DESCRIPTION DES APPAREILS

Remarque Burla disposition adoptée. — Tels son lies principes sur lesquels sont fondées la construction de nos appareils et la production d'ondes de longueur variable. Les circuits employés ont toujours été doubles, de telle sorte que les mesures fussent toujours relatives et les capacités comparées à l'équilibre avec une autre capacité à lame d'air, ou munie d'un diélectrique étalon. Les circuits comprenaient suivant les cas soit du fil nu seul, soit du iil nu et du lîl garni d'une armature de plomb, avec isolement au caoutchouc, soit enfin ce dernier genre de fil seul. L'avantage présenté par son emploi est une notable diminution de la self-induction, et une proporlionnalilé certaine de cet élément à ta longueur de fil employée. La capacité est cependant légèrement accrue et on <loil, dans certains cas, tenir compte de ce fait |>ar l'emploi de termes correctifs. On a pu mtfme obtenir des périodes relativement très courtes avec de tels fils, et descendre jusqu'à la longueur d'onde 4o" dans l'air.

Les fils nus employés avaient i""" de diamètre : les deux fils d'un même circuit avaient, soit S", soit 5"

-5, d'écartcment. Il existait de plus entre les fils correspondants de chaque circuit une distance de 35*', suffisante pour supprimer toute action sensible d'un circuit sur l'autre. Les deux circuits étaient dans un même plan et reposaient de loin en loin sur des isolateurs en porcelaine.

Si les circuits ont eu des compositions variables nous avons toujours employé le même type d'excitateur et le même appareil de mesure.

Excitateurs. — Les trois excitateurs employés comprennent tous un système de deux plateaux intérieurs. Un double système de deux plateaux parallèles enferme les précédents : enire ces derniers reliés par un interrupteur éclate l'étincelle. Les fils qui réunissent les plateaux à l'interrupteur sont excessivement courts. Dans l'esprit de la théorie de Cohn et d'Heenvagen, l'oscillation primaire qui s'effectue sur l'excitateur, considéré comme ouvert, avec une self-induction excessivement faible, jouit d'un amortissement considérable. L'oscillation qui se ferme à la fois sur l'excitateur et ie circuit de propagation possède un amortissement beaucoup plus faible. L'application de la théorie de Kircholf conduirait aux mêmes résultats. Nous aurons un système d'oscillations uniques : de plus l'expérience nous a prouvé qu'un tel système excitateur assure aux ondes développées dans les lîls une énergie beaucoup plus grande, toutes choses égales d'ailleurs. Dans un système de Lécher à quatre plateaux, une portion des lignes de force, issues de la face extérieure des plateaux, est perdue pour la production des oscillations dans le secon-

daire. Celte proportion d'énergie inutilisée est en général variable avee l'écartemont des axes des plateaux primaires, avec la distance de ceux-ci aux secondaires, etc. Avec notre disposition, nous aurons une utilisation bien meilleure des lignes de force électrique et l'existence de potentiels élevés comme on peut le constater par la distance explosive d'étincelles.

Les boules de l'excitaleur étaient du reste montées sur vis, dévissées toutes les quatre ou cinq minutes, passées à un papier émeri fin, et frottées légèrement avec un linge luimccté d'alcool.

Notre système permet de même un autre combinaison, outre celle déjà signalée d'un système de propagation double, utilisant une capacité d'expérience et une capacité étalon. On peut relier métatliqucment les deux plateaux récepteurs, encadrant chaque plateau excitateur, et constituer un circuit de Lécher simple, mais utilisant beaucoup mieux une même énergie excitatrice.

Les trois excitateurs sont donc constitués chacun par C plateaux, et possèdent les dimensions suivantes :

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excitateur I. — Il présente une disposition particulière; il comprend un premier système de deux pla-

teaux fixes monlos sur des liges de (ibi-c, puis un deuxième, mobile; les tiges do oe dernier sont réunies par unecliap|>einétalliquequ'entraineuncvismicrom6lrique au pas de 1/2 millimètre, et pourvue d'un tambour divisé

en 5o parties. On apprécie donc aisément îe de

millimètre. A cet excitateur de Leclicr, on peut ad-

PiQ. I. — Appareil Dcceplcur.

joindre une pièce additionnelle, L'n système de serrage particulier permet de fixer sur la planche qui soutient l'appareil un pont métallique. Celui-ci supporte une monture isolante qui peut se déjilacer par rapport à lui en entraînant avec elle un système de deux pliiteaux métalliques, identiques aux précédenis, situés dans le môme plan, et pourvus d'un interrupteur à étincelles.

