puisque, dans ce cas, le flux d'induction :lique est constamment nul à l'intérieur du résonateur, i d'obtenir une onde réfléchie pouvant interférer avec l'onde 3, Hertz plaçait à une certaine distance de l'excitateur une ; de métal verticale M parallèlement à la ligne des tiges de ateur. On conçoit que les courants superficiels que l'onde nie produit dans la pla(|ue de métal soient l'origine d'une nou- >nde se propageant en sens inverse de la première et constiune onde réfléchie. Suivant la droite horizontale H perpenire à ce miroir M passant par ab et contenue par conséquent e plan P, on peut observer des phénomènes d'interférence; iservant au résonateur une même direction et en déplaçant nlre sur la droite H on trouve des points où les étincelles lient un maximum d'éclat [ventres) séparés par d'autres étincelles n'éclatent pas [nœuds).

imençons l'exploration en mettant le résonateur dans les

ions où il est le plus sensible à l'action du champ électrique

ni insensible à l'action du champ magnétique (plan perpen-

ire à H, tangente à la coupure parallèle aux tiges de l'exci-

). Plaçons d'abord le résonateur contre le miroir M; on

rve aucune étincelle à la coupure : il y a un nœud en cet

t pour le champ électrique. En écartant le résonateur du

M, on voit les étincelles apparaître, et elles croissent en

lié jusqu'à une certaine position, qui est le premier ventre,

à de laquelle l'intensité des étincelles diminue jusqu'à

complètement en un point qui est le second nœud. Elles

raissenl au delà, et ainsi de suite : on observe une succes-

2 nœuds et de ventres alternant, la distance qui sépare deux

consécutifs étant la même, et la même aussi que celle qui

deux ventres consécutifs, conformément à la théorie géné-

îs phénomènes d'interférence. Cette distance est la demi-

ur d'onde dans la propagation de l'onde.

Recommençons la même expérience, maïs en disposant altt fois le résonateur de façon à avoir sa sensibilité maximum pot le champ magnétique en étant insensible au champ électriqv (plan du résonateur passant en direction par les tiges de Teidliteur, tangente à la coupure perpendiculaire à ces tiges), nou trouverons de même une succession de nœuds el de ventres arec cette diiïcrcnce toutefois que là où il y avait un nœud dans lec» précédent nous trouvons un ventre, et réciproquement. Ainsi II

demi-longueur d'onde (-i-VT j a la même valeur pour la propagation du champ électrique et du champ magnétique de même période T cl, par conséquent, la vitesse de propagation V de ce deux champs est la même : c'est une même onde électromacsè^ tique qui se propage, donnant à la fois un champ électrique ei u champ magnétique.

4. Réflexion, réfraction, polarisation de l'onde électromagiétique. — Ilerlz a montré que l'onde électromagnétique se comporlail, an point de vue des lois géométriques de sa propagalioa, commr une onde lumineuse.

Pour s(* procurer des rayons électromagnétiques de direclion hion iJôhM-niinôe, il a disposé, suivant la ligne focale d'un miroir on ziiir a\aiil la forme d'un cylindre paraholique, un excilateuri pou piv> sciuhlablc à celui dOcril plus haut, mais de plus nolik dimension, pour doiiiuT naissance à des vibrations plus rapide? ol, par oons«''i[uonl, iK' pins courte longueur d'onde. L'omie ék^lroiuai;nôlit|no à laijuello donne naissance rexcilaleur se rollrchil snr «0 niiriMP ri so diriiio ensuite parallèlement à \ a\v du iniruir paral>olli]ni'. lui plaranl, en oflel. un résonateur suixaiit cel axe. on pt*nl iliToUu* ro\i>Unoo do l'onde par les étincelles au miorunii lit . t.inJis qn\ n s'roailani, uiënio fort peu, de celle direclion h^s rli:!r«'ll«''i oosscnl.

\ :-:i-\:n J 1 pro:nitr miroir on peut placer un second miroir r.ii l.::!i :■; . a\.inl au>si \\ forme dun ovlindrc naraLoliinu* ^^ p --•. i.:..; .::î :r-.:i.\li lîr forni.' par deux lîls de cuivre ilaii* I'' i* - V -il i"n:î .! ; ::\:îI:v Mii\anl la liirne focale du iiiir.»ir,

v.vv.;:: • ;. tinv^olios d'une disposition parlicu- • • ^ .^: -^.yv.iMir dobserver celles-ci derrière lo

OacaUTtONS BI.ECTRI411BS.

ttîroir (|)Oiir que sa présence n'Intercepte pas l'onde inci-

*). Si les lignes focales de» detix miroirs sont pamlli'^ies,

cuusiate alors la produciion d'élincelles, au résoDateur

ISÏ disposi.-, à une distance de rexcitaleiir bien plus con.si-

itle <{iic si les miroirs n'existaient pas. Cette expérience,

loul semblable à celle des miroirs concaves conjugués que

I fail cn optique, monire indirectement que les lois géomé-

fjqnes de bi réflenion de l'oodc électromagnétique sont les mlïnies

B pour la lumière.

s OQ doit à Hcrtx des expériences plus directes dans le but s lois. On place les deux miroirs paraboliques priicé- I, non plus en face l'un de l'autre, mais de façon que leurs axes mpent à une certaine dislanee en un point O. En mellaut eu nlun miroirplan en métal de façon que la normale au miroir ) soit bissectrice de l'angle formé par les deux aies, on voit itir les étincelles, qui cessent dès que la normale au miroii- Isa cesse d'élre bissectrice de l'angle des axes.

tans ces expériences, ou cnuslate qu'en interposant un écran tllique sur le trajet des rayons élcclromagnétiques, on inter- B ces rayons, car les l'iincelles ne se produisent plus au rélur. Si l'on interpose, au contraire, une plaque d'un corps ^ conducteur de l'électriciié sur le trajet des ravons, une kche de bois, par exemple, ceux-ci ne sont pas arrêtés. Ainsi ■ps bous conducteurs sont opaques pour les ondes électrotiques, tandis que les corps mauvais couducteui's sont iparenis.

niroir parabolique pourvu de l'excitateur est en face de

â qui Cït pourvu du résonateur, mais est dans une piâce dillé-

, les étincelles ne changent pas sensiblement d'intensité au

naleur quand on ferme la porte cn bois qui permet de séparer

i^euK pièces.

lerlx a prouvé la réfraction de ces ondes par l'emploi d'un l prisme eu bitume coulé dans une caisse en bois; l'expci faisait d'une façon analogue à celle de la réHexion, et a 6 que les ondes électromagnétiques se réfractent suivant les s lois que la lumière. L'indice de réfraction du bitume a été é ainsi égal à t,G<).

