À = YT X' = V'T
l. lon,ffueur d'onde dans le fil a été trouvée égale à 2 X 280 = 560 centimètres. D'ailleurs, l'expérience que nous venons de décrire donnait X = 1 500 centimètres.
En portant ces valeurs dans la relation précédente, on obtient à peu près :
X' = 900 centimètres.
Remarquons que, si l'on a Y = Y', on devrait trouver pour X" une valeur infinie.
D'ailleurs, si l'on admet, d'après les anciennes théories, que Y' est infini, on devrait avoir :
Ne trouvant aucun de ces deux résultats, Hertz pensa que la vitesse de propagation est finie, mais différente de la vitesse de propagation dans un fil.
Il faut d'ailleurs bien remarquer que ces expériences don-
nent prise à la critique : c'est ainsi qu'on n'avait même pas assez d'espace pour mesurer une période complète.
De plus, Hertz n'avait pas tenu compte des réflexions sur les murs de la salle où il faisait les expériences. Les expériences ultérieures de Hertz lui ayant montré l'importance de ces réflexions, ce savant a renoncé à sa première interprétation. Je n'ai donc rappelé cette première série d'expériences que pour mémoire.
90. Hertz a ensuite opéré avec des excitateurs donnant des ondes beaucoup plus courtes et a trouvé cette fois que la vitesse dans l'air est égale à la vitesse dans le fil. 11 admettait alors implicitement que la propagation dans le iil dépendait de la longueur d'onde. Ces dernières expériences n'ont d'ailleurs pas été publiées.
91. Expériences du miroir. — Ondes stationnaires. — Hertz entreprit aussi des expériences en supprimantle fil, et en faisant réfléchir sur une plaque métallique les perturbations émanées de l'excitateur et
- en déplaçant un résonateur circulaire entre le miroir et l'excitateur.
Pour nous rendre compte de ce qui se passe il nous faudrait faire une théorie complète du résonateur.
Contentons-nous ici d'un raisonnement sommaire dû à Hertz.
Supposons appliquée en un point M du fil du résonateur {fig. 37) une certaine force électrique; nous aurons la composante utile en la projetant sur la tangente, elle tendra à produire un courant dans le sens indiqué par la flèche.
EXPÉRIENCES DU MIROIR 20:i
Déplaçons le point d'application de la composante MT, en conservant à celle-ci une valeur constante. L'action ([u'elle produira ne sera pas la même en tous les pom(s du résonateur.
Hertz l'ait le raisonnement suivant : en A et B le courant a une valeur très faible, ces deux points étant des nœuds. On peut donc assimiler le résonateur k une corde fixée à ses deux extrémités, c'est-à-dire que l'action de MT sera nulle quand cette composante sera appliquée en A ou en B, maxima au point C et intermédiaire aux autres points.
La salle dans laquelle Hertz fit ses expériences avait 15 mètres de longueur, 14 de largeur et 6 de hauteur ; mais elle était partagée en trois nefs par deux rangées de colonnes de fonte; Hertz opérait dans la nef centrale, dont la largeur était de 8°',50, et admettait que chaque rangée de colonnes agissait comme un mur; peut-être cependant ces colonnes exer- ^^
çaient-elles une action perturbatrice.
Dans le fond de la salle était une sorte de niche, de 1 mètre de profondeur, au fond de laquelle se trouvait placé le miroir métallique, large de 2 mètres et haut de 4 ; de cette disposition du miroir pouvaient encore résulter des perturbations.
L'excitateur était placé verticalement, c'est-à-dire que le fil conducteur portant le micromètre à étincelles était vertical. Ceci a une assez grande importance, car la vibration électrique se trouvait être verticale, c'est-à-dire parallèle à la grande dimension du miroir. C'était surtout dans le sens
204 PROPAGATION DES OSCILLATIONS DANS l'aIR
horizontal qu'on pouvait craindre des effets de diffraction dus à l'exiguïté du miroir.
Le micromètre à étincelles se trouvait situé en face du centre du miroir métallique, à 13 mètres environ de ce miroir^.