— 6o — Un vis micrométrique fournit les déplacements : elle est identique à la première.

Excitateurs II et III. — Ils présentent la même disposition sans vis inicrométrlquc, et par suite sans modification des distances. Les plateaux excitateurs, situés au milieu, étaient cependant montés sur tiges filetées, ce qui a permis le déplacement du système excitateur par rapport au secondaire, et par suite une variation des capacités.

Appareil récepteur (fig. 12). — Des fils de longueur variable suivant le» cas relient l'excitateur à l'appareil récepteur. Ce dernier se compose de quatre tubes de cuivre de 45™"" de diamètre, de ao'^' de long, raccordés deux à deux par une chambre mélatlique de diamètre beaucoup pins grand, à parois inférieure et supérieure mobiles, constituée par une rondelle de caoutchouc, de gomme anglaise ou de peau de ckamols suivant les cas. Au centre de ces rondelles élastiques sont fixés les |)etits condensateurs à surface intérieure platinée. Chacun des plateaux porte sur sa surface latérale une faible gorge à l'intérieur de laquelle est serrée la paroi élastique au moyen d'un petit fi\ de laiton ; d'autre part les surfaces élastiques sont pressées entre deux rondelles de cuivre, dont l'une présente un épaulement, ce qui permet le serrage du système au moyen de vis sur les parois bien dressées des chambres métalliques. — Cette disposition offrait un accès facile au sein des chambres. On pouvait aussi dévisser les boulons fixant à des piliers de chône les semelles d'ébonite soutenant les petits condensateurs.

— 6i — Les tube» de cuivre sont fermés de môme aux exmités par d<;s boutons liletês, ou pnr des bouchons nîs de lames trans]>arentes de verre. Ils présentent deux fenêtres de 5"°" de large sur i6" de long. Ces ouvertures sont destinées à l'introduction des liquides el à l'immersion des fils siège de ta perturbation. Les

muni

Fto. 1. — Tjpo d'EidUIpur.

tubes sont supportés par des piliers de chêne, offrant des gorges prolongées vers le bas par des traîls de scie : des vis de serrage constituent le mode de fixation des tubes. Des colliers à gorge, emmanchés sur ces tubes, et munis <k' mâchoires tl'ébonite, permettent de fixer invariablement les (ils de ligne.

A l'intérieur de chaque ohambre métallique se trouve une cuve île verre ajustée à frottement doux. De même dans les tubes de cuivre, sont disjjosés d'autres tubes de verre concentriques, munis d'une fenle parallèle aux génératrices, destinée à laisser immerger les fils ; et qui se raccordent avec la cuve par un joint au caoutchouc. Cette dernière constitue avec les rondelles élastiques un vase à parois supérieure et Inférieure mobiles. Ce système, image fidèle de celui constitué par les tujies et les chambres de cuivre, est du reste lui aussi aisément démontable. On ôte la cuve de verre de la chambre, et les tubes de verre par les extrémités des tubes de cuivre. — Les tubes à vide sont généralement à quatre électrodes: chacune d'elles était reliée à un point situé très près de la surface extérieure du petit plateau, par des fils très courts. Ils étaient placés dans une boite close, entre les chambres, et on en surveillait l'illumination au moyen d'un |)nsme à réflexion totale.

Plateaux. — Ils onl 30'"'" de diamètre, et sont montés sur des tiges de fibre : une vis micromélriqne donne un pas de 1/2 millimètre, et le tambour eu étant partagé en 5o parties, on obtient le — de iiiilliiiiètrc. La lige est pourvue d'une aiguille se déplaçant sur une réglette en cuivre formant échelle : les tiges de fibre glissent à frottement doux le long d'un trou |)ratiqué dans une semelle d'ébonîte, boulonnée aux piliers de fliéne. Les plateaux se déplacent donc sans tourner ; les vis et les plateaux inférieurs présentent la inôine

ilisposition, ce qui porniot un double rt-glagc. Le temp» mort est tout k fait négligeable ici.

L'appareil est tout entier porté sur une planehe de chiînc. On s'assure de l'horizontalité du plateau avant certaines mesures où cette condition est indispensable au moyen du niveau à bulle d'aîr. Des vis calantes permelteut d'arriver à ce résultat.