B la façon dont elle est produite l'onde électromagnétique est

354 GBâPITRB V.

polarisée; pour le champ électrique ses vibrations sont panlUti aux tiges de l'excitateur; pour le champ magnétique, les viln> tîons sont perpendiculaires à la direction de ces tiges. Haut imité Texpérience de Texlinction d'un rayon de lumière polanst par un analyseur, en disposant en face l'un de l'autre les dm miroirs paraboliques précédents; si, au lieu d*avoir leurs lig» focales parallèles, celles-ci sont rectangulaires, les étincelles dispiraissent au micromètre du résonateur.

Il a imité aussi l'extinction produite par une tourmaline C0DV^ nablement orientée sur un rayon de lumière polarisée par remploi du dispositif suivant. Sur un cadre sont tendus parallèlemnl entre eux des (ils de cuivre assez rapprochés (3*^** de distince). formant ainsi un réseau. En plaçant ce cadre sur le trajet db rayons quand les lignes focales des deux miroirs sont parallèles, on ne fait pas cesser les étincelles si les fils sont perpendicnlaires à ces lignes focales (perpendiculaires aux vibrations du champ électrique), tandis que les étincelles cessent si les fils sonlpânllèles aux lignes focales. En disposant celles-ci de façon qu'elle» soient rectangulaires, il n'y a pas d'étincelles, comme nousTavois vu, au résonateur; mais si l'on dispose sur le trajet le réseau de fil de cuivre en mettant ceux-ci à 4^^ de la direction des ligne» focales, les étincelles réapparaissent au résonateur. CVst rimi^ tation de Tcxpérience d'une tourmaline dont l'axe est placé à 43 des sections principales d'un polarisateur et d'un analyseur â rextinclion et qui fait réapparaître la lumière : l'onde électrl^ magnétique, dont les oscillations sont à 43° des fils du réseau, » décompose en deux ondes, une onde transmise ayant ses vibrations du champ électrique perpendiculaires aux fils (c'est elle qui agit sur le résonateur) et une onde réfléchie ayant ses vibralioDf du champ électrique parallèles aux fils, dont on a pu couslater rexislence.

Dans toutes ces expériences, il est nécessaire, afin d'avoir soit une réllcxiou régulit're, soit une réfraction régulière, ou encore s'il s'agit d'imiter nettement les phénomènes de polarisation, que les appareils emplovcs pour modifier l'onde (miroirs, prismes, etc.'" aient des dimensions supérieures à la longueur d'onde de TonJe étudiée; sans cela les phénomènes de diffraction masqueraient le phénomène cherché. Hertz, n'ayant à sa disposition que des ondes

loat la loDgtiGur d'onde était de l'ordre de grandeur du mèlre, était ]gë de se servir d'appareils de grandes dimensJous. Depuis ces lOrables expériences, les physiciens se sont efforcés d'obtenir ondes électromagnétiques de longncuis d'onde de pins en 1 courtes, en réduisant de plus en plus les dimensions de (Tcxcilalnir et en etnplnvanl des appnreîls indiraleurs de l'onde plus en plus sensibles. On peut citer parmi tes phj'siciens ijul At réussi il obtenir de très courtes longueurs d'onde, M. Lebedew ' le savant hindou M. Bose. L'un et l'autre ont produit et décelé S Ondes électromaguëtiijues dont la longueur d'onde n'était (fue le 6"". Avec de pareilles oudes, les dimensions des miroirs des MÎSincs. etc. peuvent être de quelques centimètres seulement. C'est ainsi que M. Lebedew est arrivé à mesurer les indices de n''fraction du soufre octaédrique pour tes ondes électromagnétiques, ^Hl se servant de deux priâmes de faibles dimensions, dont l'un .jnait son arête réfringente parallèle à l'axe de plus grande élaMÎcité du soufre et dont l'autre avait sou arête parallèle à l'axe de iplus petile élasticité; avec le premier it a trouvé i.aS et avec b- |becond 2,00 pour les indices. Ces nombres sont estrémemeni liroisÎDS de ceux trouvés dans le cas de la lumière, qui sont respec- .iivenient 1,1 et 1,9. L'existence de la double réfraclion pour le> ^odes électromagnétiques traversant les cristaux s'est trouvé).' •ÎDsi démontrée.

En résumé, les ondes électromagnétiques se comportent absollmncnl comme des ondes lumineuses dans teur propagation; le^ ACnles difl'érences proviennent de la très grande différence de longueur d'onde. Nous verrons, du reste, un peu plus loin que in vitesse de propagation de ces ondes est la même que celle de b lamièrc. Ainsi se trouve justifiée par l'expérience cette belle théorie de Maxwell qui considère la lumière comme due à des oades électromagnétiques de périodes et, par conséquent, de longueur d'onde extrêmement courtes. Mais ce qu'il ^ a de remarquable, c'est que cette théorie a été établie avant les expériences de llertx, entreprises et poursuivies principalemenl en vue d'en vérilier l'exactitude (').

[■^'ï Voir puar l'txfoti i- Heu .V 1 b En .lu Voli

e dcctromigntliquc de la luuiici

Ajoutons quelques indications sommaires sur les perfectionnements de Texcitateur.

En faisant éclater les éUncelles dans un liquide résistant (haile d^olive, huile de vaseline, etc.), comme l'ont fait pour la première fois MM. Sarasin et de la Rive, on donne plus d'intensité à Fonde émise par Fexcitateur.

En vue de rendre plus courte la période de Fonde, M. Righia constitué Fexcitateur par quatre sphères de métal dont les centres sont sur une même ligne, les sphères extrêmes étant seules reliées aux bornes de la bobine d'induction et chargeant par étincelles les sphères intermédiaires. Celles-ci en se déchargeant entre elles donnent naissance à une décharge oscillante, à laquelle ne prennenl part que ces sphères intermédiaires et Fespace très mince qui les sépare; C et L se trouvent ainsi extrêmement petits et il en est de

même de la période T = aix/CL de Foscillation.

C'est en remplaçant les deux sphères intermédiaires par deui bouts de fil de platine très courts et très rapprochés P| et Pj

Fig. 147.

