OXDES ÉLECTRIQUES LE LO.\G DES FILS

On constate aisément que la distance qui sépare une section ventrale de la section nodale suivante est constante, si bien que ces différentes sections ventrales et nodales sétagent entre l'excitateur et l'écran métallique et partagent leur distance en une suite de segments éoaux.

On nomme loni^iieiir ifonde le double de la distance ([ui sépare deux sections ventrales ou deux sections nodales consécutives.

Ondes électriques le long des fils. — Au lieu de laisser les ondes électriques émises par lexcitateur se propager librement dans tout l'espace environnant, on peut concentrer le champ hertzien à l'aide de deux lono-s lils de cuivre parallèles tendus à partir de l'excitateur. ° v

A cet effet on dispose parallèlement aux plaques de l'excitateur ■^' et il quelques centimètres de ces plaques deux plateaux métalliques (^"^^^^u auxquels sont réunis par une de 1 leurs extrémités les deux fils con- j m j ducteurs f, f. qui doivent concentrer le champ (fig. 3 . V I

Dans ces conditions un résonateur R dont le plan est maintenu i perpendiculaire h la direction des ; \ fils et qui est graduellement éloi- | ; gné de l'excitateur présente les

, , -, Fig-. J. — Ondi>s l'ioftiiques

mêmes phénomènes que lors de jp ],^„„ jp^. g|j,

son déplacement entre l'excitateur

et le plan d'un écran métallique. On constate des alternatives de fonctionnement et d'extinction du micromètre dans des régions fixes séparées par un intervalle constant. Comme dans le cas précédent le résonateur met en

lo PRODUCTIOy ET OBSERVATIOy DES OXDES ELECTRIQUES

évidence les ondes électriques stationnaires déterminées dans le champ hertzien par la réflexion des ondulations électriques à l'extrémité des deux fils conducteurs cjui y sont tendus. Mais dans le cas actuel par suite de la concentration due à la présence des fils les phénomènes sont hien plus intenses que prf'cédemment et en faisant usage de fils conducteurs suflisamment longs on peut les observer à des distances de l'excitateur de beaucoup plus grandes que lorsque l'on se contente de produire des ondes stationnaires au moyen d'un écran métalli([ue.

Résonance multiple. — MM. Sarasin et de la Rive (') qui ont répété les premiers les expériences de Hertz, en concentrant le champ à l'aide de deux fils parallèles, ont en outre montré que si, dans le même champ, on déplace plusieurs résonateurs de longueurs différentes, chaque résonateur partage la longueur totale des fils en un certain nombre de concamérations de longueur constante pour chacun des résonateurs, mais de longueur variable d'un résonateur a l'autre.

C'est ce phénomène qu'ils nomment phénomène de résonance multiple et dont ils donnent l'interprétation suivante : Un même excitateur de Hertz émet tout un cortège d'ondulations électriques de longueurs d'onde différentes et chaque résonateur, déplacé dans le champ de l'excitateur, ne renforce que les ondulations correspondant à sa période propre et par suite ne décèle que ces ondulations à l'exclusion de toutes les autres.

M. Poincaré (-) et M. Bjerkness ('^) ont montré depuis,

(') Sarasin et de la Rive. Sur la résonance multiple des ondulations électriques [Archires de Génère, 3" période, t. XXIII, p. ii3, 1890).

(") H. Poincaré [Comptes rendus de V Académie des Sciences, août 1890).

(') Y. Bjerkness. Ueber die Dampfung- schneller elektrischcr Schwingungen (IViedemann's Annale», t. XLIV, p, 74, 1891).

DIVERSES FOBMES DEXCITATEIRS n

le premier, par des considérations théoriques, le second, au moven de très soigneuses expériences, que ce fait de la résonance de plusieurs résonateurs de longueurs différentes dans le champ créé par un même excitateur peut s'expliquer par un effet d'amortissement. Toutefois il est à remarquer que conformément aux résultats de l'étude expérimentale de Nils Strindberg ('), reprise récemment par M. Décombe ("), on doit retrouver le phénomène de la résonance multiple tel que l'ont décrit MM. Sarasin et de la Rive, lorsqu'on emploie des résonateurs constitués par des tiges de métal de diamètre notable (supérieur îi i mm).

Diverses formes d'excitateurs. —Excitateurs de Hertz. L'excitateur employé tout d'abord par Hertz était constitué par deux sphères de zinc de 3o cm de diamètre, munies chacune, dans le prolongement d'un ravon, dune tige de métal terminée par une boule de laiton parfaitement poli de 3 cm de diamètre. La longueur de chacune des tiges pouvait varier de 5o cm à j5 cm si bien que la distance des centres des sphères (fig- 4) variait entre i m et i ,5o m.