Pont à self induction variable. — On a employé un système de pont à self-induction variable permettant de modifier d'une manière continue la forme géométrique et la longueur des circuits. Ces ponts comprennent essentiellement quatre fils de i"'"' de diamètre, tendus sur des pièces d'ébonite. L'ne glissière en bois, portant un réticule mobile le long d'une règle divisée, servait à apprécier les déplacements. Les fils glissaient dans de petites pièces métalliques, en forme de V, portées sur la glissière, réunies métalliquement et jouant le rôle de pont. Dans l'un des ponts employés, les deux fils d'une même paire étaient à a", dans le second à 5" l'un de l'autre, pour chaque circuit. Un déplacement de i'^' de la glissière dans le premier pont introduisait une variation de self-induction de 42",

Étincelle. — La bobine d'induction employée pouvait donner 12''' d'étincelles. On s'est borné le plus souvent à des étincelles de 5 à 11°"°' dans l'emploi des excitateurs 1 et 11, et pour l'excitateur III, de 10 à iS""'.- On pouvait notamment dans le cas de l'excitateur I

64 rapprocher Um plalfraux primaires des seeondatres. à moîriH d'un mîllim<Hrp, sans avoir d'étincelle de plateau à plateau, ^râee à la symétrie de l'appareil, ce qui noiiH a permis de faire varier les distances des plateaux danK des limites assez étendues.

TubeB à vide. — Certains des tube» à vide employés présentent une disposition particulière : ce sont outre des tubes de Geissler ou de Zehndcr ordinaires, d'autres tubcH à quatre électrodes, déjà signalés ; les uns possèdent le vide de Geissler, les autres sont analogues à ceux de Zehndcr. Un tel tube k vide peut déceler comme nous l'avons dit la résonance simullanéc dans deux circuits de systèmes d'ondes stationnaires {ondes directes el réfléchies). Si nous réunissons les plateaux dcH condensateurs de même signe, avec les électrodes d'une même paire, le lube est monté en renforcement: si l'énergie employée est sufiisamment faible, le tube s'illumine mal par la mise enjeu d'un seul circuit, mais il brille d'un vif éclat quand les circuits sont disposés comme 11 est dit et que ia résonance des ondes réfléchies et directes existe dans chacun d'eux. On mantruvrera les capacités terminales jusqu'à l'obtention d'un maxinuini d'éclat. — Si on réunit les électrodes d'une luéme paire aux plateaux de signe contraire, c'est alors le montage en difiérentiel. On observe dans ce cas un minimum d'éclat ou une extinction. Les tubes en question présentent deux formes typiques suivant qu'ils sont destinés à l'un et l'antre usages.

i" Différentiel. — Ils ont la forme d'un X dont les

branches Reraient raccordées au milieu par iin étranglement de i" de longueur environ. Les quatre extrémités renflées renferment chanine une électrode.

a' Renforcement, — Ils comprennent à chaque extrémité une partie renflée renfermant une paire d'électrodes très voisines, et au milieu un étranglement. C'était toujoni'K dans la partie médiane qu'il fallait observer le maximum ou le minimum d'éclat.

Les circuits avaient la composition signalée : les colliers décrits plus haut, emmanchés sur les tubes de cuivre Berraient les lils et les fixaient d'une manière invariable. La partie immergée de ces fils occupait sensiblement Taxe des tubes de cuivre. On évitait de modifier pour l'immersion la constitution géométrique du système par l'artifice suivant. La chambre métallique était disposée de telle sorte que le niveau du liquide pût ne pas dépasser, tout en permettant l'imniersion <lu plateau supérieur, la génératrice inférieure du cylindre de cuivre. Pour produire l'immersion, il suffisait du reste d'ajouter par les fenêtres des tubes du liquide jusqu'à complet remplissage. Quant à la portion du circuit, constitué par les lils sous plomb, une certaine dissymétrie était inévitable dans sa forme. Ce fait était du reste sans importance, car la self-induction de cette portion du circuit ne dépendait alors que de la selfinduclion de ces fils spéciaux.

Constantes du fit armé (i).

Diamètre de l'imc

Epaisseur du caoutchouc fonnanl couche m

lante

Capacité par unité de longueur

Soif- induction par unité do longueur. .