{Jig. 147) c["c M. Lebedew est arrivé à obtenir des longueurs (l'onde n'aj'ant que 6°*°* (*).

(') La figure 147 représente en vraie grandeur rexciutenr de M. Lebedc« : J est la bobine d'induction; W une résistance liquide et C un condeosateur. Le

OSCILLATIONS KLFXTRIQUES. 35;

^"^oiis ne ferons que mentionner l'existence de nombreux indicateurs d'onde plus sensibles que celui employé par Hertz. C'est tinsi, par exemple, que pour déceler les étincelles éclatant au nnîcromèlrc du résonateur quand celles-ci échappent à la vue par leur faiblesse, on s'est servi de la conductibilité que ces étincelles produisent entre les pièces en regard du micromètre pour livrer passage à une charge électrique faisant dévier les feuilles d'or d'un électroscope, ou l'aiguille d'un galvanomètre, produite parla force électromotrice d'une pile placée dans le circuit : les indications très visibles de ces instruments sont ainsi substituées à l'observation directe des étincelles.

5. Étude expérimentale de la propagation d'une onde électrique

dans un fll conducteur. — L'étude expérimentale de la propagation

d'une onde électrique dans un fil conducteur a été faite d'abord

par Hertz vers la même é[)oque que les expériences que nous

avons rapportées ci-dessus.

Pour provoquer dans le fil des oscillations électriques, on peut craplojer le dispositif suivant. Devant l'une des plaques A {/ig> i48) de l'excitateur de Hertz on dispose, parallèlement et à

Fig. i48.

faible distance, une autre plaque métallique semblable C à laquelle fixé le fil conducteur, qui peut être long et se terminer à son utre extrémité, soit dans un corps isolant, soit dans une large

îlîeu de la partie recliligne DiP,?,!), est placé suivant la ligne focale d'un

miroir cylindrique de 6"" de distance focale et de 20"" de hauteur. Toute cette portioo de Texcitateur, ainsi que le miroir, est immergée dans du pétrole.

surface conductrice communiquant avec le sol. Les variations rapides de potentiel qui se produisent dans la plaque A pendant l'oscillation déterminent par influence des variations de potentiel de mêmes périodes qui se propagent dans le (il et donnent lieu à une onde électrique. Cette onde se réfléchit à Textrémitë da (il; celui-ci est alors le siège de deux ondes se propageant eo sens inverse, et qui interfèrent. Il se produit ainsi des courants oscillants en chaque point du (il. Or, ces courants engendrent autour d'eux un champ magnétique oscillatoire dont les lignes de force sont des cercles dans les plans normaux au (il et avant pour centre la trace de celui-ci. En plaçant un résonateur de Hertz à côté et tout près du (il, de façon que son plan passe par la direction de celui-ci, la variation du flux d^induction magnétique i l'intérieur du résonateur détermine une force électromotrice d'induction alternative qui se décèle par les étincelles au micromètre. Il se produit aussi des variations de potentiel en chaque point du fil qui déterminent un champ électrostatique dans le voisinage de celui-ci; on peut le mettre en évidence par un résonateur convenable.

Si, par suite des phénomènes d'interférence entre l'onde directe et Tonde réfléchie, il existe dans le (il un sj^stème fixe de nœuds et de ventres, en désignant par nœuds du champ magnétique les points où l'intensité efficace du courantestnulleou minimumetpar ventres ceux où elle est maximum, les phénomènes d'induction dans le résonateur, décelés par l'étincelle au micromètre, seront maximum aux ventres, nuls ou minimum aux nœuds.

L'expérience faite ainsi indique eflTectivement l'existence de maxima et de minima.

Au lieu d'un seul fil, on peut en employer deux, tendus parallèlement l'un à l'autre, chacun des (ils aboutissant à une plaque métallique C ou D placée parallèlement et très près de chacune des plaques A et B de l'excitateur {fig. ^49)- On a ainsi plus de symétrie dans la disposition de l'appareil.

Dans plusieurs de ses expériences, M. Blondlot a remplacé l'excitateur de Ilcrlz par un autre constitué de la façon suivante, dans le cas de deux fils. Ces fils MN {fig> i5o) sont réunis par un fil de cuivre en forme de boucle; on dispose le long de cette boucle un autre fil de cuivre qui n'en est séparé que par un tube

OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES. SSg

-^jj^je caoulchouc, dans lequel il est logé; celui-ci se termine par ^êux boules Y et 8 situées à faible distance Tune de l'autre et «iBOmmuniquant respectivement avec les deux pôles de la bobine

Fig. 149.

^ d^induction ; enfin, ce fil est coupé dans la partie diamétrale-

. tnent opposée au micromètre par un condensateur a^ dont la

distance des plateaux est plus grande que la distance des deux

Fig. i5o.

boules Y et 8. Chaque rupture du circuit primaire de la bobine donne naissance à une étincelle entre y et 0, qui détermine un mouvement oscillatoire dans la boucle constituant le circuit

36o CHAPITRE V.

comprenant le condensateur et fermé par rétîncelle au micromètre yS. Le courant oscillatoire qui en résulte produit dans la boucle parallèle un courant d^'nduction oscillatoire aussi, qui se propage ensuite dans les fils MN. Ce dispositif a été très souvent employé depuis.

Dans le cas de deux fils, si Tun veut déceler le champ magnétique, il convient de constituer le résonateur par un circuit reclangulaire, qu'on place dans le plan des fils entre ceux-ci, de façon que chacun des côtés opposés du rectangle soit très près de Tun des fils; on est placé ainsi dans les conditions les plus favorables pour la manifestation des phénomènes d*induction dans le résonateur; c'est, en particulier, la disposition adoptée par M. Blondlot.

MM. Sarasin et de la Rive, dans une belle étude des phénomènes de Herlz qu'ils ont faite à Genève en 1889, ont décelé le champ électrique oscillatoire produit entre les deux (ils, en plaçant le plan du résonateur perpendiculairement aux fils, le centre du résonateur étant dans le plan des fils et le micromètre à étincelles suivant le diamètre perpendiculaire à ce plan.

