SIXIEME PARTIE

ËTVDE DE U TRANSPARENCE HÉTAUIQUE POtFR LES RADU- TIONS DE L'ORDRE DTI MÈTRE : ESSAI DE DËTERHIHATIOH DES INDICES DE RÉFRACTION ET D'ABSORPTION CHEZ QDEL- QDES MÉTAUX.

A. — Nous avons élé amenés dans l'étude des pouvoirs indiirteurs apparents de diélectriques plus ou moins ab8ori>ants, à constater le fait expérimental suivant. Imaginons un milieu ronstitiiê pat* deux diélectriques superposés, non miscibles et séparés par «ne feuille métallique.

Disposons-les entre les plateaux d'un condensateur. Nous avons intercalé la capacité ainsi constituée dans la portion terminale d'un circuit de Lécher, Ce dispositif a l'avantage de soumettre le milieu complexe à un mode oscillatoire régulier, de période connue et indépendante de celte capacité. Nous avons toujours comme précédemment employé deux circuits comprenant, l'un le condensateur étalon, l'autre le condensateur d'expérience. L'égalité des deux capacités nous était décelée par l'illumination d'un tube à vide, comme il a été dit plus haut. Supposons aussi les diélectriques choisis de telle sorte que leurs pouvoirs inducteurs ne varient que très peu avec la longueur d'onde.

Dans une première expérience nous avons interposé entre les diélectriques une feuille d'aluminium de i/a millimètre d'épaisseur. La rapacité n'a pas été trouvée se modifier sensiblement avec la longueur d'onde. En remplaçant cette première feuille par une deuxième

de-rrr: de millimètre, nous avons au contraire observé

ioO des variations de capacité très nettes.

Une question d'ordre général prend ici un intérêt tout particulier. Une capacité géométriquement fixe restc-t-elle la même, pour une charge statique ou pour une charge oscillatoire ?{i). Nous supposons que le condensateur contienne entre ses plateaux un diélectrique tel <|uc l'air » pouvoir inducteur constant. Par suite de la tendance de la charge à gagner les bords du condensateur, dans le second casexiste-t-il une sensible différence avec le premier dans la distribution des lignes de force entre plateaux ? On démontre que la capacité n'est notablement altérée dans le cas des oscillations que quand le terme I -H- 1 ^ possède une valeur non négligeable devant l'unité, p étant le rayon du condensateur, X la longueur d'onde en centimètres dans l'air (3). La valeur de ce terme n'est en moyenne dans notre cas que le 0,003 de l'unité. C'est une erreur certainement inférieure à celle que nons devons nous attendre àren-

(:) Il nous Fïul signaler, ce travail êlant achevé déjà, les expériences d'IIanauer sur la capacitv d'un condensalcur soumis i une dilTérance da polontiel oscilUloiro. W. A., septembre i6i)8.

(3) PoiMCÂRi. Oscill. ElocL, p. 53. — Dhude. Phjsik des A.olheTs, p. 459-

- 9» — conirer dans nos expériences. Nous admettrons donc que si le pouvoir inducteur est fixe pour les diverses longueurs d'onde, la capacité ne doit pas varier et inversement. Si la capacité reste gêoméiriquement fixe, sa valeur efTective sera toujours proportionnelle à la capacité inductive du milieu.

Ce mode de variation des capacités due à l'interposition d'une lame très mince entre deux diélectriques nous a semblé pouvoir donner au moins une idée des phénomènes de transparence dont les métaux doivent êtn; le siège, sous des épaisseurs très faibles. Toute théorie, soit fondée directement sur les principes électromagnétiques de Maxwell, soit tirée des conclusions d'Helfnholtz, met en jeu des hypothèses nombreuses. A ces difficultés s'en ajoutent d'autres provenant des phénomènes de dispersion que peuvent présenter les métaux. On ne sait rien sur les ordres de grandeur des vibrations propres possibles de ces corps (t). Les valeurs obtenues pour les pouvoirs inducteurs des métaux, en appliquant des formules purement théoriques, sont souvent injustifiables 2\ Un seul fait semble acquis, c'est que la perturbation peut pénétrer à une certaine profondeur au sein du métal et que l'extinction de la vibration n'est pas du tout totale sur une épaisseur de-r-j—de millimètre. Ce qui cause dans cet ordre d'idées la plus grande incertitude estl'ignorance

(i) Dbudi, PtijtilL dia Aethora, p. S63 et 5-,5. (i) PoiNCjkHi. Oscillât. Elect., p. ij6 et luiv.

OÙ l'on se trouve des variations de résistance et de perméabililé magnétique sous l'action des ondes. On ne possède là-dessus qu'un petit nombre d'expériences difOcilement comparables entre elles.

