‹ Cours superieur de manipulations de physique, preparatoire aux certificats d'etudes superieures et a la licenceChapitre 116 sur 168 · LV* M. — LOIS DES ANNEAUX COLORÉS DE NEWTON · texte numérisé non relu

LV* M. — LOIS DES ANNEAUX COLORÉS DE NEWTON

nateurn'a pas indiqué la source de lumière employée pour éclairer la lentille.

De la Provostaye el Desains se servaient d'une lampe à alcool salé à double courant, sans cheminée de verre : les rayons étaient transmis et diffusés à travers une feuille de papier huilé ou un verre dépoli dressé verticalement devant

la lampe. On obtient une flamme très pure en remplaçant l'alcool par un mélange de quatre parties d'esprit de bois et d'une partie d'alcool absolu.

L'éolipyle Laurent donne une lumière jaune plus intense : c'est un excellent appareil, assez peu employé aujourd'hui, qui mérite néanmoins une description spéciale. Il se compose essentiellement d'une lampe L i^fig. 99), d'une chaudière H en cuivre rouge et de deux brûleurs T surmontés d'une cheminée : le sel est introduit dans la flamme à l'aide des cuil-

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lers G en plaline. E est une soupape de sûreté dont on voit les détails sur Ja droite du dessin.

L'éoiipj'le peut être chargé d'alcool ou d'esprit de bois : on enlève la soupape pour verser le liquide. Il est prudent de s'assurer que cette soupape n'est pas collée sur son siège et que l'orifice V par lequel s'écoule la vapeur d*alcool est libre : on le débouchera au besoin à l'aide d'une aiguille fine en dévissant le tube T; ces précautions ne sont pas inutiles. On n'enflamme la vapeur qu'au moment où se fait entendre un léger crépitement produit par la sortie dti jet, trois ^o quatre minutes après avoir allumé la lampe L. S'il est trop tôt, la flamme descend dans les tubes T : il suffit alors, pour éteindre, de fermer les trous d'air en tournant la virole I. Lorsque la pression est suffisante, les flammes brûlent avec un petit cône intérieur violet : en niîirche régulière, on entend un bruit saccadé, assez rapproché et très régulier, qui yl^moigne d'un bon fonctionnement et sert de contrôle.

Un appareil à gaz est souvent préférable aux appareils précédents, à condition toutefois que le bec brûle tranquillement et qu'on dispose d'une pression suffisante d'au moins 3o"*" d'eau : on emploie alors un brûleur de Bunsen dont on rendra d'abord la flamme parfaitement incolore. Un fil de platine ou une petite corbeille permet d'introduire une perle de chlorure de sodium, ou mieux encore Je bromure, dans le bord de la flamme du côté de l'observateur.

On fait les perles en mouillant un peu l'extrémité recourbée du fil de platine et en le trempant dans le sel qu'on fond ensuite à la flamme. On répétera plusieurs fois cette opération, de manière à obtenir une perle de belle grosseur : elle servira longtemps, à condition de la retirer de la flamme dès qu'on aura fini l'observation et de la conserver dans une boîte sèche.

M. Laurent construit aussi un excellent brûleur à gaz, qui peut fonctionner avec la pression la plus faible : une virole permet de régler l'admission de l'air proportionnellement à la tension du gaz d'éclairage. Une corbeille de platine reçoit le chlorure de sodium préalablement fondu en plaques ou en grains (*). Pour obtenir le maximum d'effet il faut toujours

(' ) On vend dans le commerce du sel fondu en plaques que Ton casse en petits morceaux : il doit ôtre conservé dans un lieu bien sec.

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que la cuiller soit, non pas au milieu de la flamme, mais bien sur le côlé, dans la partie violacée. On évitera avec soin que le sel en fondant ne vienne à tomber sur Torifice du gaz et l'obstruer.

Terquem avait réalisé un bon brûleur à gaz en cloisonnant Torifice de sortie du gaz et en plaçant au centre du tube une petite plaque pour former un jet annulaire (*).

Manuel opératoire.

1° Le théodolite est d*abord solidement installé : son axe doit être vertical et le plan du limbe perpendiculaire à Taxe de la machine. On le laisse ûxe pendant toute la durée des expériences ; lorsqu'on veut changer rinclinaison, on déplace la machine à diviser en la transportant parallèlement à ellemême.