Hertz employa également des excitateurs à plaques carrées (fig. i), en laiton, munies, sur l'un des côtés, d'une tige métallique terminée par une boule. Deux modèles de cet excitateur ont été utilisés par Hertz ; dans l'un d'eux les plaques mesuraient ^o cm de côté, la distance des

— Excitateur de Hertz.

(') Nils Strindb'^rg. Sur la résonance multiple des oscillations élec triques {Arcliives de Genèt'e. 3" période, t. XX.Vll, p. 129. 1894).

{-] Dkcombe. {Annales de Pliysique et Cfiimie. t. XV, p. i56, 1889.)

12 PRODiCTIOy ET OBSERVATIOy DES OXDES ELECTRIOiES

centres des plaques était d environ i ni, dans l'autre les plaques avaient 20 cm de côté.

Enfin Hertz a emplové un excitateur constitué simplement par deux cylindres de laiton de i3 cm de longueur et de 3 cm de diamètre dont les parties en regard étaient terminées par des sphères de 1 cm de ravon.

Perfectionnement de MM. Sarasin et de la Rive. — Avec ces diflercnts excitateurs l'étincelle de décharge éclatait dans l'air entre les boules de laiton maintenues aussi parfaitement propres que possible. L'étincelle doit en effet éclater brusquement et dans un temps très court. Pour cela il faut que les deux conducteurs de l'excitateur soient à une distance convenable, que l'étincelle éclate entre deux boules, de préférence creuses, dont les surfaces soient bien polies. Si ces conditions ne sont pas remplies l'étincelle est mauvaise et l'excitateur fonctionne mal. On reconnaît que les conditions voulues sont réalisées ;t l'aspect des étincelles et au son qu elles produisent. Les étincelles doivent être iVuu éclat blanc él)louissant et produire un bruit sec comparable ii celui dune explosion. Lorsque létincelle éclate dans l'air, les

Fiff. /). — Perfectionnomeiit <io MM. Sarasin et de la Rive.

boules de décharge nécessitent un nettoyage fréquent. MM. Sarasin et de la Rive en faisant éclater létincelle dans l'huile de vaseline ou dans l'huile de pétrole ont

DIVERSES EORMES D'EXCITATEURS i3

rendu rexcituteur bien plus puissant. Les nettoyages incessants ne sont plus nécessaires, les surfaces en rcçraril ne s'oxvdant plus, les étincelles oagnent donc en réaularite. De plus, la présence de l'huile permet d'obtenir entre les boules pour une même distance un potentiel explosif plus griiiul que dans Tair. L'excitateur peut être disposé comme le représente la figure 5 ; les tubulures a, Z», permettent de remplir dluiile et d'évacuer aisément le manchon de verre m.

Excitateur de M. Blondlol. L'excitateur de ^L Blondlot (') diffère peu de l'excitateur a plaques de Hertz. Les

Fig. (i. Fig. 7.

Excitateur de M. Blondlot. Mode éleclro- Mode électi-osla tique de conrendynamique de concentration. tration du champ.

deux plaques A, B. qui forment capacité sont parallèles au voisinage l'une de l'autre et les tiges t, t qui les réunissent aux boules h, b ^fig. 6: alFectent la forme de demi-circonférence. Ce qui est différent c'est le mode suivant lequel le champ hertzien concentré par deux fils parallèles est emprunté à l'excitateur.

(') Blondlot. {Jininml de l'/n/sir/iie. p.- i^érie. t. X. ]>. :'>4<(.)

i4 PRODUCTION ET OBSERVATIOX DES ONDES ÉLECTRIQUES

Au lieu de joindre chacun des fils a des plateaux métalliques voisins des plaques A, B et qui leur sont parallèles, ce qui constitue le mode de concentration dénommé électrostatique (fig. j), M. Blondlot réunit ensemble les deux fils. Ces fils forment une circonférence voisine des tiges circulaires /, / de l'excitateur (fig. 6) et qui n'en est séparée que par un tube de caoutchouc dans lequel les fils sont engainés et qui les isolent de l'excitateur. Ce mode de concentration du champ est dit mode èleclrodyiiamiqiie.

Excitateur de M. Lodiie. — Une variante de l'excitateur à sphères de Hertz a été réalisée par M. Lodge qui supprime les tiges dont sont munies les sphères employées par Hertz. L'excitateur se réduit alors ii deux sphères entre lesquelles éclate l'étincelle.