Hertz a constaté par exemple qu'une feuille d'or de i/ïo de millimètre d'épaisseur sulTisait à arrêter toutes les radiations (par la suppression de l'étincelle d'un résonnatcur enfermé dans un manchon constitué par une telle feuille métallique). Tout récemment M. Branly (i) en employant des radioconducteurs très sensibles, a démontré de même qu'une enveloppe métallique continue de l'épaisseur de tjtt de millimètre, intercepte complètement toutes les vibrations électriques : les appareils témoins n'étaient pas impressionnés à l'intérieur du manchon. Les enveloppes métalliques minces non hermétiques laissent par contre passer les radiations, quelque hypothèse que l'on fasse au fond sur le mode de transmission de la vibration. Il est à craindre du reste que toute expérience directe de détermination d'indice, consistant à envoyer un système de rayons électriques sur une surface métallique, ne soit frappée d'une impuissance de nature, par suite du grand pouvoir réHecteur des métaux. La théorie et la pratique sont d'accord pour le faire sensiblement égal à i. 11 nous a paru préférable d'essayerd'utiliserlesvariations de la capacité précédemment décrite, pour avoir une valeur approchée des pouvoirs inducteurs. Nous déterminerons

(i) Bbiiclt. c. R., p (

ex p«'! ri mentalement l^s indire» de réfrartion et d'ab^orlion du milieu complexe comme nous l'avons fait précédemment pour un milieu homogène. Deux formules simples, qui ne supposent que des faits d'ordre général, nous permettront de calculer les mêmes éléments pour le métal, si on opère avec deux diélectric|uos étudiés préalablement.

Ce que nous avons dit du pouvoir réflecteur des métaux pourrait nous amener à supposer (|ue ta feuille située entre les plateaux n'est pas réellement pénétrée par les ondes, mais qu'elle constitue avec les deux plateaux deux condensateurs en série. Dans ce cas la capacité ne devrait pas varier sensiblement, avec la longueur d'onde. Or nous avons trouvé le contraire, et comme nulle théorie ne peut encore, appuyée sur (les bases solides, rendre compte du phénomène mystérieux que constitue le champ développé à l'intérieur de deux plateaux soumis ii un mode oscillatoire, nous ne penserons soulever non plus de contradiction avec aucun fait expérimental en considérant la feuille mince comme un diélectrique très absorbant, et dont le pouvoir inducteur très grand n'est cependant pas infini. La célèbre expérience d'Arons (i) a montré dans lo cas des courants continus qu'une feuille de métal, dont l'épaisseur esl de l'ordre du micron, disposée dansuue cuve électrolytiquc, ne se comporte pas en réalité uniquement comme une couche conductrice etabsorbante,

(l) L. Alton». Soc. Pft/s. ttprtin Jmi., t. lAXtX, p. ïSi, i8i|3.

yGaogle

— 9» — mais permet la libre circulation des ions à son intérieur, et ne donne que de faibles traces de polarisation.

Indices d'absorption et de réfraction du milieu compleie.

Indice de réfraction. — Soit une série de trois milieux dont les surfaces de séparation sont parallèles au front d'une onde plane incidente. On peut délînir un indice vrai et une vitesse de propagation dans ce milieu. Le temps que met une perturbation à se propager dans l'ensemble du système, abstraction faite de toute perte par absorption, est la somme des temps employés pour traverser (chaque couche partielle. Soient donc E, e^, e\, *•',, les épaisseurs du milieu total, du premierdiélectrique, du métal, du second diélectrique, N, n, n', n', les

indires et ^ — -r -ir les vitesses de propas-ation dans A, n, «1 H , ' ' °

tes milieux correspondants. On peut donc définir l'indice vrai du milieu par les deux formules.

Indice d'Absorption. — On accorde que l'amplitude de la perturbation, pénétrant dans un milieu, se trouve affaiblie dans le rapport e , ;o étant un coefficient d'absorption, relatif au milieu. Si l'on pose

e "''^=6 >; ' n étant l'indice vrai du milieu, X, la longueur d'onde

-9«dans l'air, x csl alors dit l'Indice d'absorption du milieu délini comme précédemment. L'amplitude d'une vibration, par son passage au sein du diélectrique, sur une épaisseur égale à une longueur d'onde (évaluée dans ce diélectrique — et non dans l'air Xj) est affaiblie dans le rapport e -r". Si l'on considère donc les trois milieux précédents, par le passage de l'onde à travers leur ensemble, l'amplitude doit être affaiblie dans le rapport e^{n,%,e, -\- n'in'ic', + n'^t^'i).

Nous pouvons par suite définir un indice d'absorption du milieu total en posant

NXE = («,»,., + n'/,.', + »VV,) (2)

N ayant la valeur déduite de la formule (i).

Imaginons que nous déterminions deux fonctions expérimentales de la période, (ou de la longueur d'onde dans l'air) qui représente les valeurs de N et de X. De ces deux équationsnous déduisons n\ et/, relatifs à la feuille métallique si tous les autres éléments sont connus.

On aura donc :