UNITÉS DÉRIVÉES, MESURE D'UNE QUANTITÉ D'ÉNERGIE

Ce n'est, il faut le bien comprendre, que moyennant des conventions arbitraires que l'on établit une dépendance entre une unité dérivée et les unités fondamentales : les lois des nombres de la physique ne sont souvent que des lois de proportionnalité ; nous les transformons en lois d'égalité, parce que nous introduisons des coefficients numériques et que nous choisissons les unités dont ils dépendent de manière à simplifier autant que possible les formules les plus employées. En réalité, une vitesse, par exemple, n'est rien d'autre qu'une vitesse et ce n'est que par un choix particulier d'unité que nous arrivons à dire que c'est l'espace parcouru pendant l'unité de temps ; de même, une quantité d'électricité est une quantité d'électricité, rien ne prouve que, dans son essence, elle puisse être vraiment réductible à une fonction de la masse, de la longueur et du temps.

On rencontre encore des personnes qui semblent se faire quelques illusions à cet égard et qui voient dans la doctrine des dimensions des unités une doctrine de physique générale, alors qu'elle n'est à vrai dire qu'une doctrine de métrologie. La connaissance des dimensions est précieuse, elle permettra, par exemple, de vérifier facilement l'homogénéité d'une formule, mais elle ne saurait en rien nous renseigner sur la nature même de la quantité mesurée.

Des grandeurs auxquelles nous attribuons les mêmes dimensions peuvent être qualitativement

irréductibles les unes aux autres ; ainsi les diverses formes d'énergie se mesurent avec la même unité ; et cependant il semble bien que les unes, telle que l'énergie cinétique, dépendent vraiment du temps, tandis que pour d'autres, telle que l'énergie potentielle, la dépendance établie par le système de mesure paraît quelque peu fictive.

La valeur numérique d'une quantité d'énergie de nature quelconque doit, dans le système G. G. S., être exprimée en fonction de l'unité appelée erg, mais, en fait, lorsque l'on veut comparer et mesurer différentes quantités d'énergie de formes diverses, énergies électriques, chimiques, etc., on emploie, presque toujours, une méthode telle que toutes ces énergies sont finalement transformées et employées à échauffer l'eau d'un calorimètre. Il est donc fort important de bien étudier le phénomène calorifique que l'on choisira comme unité de quantité de chaleur et de déterminer avec précision son équivalent mécanique, c'est-à-dire le nombre d'ergs nécessaires pour produire ce phénomène calorifique unité, nombre qui, d'après le principe de l'équivalence, ne dépend ni de la méthode employée, ni du temps, ni d'aucune autre circonstance extérieure.

À la suite de belles recherches de Rowland et de M. Griffiths sur les variations de la chaleur spécifique de l'eau, les physiciens ont décidé de prendre comme étalon calorifique la quantité de chaleur nécessaire pour élever un gramme d'eau de 15° à 16°, la température étant mesurée avec l'échelle du thermomètre à hydrogène du bureau international.

D'autre part, de nouvelles déterminations de

le LA PHYSIQUE MODERNE

l'équivalent mécanique, parmi lesquelles il convient de citer celle de M. Ames, et une discussion complète des meilleurs résultats conduisent à adopter le nombre 4,187 x 107. pour représenter le nombre d'ergs capables de produire l'unilé de chaleur.

En pratique, la mesure d'une quantité de chaleur se fait très souvent avec le calorimètre à glace dont l'emploi est particulièrement simple et commode ; il y a, par suite, un intérêt tout spécial à connaître avec exactitude la chaleur de fusion de la glace. M. Leduc qui, depuis plusieurs années, a mesuré un grand nombre de constantes physiques avec des soins minutieux et un sens remarquable de la précision, conclut, à la suite d'une discussion serrée des divers résultats obtenus, que cette chaleur est égale à 79 cal 1. Une erreur de près d'une calorie avait été commise par plusieurs expérimentateurs renommés ; on voit que sur certains points l'art des mesures peut encore grandement se perfectionner.

A l'unité d'énergie, on pourrait rattacher immédiatement d'autres unités ; ainsi une radiation n'étant qu'un flux d'énergie, on aurait pu, pour établir les unités photométriques, découper le spectre normal en bandes d'une largeur déterminée et mesurer la puissance de chacune d'elles pour l'unité de surface rayonnante.

Mais malgré de très beaux travaux récents sur cette question, il n'est pas encore permis de considérer comme parfaitement connue la répartition de l'énergie dans le spectre; si l'on prend l'excellente habitude, dans quelques recherches, d'exprimer l'énergie rayonnante en ergs, on continue encore souvent à rapporter les radiations à un

étalon donnant, par sa seule constitution, l'unité d'une radiation quelconque. On s'en tient, en particulier, pour la quantité de lumière aux définitions adoptées à la suite des recherches de M. Violle sur le rayonnement du platine fondu à la température de solidification et la plupart des physiciens utilisent, dans les usages courants de la photométrie, les notions si nettement distinguées par M. Blondel, d'intensité lumineuse de flux, d'éclairement, d'éclat et d'éclairage avec les unités correspondantes, bougie décimale, lumen, lux, bougie par centimètre carré, lumen-heure.