IV. — Les causes du phénomîcne

Après les recherches préliminaires précédemment indiquées, on peut aborder celle des causes du phénomène radiophonique. A cet effet, il s'agit de trouver une solution aussi vraisemblable que possible à ces trois questions : i*» parmi les radiations complexes qui constituent en général une source radiante, y en a-t-il qui contribuent plus spécialement à Teffet étudié et quelles sont-elles? a" quelle est la substance dans laquelle se produit la transformation d'énergie radiante en énergie sonore ? S'» quel est le mécanisme de cette transformation?

Je me suis occupé d'abord de la première question, et je crois qu'on en peut formuler la solution de la manière suivante ;

Les sons radio phoniques sont produits principalement par les radiations de grande longueur d'onde dites calorifiques.

Pour résoudre la question, on peut d'abord faire un premier essai très simple. On se sert de l'appareil représenté dans la/zg-. 4, rn prenant comme source un bec de gaz ou la lumière Drummond, et comme récepteur du mica mince enfumé. On écoute le son produit par la source d'abord directement, puis en interceptant les

RADIOPHONIE.

radiations successivement avec des lames de verre de même épaisseur ( o™,ooa environ), colorées en rouge, en vert et en bleu foncé. On constate que la lame rouge n'a pas d'effet bien sensible, que la lame \evle diminue l'intensité du son, que la lame bleue la diminue beaucoup plus.

Mais c'est là une expérience qui ne peut être considérée comme décisive, car l'effet de pareilles lames est assez complexe, et le résultat qu'on obtient par ce procédé peut laisser prise à des objections plus ou moins fondées.

Il en serait de même si l'on essayait d'interposer sur le trajet d<*s radiations des liquides absorbants, tels que des dissolutions d'alun dans l'eau ou d'iode dans le sulfure de carbone. Ces expériences ont déjà été faites, et elles ont donné lieu à des assertions presque contradictoires. Aussi me suis-je décidé à les laisser complètement de côté pour le moment (sauf à y revenir plus tard) et à chercher à réaliser une expérience dont le résultat ne pût être contesté.

A cet effet, j'ai employé l'appareil représenté dans la fig. 5.

Fig. 5.

S est une source de radiations très intenses, telle qu'une lampe électrique à régulateur de M. Duboscq, animée par 4^, 5o, • . . éléments Bunsen ;L est le système de lentilles qui rend le faisceau radiant parallèle. Ce faisceau est reçu sur une fente F qu'il no faut pas prendre trop étroite pour ne pas trop diminuer l'intensité ; une largeur de o", oo3 à o"",oo4 est convenable. Cette fente éclairée constitue, à proprement parler, la source.

Une lentille U reçoit les radiations ; elle est placée de façon à

donner une image nette de la fente sur un écran placé à la distance où se trouvera la roue in terrup triée.

Au sortir de la lentille les radiations sont dispersées par un prisme P disposé de manière à avoir le minimum de déviation, et l'on obtient un spectre dont la partie lumineuse a une largeur de o°*,o5 à o"*,o6 sur un diaphragme DD, percé à son centre d'une ouverture portant un cylindre dans lequel on peut faire glisser une lentille cylindrique C. Ce diaphragme est fixé au support de la roue interruptrice R, placée derrière, et ce support est mobile sur deux rouleaux ai, n.

En opérant ce mouvement perpendiculairement à la direction des rayons dispersés et dans la direction indiquée par la flèche, on voit que la lentille cylindrique C recueillera successivement les rayons diversement colorés du spectre, depuis le violet ç jusqu'au rouge /• et au delà du rouge, et, dans chaque position, la lentille cylindrique produira sur le bord de la roue et sur les quatre séries d'ouvertures qu'elle présente une bande étroite résultant de la concentration des rayons qu'elle reçoit.

En plaçant un récepteur / en mica mince enfumé, par exemple, dans une positionnera, on pourra écouter, pendant le mouvement du support de l'appareil, l'effet produit à travers les ouvertures de la roue tournante par les radiations successives du spectre visible et invisible.

Quand on fait l'expérience, on constate qu'on n'entend aucun son dans la partie qui s'étend du violet invisible au jaune du spectre, qu'on commence à entendre un son dans les radiations orangées, que l'intensité du son augmente graduellement dans le rouge , que cette intensité est maxima dans les radiations invisibles au delà du rouge et qu'elle décroît ensuite très rapidement.