Un autre procédé beaucoup plus Sensible pour déceler le champ électrique oscillatoire est Temploi d'un petit tube à gaz raréfié sans électrodes, qu'on dispose comme un pont sur les deux fils. Si, aux deux points qui se font face le potentiel est différent et si la différence varie avec le temps, il en résulte des phénomènes d'influence qui donnent lieu à des décharges oscillantes à l'intérieur du tube, et celui-ci s'illumine. Il ne reste éteint qu'aux points pour lesquels les deux éléments des fils qui se font face présentent une différence de potentiel constante qui, du reste, dans les conditions de l'expérience, ne peut être que nulle. On décèle ainsi, par l'extinction du tube, très nettement la position des nœuds du champ électrique.

6. Résonance multiple. — Dans leurs expériences, MM. Sarasin et de la Rive ont 'trouvé le fait remarquable suivant qui a reçu le nom de résonance multiple (*): la distance de deux

C) Ce nom vient d'une première inlcrprétatioa du phénomène^ qui n'est plus aitfnise aujourd'hui.

DŒucIs (ou de deux ventres) déterminée au moyen d'un résonaleur de forme circulaire disposé comme il a été indiqué ci-dessus, et qu*on déplaçait parallèlement à lui-même le long des fils, dépend du diamètre du résonateur employé et lui est proportionnelle.

Ce fait inattendu a été expliqué simultanément et de la même manière par M. H. Poincaré et par M. Bjerknes. Voici à quoi revient à peu près cette explication. L'oscillateur de Hcrlz, dont se sont servis MM. Sarasin et de la Rive, donne des oscillations très rapidement amorties, beaucoup plus amorties que les oscillations propres du résonateur. C'est ce dont s'est assuré par des mesures M. Bjerknes, qui a trouvé pour le décrément logarithmique o, 26 dans le cas de l'excitateur de Hertz et seulement 0,002 dans le cas du résonateur. Dès lors, l'onde en se propageant n'occupe le long du fil qu'une assez faible longueur; l'onde directe ne se superpose plus à Tonde réfléchie, si ce n'est tout près de l'extrémité du fil et, sauf en cet endroit, il n'y a pas de phénomènes d'interférence dans le fil. Mais en passant près du résonateur, l'onde ébranle celui-ci au point de vue électrique; il en résulte une oscillation propre du résonateur, qui est loin d'être éteinte quand l'onde, après s'être réfléchie à l'extrémité du fil, passe une seconde fois près du résonateur; le nouveau choc électrique qu'elle donne à celui-ci peut agir dans le même sens que le premier et renforcer les oscillations dont il est le siège ou, au contraire, diminuer ses oscillations jusqu'à les éteindre. Dans ce dernier cas, on aura un nœud à l'endroit considéré; on aura un ventre, au contraire, si les oscillations sont renforcées au maximum par l'efiet du second choc. Supposons qu'on ait trouvé ainsi en un point A un nœud; déplaçons le résonateur le long des fils d'une longueur égale à la demi-longueur d'onde de l'oscillation propre du résonateur, dont nous désignerons par T la période. Suivant que le déplacement a lieu du côté de l'extrémité des fils ou en sens inverse, il s'écoulera entre les deux chocs électriques dus à l'aller et au retour de l'onde, pour la nouvelle position B, un temps 6 — T ou B -1- T, si l'on appelle 6 le temps qui s'écoulait entre les deux chocs quand le résonateur était dans la position A. Or, si le second de ces deux chocs avait alors pour effet de détraire rimpulsion donnée par le premier, il en sera encore de

même quand le résonateur est en B puisque les chocs se succèdent au bout du temps 6 zp T, et qu'en augmentant ou en diminuant le temps de T on retrouve le mouvement vibratoire dans le même état pour le résonateur; on doit donc observer encore un nœud en B : les nœuds observés ainsi doivent paraître se succéder le long du fil à des distances égales à la demi-longueur d'onde correspondant à la période T du mouvement vibratoire propre au résonateur et non à celle propre à la période de Texcitateur.

Nous venons de raisonner dans le cas d'un seul fil de propagation. Mais rien n'est modifié quand ily a deux fils: <Jes extrémités de ceux-ci du côté de l'excitateur partent en effet, simultanément, deux ondes inverses (c'est-à-dire, deux ondes qui sont telles qu'à chaque instant les intensités du courant sont les mêmes en valeur absolue, mais de sens contraire); celles-ci, en passant au même moment près du résonateur, ont des actions concordantes pour y produire une impulsion électrique.

Une disposition employée par M. Blondiot, et très souvent employée depuis, consiste à placer un pont, formé par un fil de cuivre, sur les deux fils de propagation perpendiculairement à leur direction, au delà de l'endroit où se trouve le résonateur. Les de u^ points des fils communiquant ainsi par le pont sont amenés cooslamment au même potentiel; les deux ondes inverses arrivait simultanément an pont se rencontrent et le traversent en sens cotï" traire pour se propager ensuite dans l'autre fil suivant le sens rétrograde. On obtient donc le même résultat ainsi que si, à l'endrai' où est placé le pont, les fils étaient coupés et fixés chacun à uVf^ large et épaisse plaque métallique, pourvu, bien entendu, que I^ longueur du pont soit négligeable vis-à-vis de la longueur d'ondt' (Hudiée. Si on laisse immobile le résonateur et qu'on vienne à déplacer le pont, on obtient les mêmes effets qu'en déplaçant Ir résonateur le long des fils de la même quantité. Les considérations précédentes s'appliquent donc à ce cas. C'est ainsi que deux positions consécutives du pont qui amènent l'extinction des étincelles au micromètre du résonateur sont séparées par une demi-longueur d'onde correspondant à la période propre du résonateur, si les oscillations de l'excitateur sont très rapidement amorties.

oscrtuTicms ÉLKcTRiorea. 1fi3

L l'appui de la manière de voir de MM. Poîncaré ei Bjerknes, D(^coml)ea montré que si l'on se sert, conlrairemenliiCR f|ii'onl dM. Sarasin et de la Rive, d'en excitateur roiirni«sanl des s faiblement amorties et d'un résonuleur dont le mouvcmenl lllsloiie propre est forlemenl amorti, la position des nœuds et nlres ne dépend pins du résonateur employé, maïs seulent de l'excitateur.

riz el Iteaiiconp d'expérimentateurs se sont trouvés placés

i des cas intermédiaires entre les cas extrêmes que nous

ions d'indiquer : l'onde directe éluit superposée à l'onde réllé-

ir une longueur assez grande pour pouvoir donncrnaissancr

1 véritable système lixe de nœuds el de ventres, et les oscilla-

s propres du résonateur n'étaient pas rapidement amorties.

e cas, les phénomènes observés prennent à là fois une grande

teté et une grande intensité si la période ])roprc an résonateur

même que la période propre â l'excilatetir. En vertu, en

., du théorème général sur la résunance, c'est dans ces condi-

bsd'égalité de période que le mouvementétecirique oscillatoire

btiîcrt la plus grande amplitude et fournit les étincelles les plu»

llles an micromètre du résonateurcn dehors des nœuds. Aussi,

fçtz choisissait-il ses appareils destinés à révéler la position des

^ndsde façoo qu'ils produisent l'effet de netteté maximum pour

cilaleur donm'-. ce qui avait lien lorsqu'il était eu résonance

C lui, d'où le nom de ri^sonateur justement donné aux appa-

I Indicateurs employés par tlerlz, et qui s'est étendu depuis,

8 souvent à tort, à tous les appareils indicateurs.

