II. — IfuSUlIlK M» ÉPAISftSVIIS
Lm prenier problème «p'oii ail à ré9oud^0 quand on veut étoiKur des knues minces eewsiste et délerminer leur épaisseur. L'erni^ des pesées est diffieilemeut upplîeable à des pellicules dont le peids se diîfte fiur dixièmes de mittigraranie et doat répuiseeor n'est pus toujoufu uvifonue.La métbode optiqcra employée par Patterses et kmMt sur le déplaœmout dfes franges dôme des erreurs pouvant uioi^- 1er à ÎO;». R Cnt dsuc tmufuf autre eiMyse.
Lu sohdioB du problème a été indiquée depuis longtemps, pour i'argoBt^ pur FiicftH ; eKe cecnsisie à examiner la série des cotoraiioBs qui se lormont autour d^nne tache centrale d'iodure d'argent obtenue en dépesant un gruio d'iode sur la lam«. J'ai appliqué cette méthode à l'urgent, puis an cuivre, en modifiant comme suit le mode opératoire : le graiu d'iode est suspendu au-dessus de la pdfieule métal- Uquo pur une petite piuee maintemie fermée par un uuaeuu de caootckowc et SKspeadue dans un entonnoîr renversé. En faisant varier la bairteur du grain d'iode^ on peut obtenir des anneaux aussi larges qu'on le désire, tout en évitant ta macule qui se produit au contact de riode et de la tache centrale, et qui rend la coloration de cette plage plus dSficile à apprécier.
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Ce procédé donne immédiatement le produit m de Tépaisseor de riodure formé par Tindice moyen n de cet iodure ; mais, pour en déduire l'épaisseur e de la lame de cuivre, on ne connaît ni n, ni la densité de Tiodure, ni celle du métal formé. Le coefficient de proportionnalité entre e et ne a été déterminé par pesée : on a choisi 4 lames bien uniformes, de 30 millimètres sur 40 ; on a déterminé leur épaisseur optique au moyen d'anneaux formés aux quatre coins et au centre de chaque lamelle ; le poids de cuivre ayant été évalué avec soin, on obtient finalement la relation :
__ nt ^ "" 6,35'
le coefficient de proportionnalité ^pj^ étant la moyenne des résultats
:rô' î~^' :rz^ ^^ donnés parles expériences (M.
L'application du procédé de Fizeau au cuivre donne encore lieu à la remarque suivante : on sait que, pour Targent, en suivant la série des colorations et en la comparant à la table des anneaux de Newton, on est obligé de passer, au voisinage de la plage centrale, de la série des couleurs transmises à celle des couleurs réfléchies; dans le cas du cuivre, au contraire, la succession des couleurs transmises se poursuit sans discontinuité jusqu'à la plage centrale.
Pour le fer, la détermination des épaisseurs est impossible par le procédé .de Fizeau ; Toxydation du métal donne, il est vrai, des colorations très nettes, mais qui varient avec le mode opératoire, parce que Toxyde formé a une composition variable entre Fe*0' et Fe'O*.
J'avais fondé grand espoir sur l'emploi des substitutions chimiques, qui permettent de transformer la plupart des métaux en argent ou en cuivre, par immersion dans un sel dissous de ces métaux; c'est ainsi qu'une pellicule de cuivre peut en quelques minutes se transformer en argent par une solution de cyanure ou mieux d'azotate d'argent ammoniacal; mais les substitutions ne semblent pas se faire par équivalents : en coupant une lame de cuivre en deux, transformant une des moitiés en argent et produisant les anneaux d'iodure
(1) On n oubliera pas, en appliquant cette formule, que la table de Billet, si fréquemment employée par les physiciens, donne 2ns et non pas ne ; c'est pourquoi j'avais indiqué, dans mes communications antérieures, la formule e = t^'
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sur les deux moitiés rapprochées, on compare sans difficulté les épaisseurs des deux lames. Voici, par exemple, quatre résultats :
Épaisseur de la lame de cuivre en [l[l. 87 108 152 162
— d'argent en j^ja. 96 90 137 139
Poids F de cuivre en milligrammes
par centimètre carré 0,0774 0,096! 0,1352 0,1442
Poids P' d'argent en milligrammes
par centimètre carré 0,1008 0,0945 0,1438 0,«440
Poids de cuivre rapporté à Téqui-
valent7r = -~i 0,00244 0,00303 0,00426 0,00454
Poids d'argent rapporté à l'équivalent n' = ,^ 0,00093 0,00087 0,00133 0,00135
Ces résultats ne permettent pas de fonder une mesure d'épaisseur sur un phénomène aussi compliqué que les substitutions chimiques. Et, d'autre part, la transformation du fer ionoplastique en cuivre ou en argent est difficile ; lorsqu'on plonge une pellicule de fer dans du sulfate de cuivre, il ne se produit aucune réaction, même à 100'* ; mais vient-on à toucher la lamelle avec un clou ou la pointe d'un canif, la transformation commence autour du point de contact, mais elle est toujours irrégulière et incomplète.