J'ai fait l'expérience plusieurs fois à plusieurs jours d'intervalle; je l'ai fait faire à plusieurs personnes. Les sons perçus sont faibles, parce que je n'ai employé jusqu'ici que des lentilles et des prismes de verre, qui absorbent une grande quantité des radiations obscures infra-rouges, et qu'on perd beaucoup de lumière et de chaleur par la limitation du faisceau par la fente ; mais l'expérience n'en est pas moins 1res perceptible et très nette.

Afin d'ailleurs qu'on ne pût attribuer le résultat à un effet particulier dépendant de la nature de la lame réceptrice, j'ai fait Tex-

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përience non seulement avec du mica mince enfumé, mais encore avec du platine mince platiné et avec du clinquant de zinc à surface nue : les résultats n'ont pas changé.

Ces résultats ressemblent donc complètement à ceux qu'on obtiendrait en explorant le même spectre avec une pile thermo-électrique linéaire, et la conclusion, qui s'impose d'elle-même, doit être ainsi formulée :

Les effets radiophoniques sont produits principalement par les radiations rouges et infra-rouges, c'est-à-dire par les radiations à grande longueur d'onde.

Le photophone de M. G. Bell est donc plutôt un radiophone, car les rayons dits lumineux n'exercent sur le phénomène qu'un effet tout à fait secondaire, les radiations y agissant surtout par leurs propriétés thermiques.

Pour mettre cette conclusion hors de doute, j'ai cherché à produire les sons radiophoniques à l'aide de radiations absolument invisibles dans l'obscurité.

On y parvient aisément à l'aide du dispositif très simple représenté par i^fig' 6. Uest un chalumeau oxyhydrique dont la flamme

Fig. 6.

échauffe un disque C en cuivre rouge de o™, 002 d'épaisseur environ; R est la roue interruptrice dont les ouvertures O laissent passer le faisceau S émis par la source C et reçu sur un récepteur en mica enfumé, par exemple.

On porte au rouge sombre le disque : on entend alors très bien les sons radiophoniques. On éteint le chalumeau : le disque se refroidit, mais on continue à entendre les sons d'inlensité décroissante, non seulement tant que le disque est visible dans Tobsciirilé, mais encore quand il est invisible.

08 H. PELLAT.

En faisant Texpérience en sens inverse, on constate que l*on commence à entendre les sons pendant que le disque est absolument invisible dans l'obscurité, et, en réglant convenablement la flanime du chalumeau, on peut maintenir le disque invisible et entendre d'une manière continue les sons ainsi produits. •

Ici, il est évident qu'il n'y a plus lieu d'appliquer le mol photophonie; il n'y a pas de lumière en jeu : si l'on veut se servir d'un terme tout à fait général pour qualifier le phénomène, il faut employer le mot radiophonie j ou plutôt, pour le particulariser ainsi qu'on en a le droit, à ce qu'il me semble, on peut user du mot thermophonie, qui représente mieux que tout autre l'efTet que je viens de décrire.

Ainsi donc, le phénomène découvert par M. G. Bell est l'effet d'une transformation remarquable de l'énergie thermique des radiations, et le radiophonc ressemble, à ce point de vue, au radiomètre de M. Crookes.

Il reste à trouver le mécanisme de cette transformation : je poursuis mes recherches dans ce but.

BEGHEEGHE8 SÏÏR LES DIFFÉKEHGES DE POTEHTIEL DE DEUX MÉTAUX AU GOHTAGT; RÉSULTATS;

Par m. h. PELLAT.

La méthode que j'ai imaginée pour faire l'étude de l'électricité de contact des métaux a été exposée précédemment (t. IX, p. i4'>)»

J'ai insisté déjà sur la nature de la quantité mesurée par toutes les méthodes électroscopiques et par la mienne en particulier: c'est la différence de potentiel des couches électriques qui recoururent les deux métaux au contact et en équilibre. Cette quantité, parfaitement définie, est une constante pour deux corps conducteurs dans un même milieu isolant. Nous la désignerons, pour abréger, par différence de potentiel apparente des deux corps.

Je vais indiquer maintenant les principaux résultats de cette étude.

DIFFÉRENCES DE POTENTIEL. 6g

La différence de potentiel apparente de deux métaux dépend essentiellement de la nature de leur couche superficielle et varie, dans des proportions parfois considérables, avec les changements chimiques ou simplement physiques de la surface.