Uesure de la vitesse de propagation d'une onde électriqae

01 conducteur. — On doit ii M. Blondiut dciu mesures

• dilTcrcnlrs de la vitesse de propagation d'une onde électrique

un (il conducteur, l'une directe, l'autre indirecte. ISous com-

ncerODS par celte dernière, cpiî se rattache intimement à ce qui

Sède.

I«n« cette méthode, M. Blondiot a adopté la disposition à deux làrallèles et se trouvait placé dans les conditions où, l'oscillae l'excitateur était assez amortie pour que ce fât l'oscUlap propre du résonateur qui commandât la position des nœuds |es ventres. La vitesse de propagation de l'onde était alors

donnée par la relation a = VT, où A élaîl la longueur d'onde mesurée et T la période de roscillalion propre du résonateur calculée comme nous allons le voir.

Pour que le calcul fiil possible, le résonateur avait une forme rectangulaire \FEDCB (Jig. i5i), et ses extrémités A et Babonlis-

Fig. i5i.

saientaux deux piatcuix d'un condensateur placé vers le milieu d u" des grands côtes du rectangle. Les deux parties e/du microraèli* à étincelles étaient portées chacune par un de ces plateaux. De celte façon la capacité du fîl du résonateur pouvait être négllg^*^ vis-à-vis (le celle du condensateur; la formule de Lord Relvm

T = 2 TTy CL pouvait donc donner exactement la durée de la période T propre au résonateur d'après la connaissance du coefficient de self-induclion L du fil cjui le constituait et de la capacité t du condensateur. Celle-ci était mesurée parla méthode habituelle {voir Chap. VI, n° 38). Quant au coefficient de self-induction, il était calculé en se servant de la formule suivante donnée par M. H. I^oincaré :

L'^^/^Loc^y-a],

cjui donne le coefficient de self-induction L' d'un fil rectiligne de longueur / et de diamètre rf, et où a est un nombre égal à 0,70 si le courant occupe uniformément toute la section du fil, et à i si le courant ne passe qu'à la surface de celui-ci, comme cela a lieu

OSCILUTIONB ÉLECTIlUi: ES.

> nscilliiLiniis rapides {voir la Noti^ C à la

tin du

!bne). Celte reUtloa était applicju^e iiii\ quatre cAtés du

langle; on lenait curnplc, en oulrc, de l'induction mutueik

[ cfll^s parallèles, celle de deux cùlûs rei^taa^ulaires étant

, pour avoir le coerflcieiit de s*;lf-ii)diictioii L de loul le rcc-

I résonateur étHil placé à poste fiie de l'u^oii que son plan

cidât avec le plan des fils de propagulion, It-s Ioiirs cùlés du

t^nglc «^tanl respectivement placés très prés de chacun de ces

Il [tODl en cuivre p était mis à une distance variable ù volonté

ixtrémilés M' et N' des fils au delà de lu partie où se trouvait

bonateur fixe (Jîg- i5a). En faisant varier la position du

Ifx-t, on trouvait deux ou plusieurs posiiions c^u: amenaient

Bs&alion des étincelles au m! cru m être. Deux de ces positions

lécntives sont distantes de ~. comme nuns l'avons vu plus

!(«" 6). C'est ainsi qu'était mesuré /..

r ces expériences, ell'ectuêes en 1891, M. Itloixllol u trouvé

r la propagation des ondes électromagnétiques dans les fils

Idnvteurs la vitesse a,;itj >; 10'", comme moyenne de déter

plions concordantes, où il a fait varier les constantes du résn-

pnr conséquent, la période propre des oscillations

, Ce nombre ne diffère que d'une quantité très faible et

rant dans les erreurs des expériences du nombre 3,ou j>c: lu'",

mnc des meilleures déterminations du rapport entre les

d'électricité prises comme unité éleclrouiagnctique

tnnie unité électrostatique (voir Cbap. VI, n" 49). Ainsi se

I confirmée l'exactitude d'une relation trouvée théorique-

, d'abord par Kirclilinll' en i8J- {voir la Note U ^ lu lin du

1 doit aussi à M. Blondiot une autre série d'expériences, ■aées en i8()u, dans lesquelles il a immergé le résonateur { cnlier, y compris le condensateur, ainsi que la portion utile des (ils de transmission dans un liquide isolant (essence de térébenthine, bulle de ricin). Avec le même résonateur, il a trouvé ■Ùisi la même valeur pour la longueur d'onde que dans le cas où lout est baigné par l'air. Celte expérience montre que la vitesse de ipagalion de l'onde électrique est inversement proportionnelle ù

CHAPITEK V.

la racine carrée de la conslanle diélectrique A* du milieu qui entoi les fils, conformémeDl à la théorie ( voir Noie B). Remarquons^ eflel, que la capacité du condensateur est multipliée par la cr

Fig. IÔ2.

stanlc diélectrique A' du liquide quand le condensateur conli( au lieu d'air, cette substance entre ses armatures; en vertu d

relation de lord Kelvin T = ^ t: y/ CL, la période T des vibrai

du résonateur est multipliée par y^A*; on a donc, en appelao

et T2 les périodes dans le cas de Tair et de l'huile : T2 = T| v^' en appelant V, et V2 les vitesses de propagation dans ces

!li:aUTIONS KLBCTKIQl'KS

= V/r:i. Or, puisqii V-t Tj, ou ~ = =: =

nence donai'

liudc directe employée par M. BlondIoL en iSq3, puuturer la vitesse de propagation d'une undc élecli'i[]ue duiis un conducteur, consistait essentiellement l'i faire éclater entre leb (mes pointes deux décharges se produisant simultanément, mais t ta premi<>re u'avaît à accomplir qu'nu trajet iiégligeable t.'VSint d'arriver aux pointes, tandis <^ue la seconde avait à faire un trajet sur des lïls télégraphiques. Le temps qui s'écoulail ^ntre les deux étincelles aux pointes était mesuré et représentai! temps employé par l'onde électrique à parcourir le fil télégralliique. Connaissant la longueur de celui-ci on avait les deux élénls nécessaires à la juesure directe de la vitesse de propalalîiin.

