I -h 1 ,6 -h 8,641 T -h I ,ooT

Service géographique de l'Armée française.

Section technique de TArtillerie.

[-4-1,3-+- 8,642T -h I ,ooT'

Section française.

[ H-i ,4 -+- 8,639T -h I ,ooT«

Section française.

[-+-1,8-+- 8,6467 ■+■ I ,ooT»

Section française (').

VALEUR DU MÈTRE EN LONGUEURS d'oNDES LUMINEUSES.

Depuis assez longtemps il avait été proposé, notamment par Clerk Maxwell, 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

(*) I^ 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 Conseryatoire 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. (f^oirEOO, p. 23.) .

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 Télasticité de Péther.

Cette longueur d*onde constituerait donc, pour vérifier l'invariabilité du métré, 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 Fizeau pour la mesure des coefficients de dilatation (voir p. 292) : avec la lumière de la soude on ne pouvait mesurer ainsi plus de 12"^ ou i5"™ de longueur.

Cette méthode fut d'abord appliquée avec succès à Tétude 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 de la 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 Ton

Suite des travaux métrologiques, de 1889 à 1900. 409

trouva que dans Tair, à i5*» C. (*) 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 i63,5Xft d'où X« = 0,64384722, Radiations vertes., i — 1966 249, yXr d'où \\ ~ o,5o858240, Radiations bleues . . i = 2083372, iX» d'où Xb = 0,479991 07.

Ces nombres furent obtenus à Breteuil en 1892- 1893. Ils résultent de trois déterminations complètes, dont deux furent faites par M. Michelson, et la troisième par M. Benoît : Técart maximum des trois séries a été de 1,6 longueur d'onde sur 1 553 164, 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 longueur re/jf/ve 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 i hydrogène.

4IO Chapitre XXXIII.

méthode, et Ton 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 7 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.

DÉTERMINATION DE LA MASSE DU DÉCIMÈTRE CUBE d'eaU.

Déjà en 1872 la Commission internationale du mètre avait décidé (Résolution XXVII, p. 3og) de faire déterminer à nouveau le poids du décimètre cube d'eau (^]. Cela paraissait d'autant plus indispensable que certains savants étrangers attribuaient au Kilogramme des Archives une erreur montant jusqu'à 3oo"« par rapport à sa définition théorique. D'ailleurs, cette détermination pouvait être considérée aussi comme constituant un nouveau témoin naturel du mètre.

C'est en 1892 que le Bureau international commença de préparer l'outillage nécessaire, en faisant construire les solides qui doivent être pesés successivement dans Tair et dans l'eau. La forme cylindrique ayant paru la moins difficile à construire, on essaya d'abord d'obtenir de fonte et d'une seule pièce des cylindres creux en bronze : les résultats furent peu satisfaisants, car le travail au tour mit toujours à nu un plus ou moins grand nombre de soufflures ou bulles intérieures.

(*) M. Guillaume a fait une histoire critique des déterminations de cette constante; elle doit être insérée dans T. et M., t. XII.

Suite des travaux métrologiques, de 1889 à 1900. 411

On obtint de meilleurs résultats en construisant ces cylindres au moyen de tubes de laiton épais, aux extrémités desquels on fixa, soudées à Targent, des planches de laiton laminées : ce sont ces cylindres qui furent utilisés dans la suite.

Cette recherche, un peu abandonnée en iSgS et en 1894, fut reprise activement en 1895 et par deux voies parallèles.

On peut, en effet, soit employer des corps relativement volumineux, tels que les cylindres dont nous venons de parler, et mesurer leurs dimensions par la méthode ancienne des palpeurs; soit prendre des corps plus petits mais se prêtant à la détermination plus précise de leurs dimensions.

C'est par cette dernière méthode qu*a procédé M. P. Chappuis (^]j en employant des cubes transparents dont il détermina les dimensions par des procédés interférentiels analogues à ceux de Fizeau et de Michelson, procédés qui ont permis d'atteindre un degré de précision encore inconnu. Il opéra ainsi sur deux cubes de verre, remarquablement travaillés par M. Jobin, et sur un cube de quartz.

Pour le verre, les observations accusèrent, du commencement à la fin, d'abord une petite diminution de masse tenant à la dissolution du verre dans Teau et, en outre, une légère diminution de volume, une faible contraction, attribuable à la même cause qui produit le déplacement du zéro dans les thermomètres.

Le quartz cristallisé ne présente pas les mêmes inconvénients; mais sur les surfaces taillées dans ce corps les macles s'accusent parfois par une brusque différence de niveau qui pourrait rendre

{^) Préalablement M. Chappuis avait fait une nouvelle détermination de la dilatation de l'eau pure; il trouva que le maximum de densité tombe à 4*. o.