Pour montrer Tinfluence d'un changement, en apparence insignifiant, dans l'état chimique, je citerai l'expérience suivante. Un disque de cuivre fut nettoyé avec le plus grand soin (tripoli, lavages à l'alcool absolu); sa différence de potentiel apparente avec Tor se trouva égale à o*,i37 (^). Ce plateau, placé un instant dans, une atmosphère d'acide sulfhydrique, fut retiré avant que la couche de sulfure formée eût atteint une épaisseur suffisante pour changer d'une façon appréciable la couleur du cuivre. Le plateau fut ensuite lavé à l'alcool, comme précédemment, et l'on s'assura que l'atmosphère d'acide sulfhydrique qu'il avait pu entraîner avec lui avait disparu. La différence de potentiel apparente avec l'or était devenue o*,aoi, nombre bien supérieur au précédent. Le plateau ayant été remis dans l'hydrogène sulfuré jusqu'à ce que sa surface ait pris une teinte bronzée, et nettoyé comme ci-dessus, la différence de potentiel avec l'or resta la même (o*,aoo). Dans une autre expérience, la sulfuration fut poussée jusqu'à la couleur pourpre et même bleu foncé : les nombres furent sensiblement les mêmes. Ainsi une couche de sulfure invisible, bien inférieure à une longueur d'onde en épaisseur, produit le même effet qu'une couche beaucoup plus épaisse et masque déjà complètement les propriétés du cuivre.

Des changements purement physiques de l'état de la surface produisent des effets analogues. Montrons-le par un exemple. Lin disque de zinc est nettoyé au papier émeri très fin (n® o du commerce), puis lavé à l'alcool avec beaucoup de soin. Sa différence de potentiel apparente avec l'or, mesurée immédiatement après» est trouvée égale à 0*5698 (zinc positif); quelque temps après les nombres ont baissé, et ils diminuent de plus en plus avec le temps :

(*) En prenant comme unité de diflerence de potenliel la force électromotrice de I élément Lattmer-Clark.

/. de Phrs., t. X. (Février i88i.) 6

70 H. PELLAT.

au bout de quatorze jours, la mesure donne o',D23. Quoique le zinc paraisse aussi net qu'au moment où il vient d'être nettoyé, il peut être oxydé d'une façon invisible. Je le nettoie alors au tripoli très fln et je le lave à l'alcool de façon à rendre sa surface parfaitement métallique : la mesure donne o*,6o7. I^s nombres ont remonté, mais sont bien loin d'égaler ceux qui suivent le polissage à l'émeri ; ils diminuent du reste avec le temps, comme ci-dessus. Le traitement mécaniquement différent produit un état différent de la surface. Pour mieux établir ce point, je polis de nouveau le zinc avec le papier émeri n* o en appuyant très fortement ; je lave à l'alcool, et la différence de potentiel apparente avec l'or devient égale ào*,738: valeur considérable! Les nombres baissent avec le temps, et le lendemain je trouve o',69o. A ce moment je nettoie la surface au tripoli et la lave à l'alcool. Si les différences observées tiennent à la nature chimique de la substance qui sert au nettoyage, je dois retrouver maintenant un nombre voisin de o',6o7 (nombre obtenu précédemment après le nettoyage au [tripoli). Si les variations tiennent au contraire à une sorte d'écrouissage superficiel dû au traitement mécanique, je dois trouver un nombre voisin de o', 690 et plutôt plus fort : c'est ce qui a lieu en effet, et je trouve le nombre o^ôpS.

L'expérience précédente n'est pas une expérience isolée ; j'en ai fait un très grand nombre à ce sujet, et j'ai reconnu que tous les métaux deyiennenl plus positifs quand on écrouit superficiellement la surface ; cet écrouissage diminue avec le temps et le métal se montre moins positif. Le retour de la surface à l'état primitif est rapide (quelques minutes) si l'écrouissage a été tout à fait superficiel, tel que celui qui est produit par le frottement d'un linge ou d'un morceau de papier à filtre; il est plus lent (plusieurs jours) si l'écrouissage a été plus profond, tel que celui dû au frottement de l'émeri. Du reste, les divers métaux éprouvent des modifications plus ou moins accentuées. Le zinc est un des plus sensibles, le cuivre l'est moins, le plomb encore moins, mais tous les métaux étudiés obéissent à la loi que nous venons d'indiquer.

On ne peut donc se borner à déterminer un seul nombre pour le contact de deux métaux ; il faut absolument avoir égard à l'état physique des surfaces, qui peut faire varier les mesures de quantités allant parfois jusqu'au quart de la valeur moyenne.