VALEUR DU METRE EN LONGUEURS D ONDES LUMINEUSES

Depuis assez longtemps il avait été proposé, notamment par Clerk Maxv^ell, de prendre comme étalon naturel de longueur la longueur d'onde d'une radiation lumineuse déterminée : c'est que, tandis que la contraction graduelle du globe terrestre change la longueur du méridien, ou que les changements moléculaires

(*) Le tirage au sort eut lieu en présence d'un représentant de chaque Etat intéressé, mais il ne porta que sur les mètres 6, 8, 10, 16, 17, les autres étant destinés au Conservatoire pour une raison déjà indiquée, p. 406, note i .

(*) A côté de cette seconde série de mètres à traits nous devons mentionner aussi la construction et l'étude, faite par le Bureau international, de 80 réglettes décimétriques (ou de o™, 10 de long), divisées en millimètres et construites les unes en acier-nickel et les autres en nickel pur. ( ^oir E 00, p. 22.)

4o8 Chapitre XXXIIl.

modifient les dimensions d'une barre métallique, la longueur d'onde d'une radiation doit être plus immuable, car elle ne dépend que de l'élasticité de l'éther.

Cette longueur d'onde constituerait donc, pour vérifier l'invariabilité du mètre, un témoin naturel infiniment supérieur à la relation que l'on a cherché à établir primitivement avec la longueur du méridien et avec celle du pendule à secondes.

Mais pendant longtemps on n'a su mesurer ainsi, en longueurs d'onde, que des longueurs fort petites; et pour cela on employait la disposition préconisée par P'izeau pour la mesure des coefficients de dilatation [voir p. 292) : avec la lumière delà soude on ne pouvait mesurer ainsi plus de 12°"^^ ou i5™™ de longueur.

Cette méthode fut d'abord appliquée avec succès à l'étude des vis des micromètres, etc. Ensuite on se proposa de l'employer pour déterminer la différence de longueur de deux règles à bouts; mais au delà de certaines limites fort restreintes, on se trouvait arrêté par la disparition des franges, à cause delà complexité des sources en apparence les plus simples. Cependant, avec de la lumière produite dans le vide, par décharge électrique, et en choisissant les sources les plus homogènes, M. Michelson put observer encore des phénomènes d'interférence avec des différences de marche correspondant à 20*=™ ou 3o*^"^. Ensuite, complétant cette méthode par un artifice particulier, en répétant les mêmes mesures interférentielles de décimètre en décimètre, il parvint à compter le nombre des ondes correspondant à la longueur du mètre tout entier.

La lumière émise par le cadmium, rendu lumineux par l'étincelle électrique, fut trouvée la plus avantageuse, tant en raison de la distribution de ses raies que de leur homogénéité. Et l'on

Suite des travaux métrologiqiies, de 1889 à igoo. 409

trouva que dans l'air, à i5° G. (^] et à la pression de 0'°, 760, l'unité fondamentale du système métrique est représentée par les nombres suivants de longueurs d'onde X des trois radiations du cadmium.

Radiations rouges., i = i 553 i63, 5Xr d'où >^r = 0,643847 22, Radiations vertes . . i — i 966 249,7)^7 d'où )m = o,5o858240, Radiations bleues . . 1=2083372,1X3 d'où Ab = 0,479991 07.

Ces nombres furent obtenus à Breteuil en 1 892-1893. Ils résultent de trois déterminations complètes, dont deux furent faites par M. Michelson, et la troisième par M. Benoît : l'écart maximum des trois séries a été de 1,6 longueur d'onde sur I 553 164, ce qui correspond presque exactement à \^ sur toute la longueur du mètre, longueur qui se trouve donc fixée à une fraction de micron près. Même en admettant que la précision réelle soit deux ou trois fois plus faible, en raison d'erreurs systématiques cachées (car les conditions expérimentales restèrent à peu près les mêmes dans les trois séries), ce résultat est extrêmement remarquable, surtout si l'on songe aux difficultés de la méthode, abordée d'ailleurs pour la première fois dans toute son étendue.

Avec le comparateur, la XongMQMï relative de deux mètres prototypes peut être déterminée à | ou | de micron près, précision plus grande que celle donnée, pour la longueur absolue, par la méthode interférentielle. Mais, dans le courant même de leurs observations, MM. Michelson et Benoît aperçurent des améliorations qui augmenteraient la précision donnée par cette dernière

(*) Echelle du thermomètre à mercure, en verre dur. Cette température correspond à 14", 93 C. de l'échelle normale ou à hydrogène.

4IO Chapitre XXXIII.

méthode, et l'on a considéré cette première application comme un essai que l'on se propose de répéter dans des conditions améliorées. Alors la précision de cette méthode pourra atteindre aussi le 1 ou le I de micron, de sorte que si le prototype métrique fondamental venait jamais à être altéré, perdu ou détruit, on pourrait le rétablir avec une identité absolue.