Mode de fonctionnement du résonateur. — Le résonateur était disposé tantôt dans le plan de vibration, c'est-à-dire dans un plan vertical passant par l'excitateur et la droite principale, tantôt dans le plan de l'onde, c'est-à-dire dans un plan parallèle au miroir.
Supposons-le d'abord placé dans le plan de vibration, à 80 centimètres du miroir, le micromètre à étincelles étant placé du côté du miroir {/îg. 39), Les étincelles qu'on obtient dans cette position sont assez fortes ; faisons tourner le résonateur de 180° dans son plan, sans déplacer son centre. Dans cette nouvelle position on obtient des étincelles plus faibles que les précédentes. Interprétons ces faits : en C s'exerce une force électrique CD ; en E, une force EF; dans les deux positions les forces sont les mêmes, mais le micromètre est en E dans le premier cas et en C dans le second.
Si nous acceptons les idées de Hertz que nous avons exposées plus haut, nous devons considérer la force CD comme la force la plus active dans le premier cas, EF étant alors inactive, tandis que dans le second cas les rôles sont renversés. Comme les premières étincelles sont plus fortes
FiG. 39.
EXPERIENCES DU MIROIR 20o
que les secondes, on en conclut que la force CD est plus grande que la force EF.
Les faits que nous venons de di-crire ont lieu quand le résonateur est placé à une petite distance du miroir, 80 centimètres par exemple.
Déplaçons maintenant le résonateur à partir du miroir, en répétant pour chaque position la série d'expériences que nous venons de décrire. Près du miroir, les étincelles qui iaillissent quand le micromètre est tourné vers lui sont plus fortes que celles qui jaillissent quand il est du côté opposé. A mesure qu'on s'éloigne du miroir, cette différence diminue, s'annule, change de signe et on observe ainsi des effets alternés se succédant périodiquement.
Supposons-nous en un point où les étincelles ont la même force, que le micromètre soit en C ou en E. Les deux forces CD et EF sont alors égales en valeur absolue {fig. 40) ; cherchons si elles sont ou non de même signe. p^,^ ^o
Supposons-les d'abord de même sens et amenons le micromètre au point G. Les deux forces auront sur le résonateur la même action en valeur absolue, mais ces deux actions tendent à produire des courants de sens contraires et se compensent, c'est-à-dire qu'on ne doit pas observer d'étincelles en G.
Supposons, au contraire, les deux forces égales et de sens contraires ; les actions de ces deux forces, quand le micromètre est en G, s'ajoutent alors et donnent lieu à des étincelles.
Il est facile de se rendre compte que, dans le premier de
206 PROPAGATION DES OSCILLATIONS DANS l'aIR
ces deux cas, la force est maxima ou niinima au point O, qu'occupe le centre du résonateur, tandis que dans le second cas elle est nulle en ce i)oint : dans le premier cas en effet,
la courbe représentant la force électrique aura deux ordonnées symétriques, ce qui indique au milieu un maximum ou un minimum ; autrement dit, ce point est un ventre pour la force électrique.
Dans le second cas, les ordonnées Fici. 4L sont bien égales de part et d'autre,
mais de signes contraires ; en 0 la force est donc nulle et ce point est un nœud pour la force électrique.
Pour la force magnétique, la disposition des nœuds et des ventres est inverse de la précédente. Considérons le premier cas : quand on place le micromètre en (i, on n'obtient pas d'étincelles ; mais l'étincelle peut être produite par deux actions, les actions électrostatique et d'induction. Comme GOH est un axe de symétrie parallèle au cliamp électrique, l'action électrostatique est nulle.
Il reste l'induction électromagnétique, proportionnelle au llux de force qui traverse le cercle du résonateur, c'est-à-dire à peu près proportionnelle à la valeur de la force magnétique au centre 0. Comme il ne se produit pas d'étincelles, c'est que la force magnétique est nulle en () : ce point, qui correspond à un ventre pour la force électrique, correspond donc à un nœud pour la force magnétique.
A'^oici les distances des ventres et des nœuds observés, pour la force électrique :
