Expériences de Fizeau et Gounelle

Elles sont basées sur le même principe que l'expérience de Fizeau sur la vitesse de la lumière.

Dans celle-ci, une roue est dentée à sa circonférence, et l'on produit en A l'image réelle d'un foj^er lumineux. Quand une dent de la roue est en A, la lumière est interceptée. Quand en A il y a un vide de la roue, la lumière passe. En une station éloignée B on place un miroir qui renvoie le rayon lumineux vers la

première station. Si le temps mis par la lumière à parcourir ABA est égal au temps mis par deux vides successifs à passer en A (/îg . 9 ), ou à un multiple exact de ce temps, la lumière pourra passer en arrière de la roue, car la lu-

Fiff. 9.

mière qui aura rencontré un vide à l'aller rencontrera encore un vide au retour. Si, au contraire, le temps mis par la lumière est égal à Tun des temps précédents augmenté de celui 'que met un plein à défiler en A, la lumière qui aura trouvé un vide à Taller trouvera un plein au retour, et ne passera pas. On conçoit donc comment on peut mesurer la vitesse de la lumière, puisqu'on peut facilement mesurer la vitesse de rotation de la roue, c'est-à-dire le temps qui sépare deux passages consécutifs du vide de la roue devant la lumière.

Pour la commodité de Tobservation , une pile de glaces convenable est placée en M ; elle envoie vers A la lumière venue de la source S, par réflexion, et permet, par transmission, à Tœil de voir Fextinction ou l'apparition de la lumière.

Voyons maintenant comment ceci a été modifié pour Tusage électrique.

Soit une roue en bois {fig. 10) présentant à sa périphérie des secteurs en platine disposés

Fig. 10.

Terre

tant pleins que vides. Deux balais A, B, frottant sur ce collecteur, seront réunis électriquement pendant le passage d'un secteur de platine, et isolés pendant le passage d'un secteur de bois. Considérons maintenant deux balais C, D, identiques aux premiers, et distants

de ceux-ci d'un intervalle égal à xxt. Les communications se feront et se rompront simultanément pour les deux couples AB, CD. Soit un autre couple de balais EF, éloigné de AB d'une distance égale à a32. Le contact se rom pra en E F au moment où il commencera en AB.

Soit une pile P dont les connexions sont établies comme sur la figure; X représente l'extrémité de la ligne, et G un galvanomètre différentiel. Supposons que le temps mis par la perturbation électrique à parcourir BXC, ou son égal BXE, soit un multiple exact du temps mis par l'arc aai à défiler au point B; le courant trouvera à son arrivée en C le contact CD établi, puisqu'il est établi aux mêmes instants que le contact AB. Le galvanomètre déviera dans un certain sens. Si le temps mis par la perturbation à parcourir BXE est au contraire égal à un multiple de ce même temps augmenté du temps nécessaire pour parcourir pai, ou un des intervalles égaux à celui-là, le contact CD ne sera pas établi, et, au contraire, le contact EF le sera au moment de l'arrivée de l'onde. Le galvanomètre déviera en sens inverse.

On comprend donc que, de cette façon, on mesure la vitesse de propagation de la per-

ition électrique exactement comme on met tout à l'heure celle de la lumière, seau et Gounelle ont opéré sur deux s télégraphiques : celle de Paris à Amiens ° en fil de fer), et celle de Paris à Rouen " partie en fer et partie en cuivre), ont trouvé ainsi des nombres variables.

loyenne est 100000*"* par seconde pour les s en fer et 180000 pour celle en cuivre.

itte différence est conforme à la théorie, If-induction étant notablement plus consiale dans le cas d'une ligne en fer, et la ;ité étant la même que dans le cas du

Expériences de Siemens. — Siemens a s, en 1875, dos expériences analogues par autre méthode. Soient AB, A'B' deux îilles de Leyde chargées {fig. 1 1 ). Les arres extérieures sont maintenues au même itiel parle fil BB': lesarmatures A, A'sedonc aussi au même potentiel; on les met s deux à la terre. Ces deux armatures reliées, l'une A avec une pointe P direcnt, l'autre A' avec une pointe P, par l'inédiaire d'une ligne A'XP'. Un cylindre ^islreur C, métallique, enduit de nnir de

ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPltES.

fumée, permet d'avoir une trace nette cl fois qu'une étincelle jaillira entre l'un pointes et sa surface métallique, enleva peu de noir de fumée. Supposons dont nous mettions brusquement à la terre le ducteur BB'; une étincelle jaillira en P i

Fig. 11.

diatement, et une autre en P' au boi temps nécessaire à la perturbation poui courir l'espace A' X P'. On peut donc aini surer la vitesse de propagation de la pert tion, connaissant celle du cylindre.

Siemens trouva des nombres plus g que ceux de Fizeau, mais très discordan' sont discordants pour la raison que nous donnée ci-dessus. La distance des point cylindre et l'état des surfaces ne peuver être absolument définis. C'est pour cel Siemens a trouvé de 225000^'" à 256000' seconde.

Mais ces expériences sont extrêmement intéressantes à rapprocher de celles de Fizeau et GouneUe. Les chiffres trouvés sont en effet doubles de ceux de ces derniers. Les lignes de Siemens avaient de T"" k 25'", au lieu que celles de Fizeau et Gounelle en avaient, comme nous l'avons indiqué ci-dessus, 314 et 288. La différence des résultats s'explique donc encore dans les idées émises ci-dessus de la manière la plus satisfaisante.

32. Étnde de l'onde dans les cas simples. — Nous venons de voir que, même en ne nous occupant aucunement de la vitesse de propagation dans le milieu qui entoure le conducteur, il y avait une vitesse de propagation propre à ce conducteur pour une perturbation simple produite à une de ses extrémités, c'està-dire pour une fermeture de courant. Cette vitesse dépend de deux facteurs, la self-induction par unité de longueur >,, et la capacité par unité de longueur •{{'), et la vitesse que l'on obtient ainsi devient infinie quand l'un de ces deux termes s'annule. Si donc nous suppo-

(') On démontre que si V est la vitesse de propagation.

sons Fun des deux cas réalisés, où X = 0, ou bien où y = 0, nous aurons ce i:ésullat absurde que la perturbation aurait une vitesse infinie. Nous pouvons cependant étudier ce cas, car cela revient à négliger ce qui se passe dans le milieu ambiant pour le liquide, dans le diélectrique pour l'électricité lors de la production du commencement de la perturbation de fermeture. Nous négligeons ainsi Tonde avantcourrière très petite, qui, elle, n*a plus rien de commun avec ce qui se passe dans le tube élastique ou le conducteur. Le cas étudié précédemment, de même que ceux que nous allons étudier maintenant, font abstraction complète de cette onde, qui existe cependant. Nous verrons, au contraire, comment on peut réaliser des conditions où cette onde ambiante est la seule utile, celle que nous étudions maintenant devenant négligeable.

Dans le cas actuel, ce que nous allons dire ne s'applique donc raisonnablement qu'aux phénomènes produits au bout d'un temps notablement plus grand que celui qui est nécessaire à la perturbation du milieu ambiant pour aller jusqu'à l'extrémité du conducteur.