Voici comment était disposée l'expérience. Deux bouteilles de Leyde identi<jues avaient cliiicnne leur nature intérieure en communication avec l'nn des piMes d'une iwbine deRulimkorlTet avec l'une des boules de décharge h fj' Hfig- li3). Chacune des armatures extérieures était divisée en ■deux anneaux a et u, ou a' et a\. Les anneaux supérieurs a et a' communiquaient chacun directement avec l'une des poiotes/j elp' ' «nire lesquelles devaient éclater les étincelles; les anneaux inférieurs ne communiquaient avec celles-ci que par l'intermédiaire (le longueurs égales (10:^9'") de (ils lélégruphiques en cuivre, de haute conductibilité. Enfin, deux cordes mouillées, tris médiocre^ conductrices de l'électricité, réunissaient. Tune les deux anneaux supérieurs net a', l'autre les deux anneuux inférieurs», et a',, pour permettre la charge lente en cascade des deu^ bouteilles. Au moment où la dill'érence de potentiel des armatures intérieures des deux bouteilles atteignait la valeur nécessaire, une décharge se produisait entre les deux boules b el 0'; en même temps, les armatures extérieures se déchargeaient par les pointes, les cordes

(') Ko iiDmerBcantJeci>D<I«nstitcurieuldatii le liquide, les Tils restiut ent( u d'kU'f '■ longueur d'onde meturée ^latl beaucoup plus grande, cuoformémi Il pouvait prévoir, puisque T au;mentaii ci nar V raslalt le m6me.

mouillées étant de trop mauvais conducteurs pour livrer brusq ment passage à la décharge. On olttenait ainsi, successiveme

deux étincelles entre p et // : la première correspoodait ) décharge des anneaux ïiipérieurs, )a seconde à la déch>rge< anneanx inférieurs ; les ondes électriques étant parties ea rat

Kl.eCTHrQUB!!.

jlnnraiiii iiiféricu

ries d'à

s parce

celles qui correspondaient irir en plus i o-it)"' de ù\ de 3 pour arriver iiii\ pointes.

\ Afin de mesurer le temps extrêmement court quî s'ccoulaît > deux étincellefi, M. Blundlot u emploj'é lu iiiétliode du ■iroir tournant uvcc une vitessn connue : on ptioto^raphiail les gages des deux étincelles successives données par le miroir lournl. De ia distance des deus images mesurées sur la plyque pliotbgrapliiqiie, et des dislances des divers organes qui concouraient > production de ces images, on déduisait aisément Tungle a dont e miroir avuil tourné pendant le temps 1 qui s'écoulait entre ces laui étincelles, c'est-à-dire pendant le temps employé par l'oude Lparcourir 1029'" de lil de cuivre. La vitesse de roliitiondu miroir lant mesurée par la liuuleur du sou d'axe, de la valeur de a. on

lO.

Dulis une seconde série d'expériences, M. Blondiol a employé

I longueur de i8ai",4 pour chacun des deux fils de li^'oe au

flieu de lo:^;)'". Les résultats ont clé les mêmes, aux erreurs d'ex-

riences prés (3,96 X 10" et 2,98 X 10'"); ce qui montre que

h vitesse de propagation est constante.

Celte ingénieuse niétliode a donné â M. Bloudiot la même valeur

IBensiblcment que la niélhode indirecte dans le cas où l'air entoure

f l«S fils de propagation. Elle a la supériorité de n'exiger l'applica-

L<lioa d'aucune formule théorique; mais sou accord avec la méthode

indirecte est une précieuse coufirmation de resaclilude des rela-

ions sur lesquelles s'appuie celle-ci,

8. Égalité de la Titesse de propagation des ondes électromagnétiques dauB l'air et le long des fils conducteurs. — En poursuivant les expérii'iices dunl nous avons parlé plus haut, M.M. Surasin et tie la Kive ont trouvé, en iSijo, le fait capital suivant : pour uu

même résonateur, la dis

e des nœuds est la 1

I qu on

opère sans fil couducteur (u" 3), soit qu'on opère le long d'un fil parcouru par l'onde (n' o). Il faut eu conclure que la vitesse de propagation d'une oude électromagnétique dans un milieu indéfini est la même que la vitesse de l'onde le long d'un fil conducteur haigué par ce même milieu, jEti ritpprochant le résultat de la théorie de Maxwell (Note A à

la fin du Volume) sur la propagation d'une onde dans un milieu indéfini de la tliéorie de Kirchhofl' (Noie 6) sur la propagalioD d^une onde dans un fil 1res conducteur, ce résultat aurait pu élre prévu puisque dans l'un et l'autre cas ces théories conduisenlà

la même expression de la vitesse de propagation (' = --,où«

représente le rapport de la quantité d'électricité prise pour iiuilc dans le système électromagnétique à celle prise comme iinilé dans le système électrostatique, et k le pouvoir inducteur s|»écifique du milieu. Nous avons vu plus haut (n° 7) comment les remarquables expériences de M. Blondfot avaient confirmé cette relation.

Ajoutons que la vitesse de propagation des ondes éleclromignétiques dans Tair, déduite de la formule ci-dessus, ne diflîre de la vitesse de la lumière dans l'air que de quantités très faibles rentrant tout à fait dans les erreurs des expériences; car, pour Tair, on a sensiblement /r=i, d'où v=u] or, comme nous l'avons déjà dit, la mesure du rapport u a montré qu'il était é|;^l, ;iux erreurs d'expérience près, à la vitesse de la lumière. C'est ('.ette coïncidence qui a inspiré à Maxwell sa célèbre théorie élec- Iromagnétique de la lumière (Note A).

9. Propriétés du tube à limaille de M. Branly. — Principe delà Télégraphie sans fil. — M. Branly, professeur à Paris, a découvert, en 1890, un indicateur d'ondes électriques d'une sensibilil« merveilleuse. H tire une importance exceptionnelle du fait qu'ils permis la réalisation de la télégraphie sans fil.