2° La surface supérieure des verres, entre lesquels se développent les anneaux, doit être horizontale. Le plan inférieur est d'abord réglé par les vis calantes de son support; puis on y superpose la lentille en la frottant légèrement sur le plan, et Ton s'assure qu'en faisant tourner le système des deux verres le diamètre d'un anneau particulièrement visé n'éprouve aucune variation. L'exacte horizontalité de la face supérieure est dès lors assurée.

Un centre noir apparaît alors au milieu des anneaux; une certaine friction est nécessaire pour réaliser cette condition, mais il ne faut point qu'elle soit trop forte, sinon on pourrait déformer les surfaces en contact.

3«» On mesure les diamètres sous une incidence voisine de la normale en amenant sous le fil les parties les plus sombres de chaque bande obscure. La tache centrale compte comme premier anneau. Il est essentiel de tourner toujours la manivelle de la machine à diviser dans le même sens, pour éviter les erreurs dues au temps perdu de la vis. On supprime l'incertitude de visée qui résulte de la largeur des premiers anneaux en n'observant que des anneaux assez éloignés du centre.

(») Journal de PhjsiquCy t. X, p. 119; 1881.

Il y a avantage à éclairer le réticule en pratiquant une petite ouverture dans l'oculaire en face des fils : la lumière d'une bougie assez éloignée suffit pour les rendre apparents.

4° On fait varier l'inclinaison de la lunette pour vérifier la loi des sécantes.

Dans les cas de grandes inclinaisons, les anneaux sont noyés dans une forte proportion de lumière réfléchie à la première surface du verre supérieur. 11 est nécessaire d'arrêter cetie lumière étrangère : on y parvient en plaçant contre les verres une petite bande verticale de papier dont le bord inférieur horizontal limite à volonté la largeur du faisceau lumineux incident.

On peut rendre ainsi complètement sombre une partie plus ou moins grande de la surface des verres et c'est ordinairement quand la ligne de séparation d'ombre et de lumière passe par leur centre que l'on voit apparaître les anneaux.

5«» On place entre la lentille et le plan de verre une goutie d'eau, de manière que la moitié seulement du champ soit recouverte parla lame d'eau; on constate que le troisième anneau sombre dans l'air coïncide avec le quatrième dans l'eau.

Résultats.

Le Tableau suivant, emprunté au remarquable travail que je viens d'analyser, vérifie complètement la loi des diamètres des anneaux :

Inclinaison de la lunette 17"* 3/'

Diamètre de courbure de la lentille. . . 38"

Ordre de l'anneaa. Diamètre obterré. Diamètre ulcalé.

mm nm

Deuxième 9,40 9,56

Troisième i3,4ï i3,49

Quatrième 16, 53 16, 5i

Cinquième i9)i7 iQ^oG

Sixième îHj37 21, 33

Septième 23, 5 1 23,36

Dixième 28,80 28,62

Quarante-troisième 6 1 , 53 6 1 ,82

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Les diamètres théoriques ont été calculés par la formule

d}:= 2(/n — i)DXséc«(*),

dans laquelle m est Tordre de Vanneau obscur considéré en prenant la tache centrale pour le premier, D le diamètre de courbure de la lentille sphérique, 1 la longueur d'onde de la lumière employée et i Tangle d'inclinaison.

Voici les diamètres d'anneaux observés sous des inclinaisons différentes avec une lentille de i3",29 de rayon : les nombres sont relatifs au 4** anneau.

Inclinaison. Dlamètro observé. Diamètre calcule.

0 mm mm

L'expérience ne peut guère être poursuivie au delà de 86° : pour 90°, d'après Newton, les diamètres seraient trois fois et demi plus grands que sous l'incidence normale.

Signalons, avant de finir cette Manipulation, une curieuse expérience due à M. Stefan. Quand on observe l'espace incolore, au delà des derniers anneaux visibles en lumière blanche, et qu'on recouvre la moitié de la pupille avec une lamelle de mica, on voit apparaître un. nouveau système d'anneaux qu'on désigne sous le nom û* anneaux supplémentaires de Stefan. Ils sont produits par le nouveau retard que subissent, au passage du mica, les rayons interférents auxquels l'appareil a déjà communiqué une différence de marche.

D'après M. Bouty on peut encore produire les anneaux, supplémentaires avec la lumière qui a traversé un vase rempli de vapeur d'acide hypoazotique, ou une cuve contenant une solution faible de sulfate de didyme dans l'eau ou de permanganate de potasse dans l'huile d'olives.

( « ) En effet, / = -j^ = 2 ( m — i ) X séc /.

WiTZ. — Man. sup.

LVP MANIPULATION.

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