METHODE DU OALVANOMÈTRE BALISTIQUE

mètre balistique dont la déviation mesure la quantité d'électricité constituant la charge du condensateur. Connaissant la (liiïérence de potentiel des deux armatures et leur chaîne, on a iiniiK'diatement la capacité.

146. Méthode des surfaces équipotentielles, de M. Pérot. — M. Pérot a mesuré un certain nombre de constantes diélectriques par une méthode particulière qui paraît donner des résultats différents de ceux obtenus par les autres nK'thodes : elle est basée sur la proposition suivante :

On démontre en électrostatique que les lignes de force dans deux diélectriques contigus ne sont pas dans le prolongement les unes des autres : elles éprouvent une sorte de réfraction.

Ainsi, dans le cas où Fun des diélectriques est l'air, / désignant l'angle des lignes de force dans l'air avec la normale à la surface de séparation, et r l'angle correspondant dans l'autre diélectrique, on a :

tg I = £ . tg r.

En étudiant la réfraction des lignes de force on peut donc mesurer e. C'est ce qu'a fait M. Pérot.

Soit un prisme de grandes dimensions formé de la substance à étudier et un système de lignes de force, parallèles entre elles, aboutissant normalement à la face AB. Puisque i = o, il en est de môme de r, et la seule réfraction se |)r(tcluit sur la deuxième face A(].

Comment déterminer la direction des lignes de force? On utilise pour cela la propriété des surfaces équipotentielles d'être normales aux lignes de force. Soit une plaque eonduc-

300 PROPAPtATION DKS oscillations ELECTRIQUES

trice AB mise en communication avec le sol et une autre plaque isolée CD, parallèle à la première. Supposons qu'on déplace CD parallèlement à AB ; pendant ce déplacement, il peut se produire deux choses : ou bien le potentiel de CD varie, et alors la charge du condensateur AB. CD varie aussi ; ou bien le potentiel de CD reste fixe, et alors la charge reste

FiG. 76.

également fixe (ce qu'il est facile de vérifier expérimentalement).

Or la condition pour que le déplacement de CD dans son plan ne fasse pas varier son potentiel est que ce déplacement ait lieu suivant une surface équipotentielle. Ce procédé permet donc de savoir quand les plaques AB et CD sont dans la direction des surfaces équipotentielles, et par suite de déterminer la direction des lignes de force et d'étudier la réfraction.

147. Résultats. — Les résultats ne sont guère d'accord. Il existe d'abord une cause de divergence connue depuis longtemps: c'est la pénétration des charges à travers les diélectriques, dont l'effet est de donner pour e des valeurs trop grandes ; aussi a-t-on cherché à opérer au moyen des

oscillations hertziennes; on pouvait espérer trouver des nombres plus faibles, se rapprochant plus du carré de l'indice optique, puisque la rapidité de la charge s'opposait à la pénétration.

I.es premières expiM-ienccs dans ce sens sont celles de M.J.-J. Thomson.

11 a trouvé pour le verre, au lieu de 3 à 4, valeur donnée par les méthodes statiques, le nombre 2,70, qui est bien intermédiaire entre le nombre précédent et le carré de l'indice optique.

Puis M. Lécher lit des expériences avec des périodes de trois valeurs différentes :

3.10"^ secondes (oscillations hertziennes); iJ.lO^-* (oscillations dune bobine de Ruhmkorlï;; 5 10""^ (par la méthode de Gordon).

Voici ses résultats pour les valeurs de s :

Vali'ur lie la période

li.lO - i

;;.ii)->

Verre

Pétrole

On voit que pour le verre les résultats de M. Lécher sont tout différents de ceux de M. Thomson, puisque la valeur trouvée avec les oscillations les plus rapides est la plus

grande.

M. Blondlol a trouvé en opérant avec les oscillations hertziennes 2,8, nombre à peu près identique à celui qu'avait trouvé M. Thomson.

MM. Rubens et Avons donnent les indices optiques et les valeurs de e trouvées par une méthode statique et, d'autre part, au moyen des oscillations hertziennes, pour l'huile de ricin, l'huile d'olive et le pétrole.

Huile de ricin . . .

Huile d'olive. . . .

Pétrole

Carré de rindice optique

£ (nsci Hâtions)

£ (méthode statique)

Les valeurs de e se trouvant dans la colonne du milieu sont bien comprises entre les valeurs des deux autres colonnes.

M. Pérot trouve que e varie plus vite avec la période que ne l'indiquent les résultats de MM. Rubens et Arons. Ainsi voici les résultats obtenus avec un échantillon de verre :

Période. . . . 72.10-'» 334.10-"^ 880.10^<o Valeur de e. . 2,71 4,82 6,33

M, Pérot pense que les résultats de MM. Arons et Rubens ont été entachés d'erreur à cause de faibles traces d'eau contenues dans les liquides dont ils se servaient ; l'hygroscopicité du verre a une influence considérable.

Avec la méthode des surfaces équipotentielles, M. Pérot a trouvé pour le verre :

Ce résultat est très intéressant : il prouve que cette méthode essentiellement statique donne des résultats diffé-

rents de ceux donnés par les autres méthodes statiques et concordant avec le carré de l'indice optique.

M. Pérot en conclut (|ue les diélectriques compris entre les armatures d'un condensateur sont le siège de phénomènes particuliers : une sorte d'électrolyse se produirait, dont les effets augmenteraient avec la durée de la charge, d'où les variations constatc'-es pour £. Mais ceci n'aurait aucune influence sur la direction des lignes de force, de sorte que la constante diélectrique que l'on mesure par la méthode des surfaces équipotcntielles serait la vraie constante diélectrique ayant la valeur que lui assigne la loi de Maxwell.