O.t indicateur consiste en un tube d'une substance isolante contenant un j^eu d'une limaille métallique placée entre dcui pelits cylindres de métal entrant/) frottement dans le tube; l'épaisseur de la limaille interposée entre les deux cylindres doit élit (Tenviron i"'"', ou même moins. Si l'on place dans un circuit ce petit appareil, chacun des deux fils conducteurs aboutissant à Pun des deux cylindres, on constate qu'il a, en général, une grande résistance électrique, plusieurs milliers d'ohms. Mais si Ton vient à faire éclater, à une certaine distance, une étincelle électrique, aussitôt sa résistance tombe a quelques ohms seulement. Un léger choc sur le tube lui restitue sa résistance primitive. Dès lor», si

OSCILLATIONS ÉLECTBIQCKB. V<

ptscv \i: iuLe ù liiniiille dans le circuit d'un galvanomètre de a"c seitsiijililé et d'une pile de faible force «^IccCroinoirJce, i, par exemple, le galvanOmèLre dévie à peine; mais, si l'on Faire éclaler. â distance, une «^■lincelle t'iecirique, aussitAt

nie est forleinent dèvii^e; en doi

Lun p.

lelit clioc sur le

a ramt-ne l'aiguille û sa prouiiâre position, et l'uppareil est ar dccetcr une nouvelle onde électrique. [ lieu de limaille libre, on peut agglutiner la limaille en Irporant dans du collodiun, île la paraffine, dit soufre; le ré- I est sensiblement le même. On peut aussi mettre, au lieu de fie, de petites billes d'acier, ou de petits objets métalliques , près quelconques, se touchant lëgëremenl, et l'efl'et est : le m*tne.

raniy a donné le nom de radio-condticfeiirs à ces appa-

I toutes les explications données de ce curieux phénomène,

iàivante, proposée par M. Lodge, parait de beaucoup la plus liblc. Le radio-conducteur agirait à la façon d'un résonateur

0ertz : au moment où il est frappé par l'onde électromagoé- ) produite par l'étincelle, il se produirait dans le radiocon-

^ur une oscillation électrique qui déterminerait des étincelles [Oscopiqucs entre les petits corps conducteurs, non rigoureu- 1 contact, mais séparés d'abord par une mince couche B substance médiocrement conductrice (oxyde, sulfure, corps L etc.). Celles-ci, cd perçant la substance interposée, laisseil une traittée métallique entre les conducteurs, qui diminuerait

pdérablemeni la résistance; ces légers ponts conducteurs étant uiis par le choc, le résistance primitive se trouverait rétablie, vant vient confirmer cette explication : c'est avec les I de métaux légèremcni sulfurés ou oxydés â leur surface D obtient les radio-conducteurs les plus sensibles; au contraire,

I qui sout formés avec des grains de métaux inoxydables a l'air pifttine) et aussi propres que possible à leur surface ne donnent r^dio-conducteurs très peu sensibles. La sensibilité dé- I aassi du degré de pression entre les grains, qui ne doit être

s-, -n Angleterre, qui a beaucoup éludic les tuLei à liiiiaillui Je

inif. te« détigne sous le nom de cohéreur.

L Lad^t,

37*2 GHAPITBB V.

ni trop grand, ni trop faible, ce qui est bien d^accord avec l'eiffication de M. Lodge.

M. Tommasinaa reconnu que de la poudre de charbon (cliuki des microphones) placée entre deux morceaux de charboocot slitue un radio-conducteur très sensible, qui cesse de lui-mte d'être conducteur dès que Tonde électrique a cessé, sansqu^ilsoii nécessaire de faire agir un choc. II le désigne, d'après celi, so« I le nom (Tauto-décohéreur. Dans ce cas, il faut admettre qoliie se forme aucune soudure des grains de charbon au moment « éclatent les petites étincelles admises par M. Lodge; comme Is gaz traversés par une étincelle deviennent conducteurs, on conçoit très bien encore la conductibilité relativement grande de ces radioconducteurs au moment où ils sont frappés par Tonde.

La découverte de M. Branly a été utilisée, dès 1893, par M. Popoff, en Russie, pour déceler les orages lointains : des décharges électriques se produisant à des distances trop grandes pour que Téclair fût visible étaient décelées par Tapparcil. L'a dispositif ingénieux, assez semblable à celui décrit plus loto, fermettait Tinscription de l'effet des ondes. Ce physicien eut ensuite ridée de faire servir le radio-conducteur à la transmission df> signaux : en produisant une étincelle électrique puissante, Tappireil conlenaul le radio-conducteur Taccusait à plusieurs kilomèlK> de dislance. C'était le principe de la télégraphie sans fil.

Le plijsicien italien M. Marconi, vers 1 89 j et depuis, a consi- (lcral)lemcnt contribué à rendre pratique la transmission designaux par ondes électriques traversant l'espace sans fîl conduleur el décelées par Tappareil de Branly, au point qu'on l'a souvent considère comme l'inventeur de la télégraphie sans fil. Plusieurs inventeurs ont, depuis, perfectionné le mode de inmniission, parmi lesquels on doit citer, en France, M. Ducrelet el surtout M. Tissol.

Voici, sommairement décrite, la disposition des appareils :

Le poslc transmetteur est pourvu d'un excitateur analog:ue j celui do Herlz, el qu'on prend souvent sous la forme imai^inée pjr M. Ri'^lii (voir n'' A); l'une des branches a (Jiff. i54) de cet excitateur communique avec le sol, l'autre b avec un long fil mêtillique, terminé ù sa partie supérieure par une plaque métallique

fer.'

9 qu*on nomme antenne. Celle-ci est supportée par une cordc- Wtte enduite de paraffine, fixée à des supports isolants en ébonile, ^pii l'écarté de la vergue et du mât qui soutient le tout. A l'aide d'an commutateur assez semblable à la clef de Morse, on ferme OU ouvre le circuit primaire de la bobine d'induction pourvue de •on trembleur. Tant que le commutateur ferme le circuit, il 4clate des étincelles à l'excitateur et les ondes électromagnétiques l|ai 60 résultent traversent l'espace pour aller agir sur le poste fécepleur.

Fig. 154.

Fig. i55.