Excitateurs de M. Ri^hi, de M. Lehedew. de M. Bose. — Les difl'érents excitateurs qui viennent d'être décrits ont des dimensions telles que les longueurs d'onde des oscillations électriques qu'ils excitent sont de l'ordre de grandeur du mètre. (Le grand excitateur de Hertz produit des oscillations dont la longueur d'onde atteint 6 m ; le petit excitateur cylindrique fournit des oscillations lo fois plus rapides, c'est-à-dire dont la longueur d'onde mesure 60 cm.)

Dans le but de répéter à 1 aide des oscillations électriques la plupart des expériences de l'optique, les physiciens se sont ingéniés ii constituer des excitateurs émettant des ondes de longueur de plus en plus réduite. Comme il est démontré que la vitesse de propagation des oscillations électriques dans 1 air et le long des fils métalliques est égale a la vitesse de la lumière dans le vide, pour obtenir des ondes électriques permettant de répéter les expériences de l'optique, il faut faire en sorte que la période des oscillations fournies par les excitateurs se rapproche de la valeur admise pour la période des ondes lumineuses.

¥ig. 8. — Exciliiteur de M. Righi.

DIVERSES FORMES D'EXCITATEURS i5

La formule de lord Kelvin indique pour la période T des oscillations électriques.

T = 2- v/ LC"

On doit donc cliercher a constituer le condensateur électrique qui constitue un excitateur, de manière qu'il présente une capacité aussi laible que possi])le.

Dans ce but ^1. Righi (') constitue l'excitateur par deux sphères de 4 cm de diamètre, baignant en partie dans Ihuile afin de conserver aux oscillations produites une intensité su I lisante. Ces sphères (fig. 8) sont excitées à l'aide de deux sphères plus petites a, b reliées à la source d'électricité qui entretient l'excitateur imachine statique ou bobine d'induction). Des trois étincelles qui éclatent entre les sphères a, A, B, b, celle située entre A et B doit seule présenter le caractère oscillatoire. A cet effet la distance entre A et B est de i mm seulement alors que la distance entre a et A, entre B et Z» est de 2 cm.

A l'aide de cet excitateur M. Righi obtient des oscillations dont la longueur d'onde n'excède pas lo cm. En faisant usage de sphères A et B de o,8 cm de diamètre la longueur d'onde n'est que de 2,5 cm.

Enfin M. Lebedew d'une part, M. Bose d'autre part, sont arrivés à réaliser des excitateurs produisant des oscillations dont la longueur d'onde n'atteint pas plus de 6 mm.

ht

Excitateur do M. Lebedew.

(') A. Righi. L'optique des oscillations électriques {Archives de Genève, 4« période, t. IV, p. 401, 1897).

iG PRODUCTION ET OBSERVATION DES ONDES ÉLECTRIQUES

L'excitateur de INI. Lebedew (fig. 9) est rormé de deux cylindres de platine a, h, de i,3 mm de longueur et de 0,5 mm de diamètre soudés dans des tubes de verre ii\ i^. Ces cylindres sont excités par deux fils f, f en communication avec les bornes d'une bobine d'induction par l'intermédiaire d'un condensateur. Cet excitateur est placé sur la ligne locale dun petit miroir cylindrique de () mm de longueur focale. Le miroir et l'excitateur sont immergés dans du pétrole.

L'excitateur de M. Bose est un excitateur à trois sphères de platine A,B,C (fig. loi, dont la sphère centrale a

, 0,78 cm de diamètre et est isolée. Les

i deux sphères A et C communiquent avec

|szQi

-Oc

h» source d'électricité. Les étincelles éclatent dans l'air. Pour que les surli},'. Kl.— LxciiaUur fgces en reaard des sphères ne s'altèrent

de M. Bose. ^, ^ '

pas, l'interrupteur de la bobine d induction est commandé ii la main. On ne produit pas ainsi une suite ininterrompue d'étincelles, mais une série d'intensité décroissante qui, sans user les sphères, produisent des oscillations qui, malgré leur faible intensité, agissent sur le résonateur que nous décrirons plus loin, grâce il la grande sensibilité de cet appareil- Divers modes d'observation de la résonance électrique. — Rcsonaleur de Hertz. — Le résonateur de Hertz est, ainsi qu'il a été dit plus haut, simplement constitué par un cerceau (fig. 2) ou par un rectangle de métal présentant une interruption en un point. L'une des extrémités de la tige qui forme le résonateur est arrondie et polie, l'autre extrémité porte une vis micrométrique dontlapointepeutvenir buter contre l'extrémité arrondie. Une graduation pratiquée sur la tête de la vis permet d'apprécier l'intei-valle micrométrique. La vis peut être manreuvréc à l'aide d'une clef d'ébonite c (lig. ii et 12).