Emploi des deux méthodes. — Nous avons donc employé deux sortes de tubes à vide, les uns montés en différentiel, les autres en renforcement :

1° Dans le premier cas, nous utilisons les tubes de Zelinder et le circuit de Lécher (avec ponts métalliques) : l'énergie mise en jeu dans celte portion terminale est alors très faible. L'emploi d'un tel dispositif en apparence un peu compliqué présente cependant un grand avantage, c'est que le circuit étalon (condensateur à air, par exemple) fonctionne toujours avec son énergie propre, tandis que le diélectrique à étudier, dans l'autre, peut alors être très absorbant (tel un électrolyte). L'emploi d'un seul circuit dans ce cas aboutirait pour certaines longueurs d'onde à la production d'un maximum d'absorption et par suite à l'impossibilité presque complète de rillumination des tubes.

ir. Avec des tubes à quatre électrodes, moins sen-

(i) Ces diverses constantes ont été dclormînées expérimentalement. Sur Tr^mploi des fils sous plomli, et en général des lîls munis d'un éeran cylindrique, voir Stefan. f,um. EUcl., XXXV. La diminution do la icif induction cat duo ï ce fait que les forces éleclromagn cliques ne s'exercent que dans l'espace compris entre i'tme du Gl et la surface intérieure de l'armature. Voir aussi DnuDE, Phfsik des Aethcrs, p. 9! et suiv., ii3 et suiv.

sibics (tubes de Gcissler), nous avons employé le montnge en diiïérenticl. On constate dans l'étranglement du tube une extinction ou un minimum d'éclat au moment de la concordance des phases.

Diapoeitiona particalièrea. — L'armature de cuivre tormant cage de Faraday dans le récepteur est toujours mise à la Terre, ainsi du reste que le milieu du premier pont métallique dans le système de Lécher. Le fd employé dans ce but présente une grande self-induotion <ifin d'asstirer une extinction complète aux oscillations <|ui pourraient s'y développer.

Corrections. — Elles ont été assez nombreuses : nous ne donnerons que les principales :

i" L'emploi de deux plateaux sans système de garde introduit donc la nécessité d'une correction de capacité. Nous avons donc au besoin recouru à la formule de Kirchoff,

dans laquelle C est la capacité, R le rayon et a la distance des plateaux des condensateurs.

Du reste comme nous avons adopté une méthode de mesures relatives, l'importance de cette correction est beaucoup moindre que dans te cas de mesures absolues. Elle n'a guère d'intérêt que pour la connaissance exacte des capacités excitalriocs et la détermination de la période.

3° La présence de ponts métalliques d'une certaine

— (i8 longueur nous amène à supposer que les ventres sont en r«nlité situés ru miUeu de ces ponts. On doit donc introduire dans les lonjfueurs de lil comptées sur le système de propagation la demi-longueur des ponts métalliques.

Nous avons dii aussi dans certains cas tenir compte de trois causes d'erreurs, dont l'inHuence est assez facile à calculer, et qui sont les suivantes.

a) Influence de la capacité constituée par le tube de enivre où est renfermé le diélectrique, l'enveloppe de verre, et le fil de cuivre occupant sensiblement l'axe de ce tube. Cet élément peut intervenir comme une capacité complémentaire, ayant une valeur variable avec le liquide employé.

i>) Influence de la capacité de ia portion du circuit constiluée parles (ils garnis d'une armature proteclrioe.

c) Influence dans certains cas de la self-induction de celte portion des lils sur la self-induclîon totale.

D'après les formules sur lesquelles sont basées les deux méthodes, il est facile de voir que l'on peut mesurer, avec la première, des pouvoirs inducteurs compris enlre i et loo. La deuxième possède un cbamp moins étendu, mais on peut l'accrottre en modiUant la longueur de la portion de fiî immergée par la variation de dislance des colliers qu'on peut faire glisser sur les tubes de cuivre. On peut mesurer avec cette méthode des pouvoirs inducteurs compris entre i et 3G, ce qui est bien suflisant.