La partie essentielle de celui-ci est un tube à limaille de Branlj d'une sensibilué convenable, frappé constamment par un petit marteau, pour que les chocs lui fassent perdre sa conductibilité dès que les ondes électriques cessent d*agir. Ce tube T (fig. i55) communique par une de ses extrémités avec le sol et par l'autre avec une antenne identique à celle dû poste transmetteur; en outre, le tube fait partie d'un second circuit contenant une pile P de faible force électromotrice et un relais R, semblable en principe à ceux emploj^és dans la télégraphie ordinaire, mais plus sensible. Toutes les fois que le tube à limaille est rendu conducteur, le faible courant qui parcourt le circuit du tube et du relais fait fonctionner celui-ci, qui lance dans un troisième

circuit un courant plus intense. Ce troisième circuit contient le récepteur E d'un télégraphe Morse et la pile Q qui est nécessaire pour l'actionner.

On comprend aisément dès lors le fonctionnement de l'appareil. Tant qu'au poste transmetteur la clef de Morse ferme le circuit du primaire de la bobine, des étincelles éclatent à Texcitateur; le mouvement électrique oscillatoire qui en rësulleapoor siège toute l'antenne et donne des ondes électriques à travers l'espace d'autant plus intenses, toutes choses égales d'ailleurs, qoe l'antenne est plus longue. Celles-ci, en arrivant au poste récepteur, déterminent des oscillations électriques dans le conducteur formé par l'antenne, le tube à limaille et le fil qui le fait communiquer avec le sol, ce conducteur jouant le rôle du résonateur de Herli. Ces oscillations rendent le tube conducteur tant qu'elles durent, c'est-à-dire pendant un temps égal à celui où le circuit du primaire de la bobine est maintenu fermé par la clef de Morse du transmetteur. Or, pendant toute la durée où le tube àlimailleest conducteur^ un courant passe dans le relais R et, par conséquent, un courant passe aussi dansl'électro-aimantEdu récepteur Morse: la palette de fer qui est en face des pôles est attirée et un trait se marque sur la feuille de papier BB qui se déroule, dont la longueur dépend ainsi uniquement du temps pendant lequel, au poste transmetteur, on maintient fermé le primaire de la bobine. En effet, dès que les ondes électriques cessent au récepteur, les chocs que reçoit constamment le tube à limaille lui font reprendre sa grande résistance, le courant cesse dans le circuit de Télectroaimant du Morse et le trait s'interrompt. On peut donc ainsi produire à grande distance des traits longs ou courts sur la feuille de papier, les traits courts correspondant aux points de l'alphabet Morse, et transmettre sans fil une dépêche télégraphique.

Bien entendu, chaque poste est alternativement transmetteur et récepteur. Une disposition très simple, tout à fait analogue à celle employée en télégraphie ordinaire pour envoyer et recevoir alternativement une dépêche par un même fil, permet de se ser\ir de la môme antenne pour transmettre et recevoir.

Tels sont, très sommairement décrits, les dispositifs employés pour la télégraphie sans fil.

Il n'est pas besoin d'insister sur les immenses avantages de ce

OSCILLATIONS ELECTRIQUES. 375

mode de transmission, qui économise la pose d\in (il el perniel des communications dans toutes les directions. Mais on en voit immédiatement un inconvénient : tous les postes qui se Irouveni dans le rajon d'action d'un poste transmetteur recevront la d«'péclie; le secret des communications ne peut élre gardé.

On a essajé de remédiera cet inconvénient par la synchronisa îion, c'est-a-dire en accordant le circuit récepteur sur le circuit transmetteur de façon (|u'ils aient même période de vibration propre. Dans ces conditions, le théorème général de la résonancii indique que les oscillations dans le récepteur seront beaucoup plus intenses que si les deux circuits ne sont pas accordés : à une distance où les récepteurs non accordés ne fonctionnent pas, un récepteur accordé sur le transmetteur pourra enregistrer la dépêche. L'expérience paraît avoir montré à M. Marconi qu'il en était bien ainsi; mais on n'a pas pu obtenir encore que les postes situés à quelques kilomètres seulement du transmetteur et non accordé^^ sur lui n'enregistrent pas la dépèche. La synchronisation jusqu'ici n'a donc résolu que très imparfaitement le problème du secret des communications.

Aujourd'hui, on parait avoir obtenu des communications pai* télégraphe sans Fil jusqu'à r56'"" de distance entre les postes (*).

(') Pour plus de détail sur la télégraphie sans fil, voir les Ouvrages spéciaux; en particulier, A. TunPAix, Les applicationt pratiques des ondes électriques. C. Naud, cdilpur.

MESURES ÉLECTROMAGNÉTIQUES.

Nous nous bornerons dans ce Cours à exposer les méthodes de mesure des principales grandeurs concernant le magnétisme et l'électromagnétisme. Pour chacune des grandeurs, nous n'indiquerons, le plus habituellement, qu'une seule méthode, celle qui paraît la meilleure. Pourtant, comme il arrive souvent qu'une méthode, très bonne quand la grandeur a une valeur comprise entre certaines limites, devient médiocre ou mauvaise quand la grandeur est comprise en dehors de ces limites, nous serons parfois obligé d'indiquer les méthodes les plus convenables pour les valeurs faibles ou les valeurs fortes d'une grandeur de même espèce. C'est ainsi que la méthode du pont de Wheatstonc, excellente pour la mesure relative des résistances les plus usuelles, ne convient plus pour la mesure des résistances très petites ou très grandes.

Nous ne ferons guère aussi qu'indiquer le principe des méthodes, donner une courte description des appareils qu'elles nécessitent, et en faire une critique sommaire; nous n'entrerons pas dans les détails du manuel opératoire, ni de toutes les précautions dont il faut s'entourer pour faire la mesure le plus exactement possible. Nous renverrons pour cela aux Traités de manipulations ou aux Ouvrages spéciaux. Nous ne donnerons avec quelque^ détails que les méthodes encore peu répandues et que nou> croyons très bonnes.

Les mesures relatives, c'est-à-dire les déterminations du rapport de deux grandeurs de même nature, sont presque toujours plus simples que les mesures en valeur absolue de la grandeur. En outre, le plus souvent, la mesure absolue nécessite des mesures

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relatives. Aussi, presque toujours, décrirons-nous la mesure relative d'une grandeur avant de parler de sa mesure absolue. A la suite des méthodes nous ajouterons les résultats des mesures quand il y aura lieu.