Ces divers essais, et d'autres encore sur la mesure des conductibilités, m'ont convaincu que la méthode colorimétrique était seule applicable au fer. La pellicule de métal est dissoute dans l'eau régale et dosée colorimétriquement par comparaison avec une liqueur titrée de fer, au moyen du colorimètre Duboscq et en prenant comme réactif le sulfocyanure de potassium, qui donne une coloration rouge avec les sels de fer au maximum; la méthode, employée avec les précau^ tions d'usage, est sensible au centième de milligramme.
Ce procédé a l'inconvénient de détruire la pellicule de fer ; aussi aî-je cru nécessaire de le combiner avec la comparaison photométrique des transparences; j'ai ainsi constitué un procédé de mesure qui, tout en respectant la pellicule à étudier, permet de déterminer immédiatement son épaisseur.
Deux lampes à incandescence, montées sur une même batterie d'accumulateurs, sont placées de part et d'autre d'un photomètre Lummer ; les rayons de l'une d'elles sont concentrés par une lentille sur le
4M HÔtJtL£Vl€iJS
tmmx d'à» dtt|>hfltt|pDie«ootffe leque) 4W ywrt.pl>HQri»faMHoiibii élttliar, pni8B<pm|»g<Mi>af)cc<iftd> tmlUleétMwpwwgqr réwan déyaiJAt photomètre, de manière à y produire ud «clairement uniforme et ausfti intM»e quefMassible. La seconde lampe se dé|dbee «furtm haac f «p^ tique, et on mesure ses distances c^ et é" an photomèlre, cecreiq^daai k ïéqmUbre photomctriqw, la lame terrée étmaà fJMém^aaitatele diaphragme, puis enlevée. La transpmrmtûe Itmé?, mnî «wiarôa, «st
T = -Tj ; elle n*a pas une signîficatîttn piiy«u|«e isiroplf^» j^iaçpi^cille
ft^pffii d« pMMK)ir i^éleetecr; aaais elle pe^t être ùéUmmmé^ w^fié^ment, etc*estIepoint essentiel. Cette goayaraiaMiph<3to»iétrii|itepeiii réussir, parce que le ter, quand il ne contient pas d'oxyde^tgris, c'esta-dîre absorbe à peu près également toutes les radolions viflilyles. Enfiii^ j'ajoutani que remploi d'sn diaphraj^e percé d'un trou permet d'étudier la transparence de la lame région par région.
En procédant ainsi mr des lames choisies parmi les plus uniformes, et dont la teneur en fer a été déterminée par la colorimétrie, j'^aî pu réaliser la table de graduation suivante (*) :
Poids de fer
«i> mgr.
par eentimélre eai'ré
BSdur du fer t en j^-^
""lojfT
(1) On a pris 7^8 pour le poids spéoiAqfue du fer.
ïOltOFL^STil 467
Les MttfèM ^m ffopt^<(Miér>>l ia wâLUiom 4m%re i ei T maA fins
riftêèktm^fk'mx a'tawwt fn «^jr aUaodre; an ipaiiieidiQr, moelle qui
i«lîe« À laf T (^. 5) «il Uèê wantJMflinftiif iwe énàke paisast par
IMgiM (T si pMT s =: 4») :
VmÊfiai 4e eelàB ràUéion tomnàl ^onc ua pieoédé iiwtté^iat jpottr BMwer iût éftmamiB 4m peUîculas tfftoflparaataa 4e lar ; Tiiieôriiiode qui pèse sur les déterminations doU Aftm lalérieiwe i S9 0/0 j(^).