Remarque, — Avant d'e.xposer les quelques résul-

tats que nous avons obtenus, nous voudrions encore insister sur quelques points de disposïtiou expérimentale ; nous avons en effet cherché à réaliser quelquesuns des desiderata, souvent énoncés dans l'emploi d'une méthode de mesure des capacités par les oscillations.

a) M. Drude est arrivé expérimentalement à cette conclusion que la ca[)acité de ses petits condensateurs pouvait être représentée par la formule (A^ + As), Aj, étant une constante destinée à tenir compte de la capacité des fils de platine, contenus à l'intérieur de la [>a-roi du \'a9e de verre, et de divers autres termes ; A» est une quantité proportionnelle au pouvoir inducteur apparent du corps employé. Aj, et A peuvent être déterminés par des expériences préalables effectuées sur des diélectriques connus. Cette formule du reste ne jieut être qu'approchée, et la distribution des lignes de force doit changer avec la nature du liquide interposé. Tout au plus n'y aurait-il |>roportionnalité à < que si les plateaux étaient indéfinis et la direction des lignes do force entre plateaux non modiliée itar les variations de distance. Ce n'est malheureusement pas co qui se produit dans le cas de faibles capacités (simples fils ou 1res petits plateaux) enfermant une faible quantité de liquide limitée par une paroi de verre très voisine. Suivant la manière dont les ()aroîs sont coupées par les lignes de force, elles agissent différemment quand on emplit les vases avec des liquides variés. Autrement dit, la direction des lignes de force varie avec e, et de cela résulte que la formule (Ag -|- Ai) est d'autant moins

approchée que les parois de verre 5ont moins parallèles aux lignes de force.

Nous avons donc conservé à la capacité géométrique d'expérience une signification réelle en lui laissant une valeur du même ordre que celle do ta capacité excitatrice. Nous avons aussi trouvé avantage à ne laisser le diélectrique en contact qu'avec la surface intérieure des plateaux, et à l'empêcher d'en baigner la face dorsale, ce qui introduirait une nature de déviations à peu près impossible à prévoir pour les lignes de force, et des modifications sensibles de la capacité.

b) Il nous a semblé utile d'enfermer le diélectrique en assez grande quantité dans un écran presque hermétique de métal, qui protège la partie correspondante du circuit de toute action extérieure. Le diamètre des chambres métalliques est du reste suffisamment grand par rapport à celui des plateaux pour rendre négligeable toute déviation possible des lignes de force par la présence des parois.

c) Nous ajouterons que notre deuxième méthode (emploi de circuits sans [)ont métallique) offre une difFérence de nature avec celle de Lécher : elle n'a guère plus d'analogie avec celle deThwing, si ce n'est d'être, fomme cette dernière, une méthode de mesure relative. Elle en diffère profondément par la disposition plus symétrique des deux circuits, la substitution à l'électrodynamoniètre d'un tube à vide comme contrôle do la résonnance, la distinction faite entre les capacités excitatrices et terminales. Le phénomène lumineux que nous utilisons met en jeu les énergies oscillatoires

développées dans les deux circiiils, au lieu de reposer simplement sur la résonance des deux systèmes d'on des réfléchies et directes existant dans un seul.

Quanta notre première méthode, elle offre avec celle de M. Drude une différence presque aussi grande, uiaU gré une apparente ressemblance de forme causée par l'emploi de la portion terminale d'un circuit de Lécher. Nous laissons le pont (îxe, et c'est la capacité que nous modifions : au lieu de calculer l'absorption ^ n jiartant de considérations théon(|ues,nous lui donnons une signilicalion ]iuremenl expérimentale, et nous cherchons à la déterminer directement en compensant, par la manœuvre des capacités terminales, la modification apportée dans le circuit de propagation par l'immersion dans le diélectrique d'une portion du circuit.

dj L'emploi d'une méthode relative nous semble enlin présenter un très grand avantage : une indépendance presque complète pour les équilibres, des irrégularités de la bobine.

tTDDE DE LA DISPERSION ELECTRIQUE ET DE L'ABSORPTIOIT DE QUELQUES SUBSTANCES ORGANIQUES

NoiiH avons appliqué les méthodes prêcédenles à i|iM!l({ii<!H KiiliKtaiiccs organiques et déterminé leurs indici'H (Ir réfraction et d'absorption pour des longueurs d'oriili'H variabli!» de l'éi'hclle du mètre.

NoiiH avons pour<'ela dans Hiaque cas inosiiré leurs iridiccH vrais et apparents. Quant aux formules adoptées pourrepréscnlerles variations de l'indice, elles devront rrntnu- diui» l'un ou Tautre des types suivants :

[v(l-x') = ..+ Nj