Les expériences de jNLM. Arons et Uubens conduiraient au contraire à penser que la constante diélectrique déterminée pour des oscillations plus ou moins rapides varie peu et à construire une sorte de courbe de dispersion peu inclinée.

Pour la résine, on a trouvé les nombres suivants :

Carré de l'indice optique 2

Par les surfaces équipotcntielles . ... 'l.l

Avec les oscillations lierlzi(;nnes. ... 2,1S2

Par le galvanomètre balistique 2,03

Par une autre méthode statique 2,<SH

Par la métliode d'altraction o,M

Pour Talcool, l'eau et la glace, nous allons reiicontrer des divergences encore plus considérables.

Alcool. — 1" Les méthodes statiques ont donné pour \/& des nombres voisins de 4,9, c'est-à-dire bien différents de l'indice optique.

2° Cependant M. Stchefjtiœf, employant hi méthode de Gordon avec les oscillations produites par une bobine de

Ruhmkorfï, a trouvé pour \t un nombre voisin de l'indice optique.

3" Les méthodes fondées sur l'emploi des oscillations hertziennes, ont donné une valeur voisine de 4.9.

Eau. — 1° M. Gom/, par la méthode de l'attraction, a

trouvé :

La valeur de s. varie, bien entendu, avec les impuretés contenues dans l'eau et la rendant plus ou moins conductrice ; 80 est la valeur vers laquelle tend e quand la conductibilité de l'eau tend vers 0.

M. Lécher a trouvé la constante diélectrique trop élevée pour pouvoir être mesurée par sa méthode.

M. Cohn a mesuré e en cherchant la longueur d'ondé dans un fd plongé dans l'eau. 11 a trouvé que s dépend de la conductibilité de l'eau et de la température.

Voici quelques-uns de ses résultats, la conductibilité X étant exprimée avec les unités employées par Hertz :

Pourune eau doubla conductibilitéestX = T-IO^^**. e = 73,5

Pour X = 455.10- '0 t = 78,5

A la température de 9° e = 76

Avec la même eau à 30*" e = 67

En somme, ces nombres sont voisins de celui indi([ué par M. Gouy.

Un seul expérimentateur a trouvé pour e un nombre voisin du carré de l'indice optique, s = 1,75.

Glace. — Une métliode statique a donné :

£ = 78, nombre voisin de celui trouvé par M. Gouy pour l'eau.

RESUT.TATS 305

M. Blondlol, eu einployaut les oscillations iicrtziennes, a trouvé au contraire :

et M. Pérot, par la même méthode, a obteim un nombre voisin du précédent.

()n voit qu'il y a ici une différence énorme entre le nombre de MM. Blondlot et Pérot, d"une pari, et le nombre 78, d'autre part.

148. Réfraction des ondes électromagnétiques à travers les diélectriques ('). — Les diélectriques ont sur les ondes électromagnétiques d'autres effets que la variation de vitesse, effets qui sont les conséquences de cette variation .

Ainsi nous avons déjà parlé de leur réfraction à travers un prisme.

On a varié l'expérience en remplaçant le prisme par une lentille et en constatant une concentration des ondes dans le voisinage du foyer. Cela d'ailleurs ne nous apprend rien de plus. Étudions maintenant un autre effet des diélectriques, la réflexion à leur surface.

149. Réflexion à la surface de séparation de l'air et d'un diélectrique. — M. Troulon {-) a d'abord étudié la réflexion sur une lame de verre et n'a pas trouvé trace de vibrations réfléchies, ce qu'on peut expliquer de la façon suivante. La réflexion des ondes lumineuses sur une lame mince donne lieu au phénomène des anneaux colorés. Si la

(1) LoDGE et HoWARu, l'/tilosop/tical Muyazinc, l. X.WllI. p. 4S. — Lumière éleclrique.

(2) Trouton, Sature, t. XXXIX. p. :i01, et t. XL, p. 22S. — Lumière électrique, L y ^'y^, p. ai") e XLI. p. 22;J.

LES OSCILLATIONS ÉI.KCTlUnLES. 20

lame est très mince par rapport à la longueur d'onde, sur toute sa surface s'étendra le centre noir des anneaux.

C'est ce qui se produit ici : la lame de verre employée étant d'une épaisseur très faible par rapport à la longueur d'onde, les rayons réfléchis sur les deux faces interfèrent d'une façon complète et on peut dire qu'il n'y a pas réflexion.

MM. Ruhens et Avons ont constaté que des lames de verre minces placées entre un résonateur et un excitateur ne modifiaient pas l'action de ce dernier; en effet, les vibrations n'étant pas réfléchies, d'après ce que nous venons de voir, sont transmises sans affaiblissement.

Dans quelques expériences on a cependant observé des traces de réflexion, en opérant avec des lames très minces de verre: c'est que le verre employé n'était probablement pas un isolant parfait et avait par suite un certain pouvoir absorbant, ce qui permettait à la réflexion de se produire, les interférences n'étant pas complètes.

M. Trouton a constaté une réflexion des ondes électromagnétiques sur un mur d'environ un mètre d'épaisseur.

Il a aussi opéré avec des lames de paraflîne ; avec une lame de 2 centimètres d'épaisseur, il n'obtenait aucun résultat. La concordance entre les rayons incidents et les rayons réfléchis se produisait, dans les conditions où il opérait, pour une épaisseur de 13 centimètres.

11 s'attendait à n'obtenir aucun résultat avec une lame de 26 centimètres, mais il ne put observer nettement cet effet à cause de l'influence de l'absorption.

150. Position du plan de polarisation. — Nous avons à considérer ici de\ix sortes de vibrations les vibrations: électri-