CHAPITRE II

LA PHYSIQUE SANS APPAREILS

Tous ceux qui cultivent les sciences expérimentales savent combien il est utile de joindre aux notions théoriques Thabileté manuelle que donne la pratique des manipulations. On ne saurait trop encourager les chimistes et les physiciens à s’exercer à construire eux-mêmes les appareils dont ils ont besoin, et à modifier la disposition de ceux que l’on rencontre dans le commerce. Dans un grand nombre de cas, il est possible de confectionner à peu de frais des instruments délicats, susceptibles de rendre les mêmes services que les appareils les plus coûteux. De remarquables travaux ont parfois été réalisés par des hommes dont les laboratoires étaient simples, et qui, par leur adresse et leur persévérance, savaient faire de grandes choses avec de petites ressources.

La babance de précision, par exemple, cet indispensable outil du chimiste et du physicien, peut se fabriquer d’une façon pratique et économique. Il suffit d’un mince fil de platine et d’une planche de bois pour confectionner une balance de torsion capable de peser le milligramme. 11 ne faut guère qu’un ballon de verre pour façonner une balance hydrostatique très sensible.

La figure 17 représente une petite balance de torsion d’une

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extrême simplicité. Un mince tilde platine est tendu horizontalement à l’aide de deux pitons, au-dessus des deux supports A, B, en bois, découpés dans une planche de sapin. Un levier CD, très léger et très mince, taillé dans du bois, ou fabriqué avec un fétu de paille, est fixé au milieu du fil de platine à l’aide d’une petite pince H, qui l’y maintient solidement. Ce levier est placé de telle façon qu’il s’élève sensiblement au-dessus de l’horizontale. On y a collé, en D, un petit plateau en papier, où l’on place un poids de 1 centigramme. Le levier s’abaisse d’une certaine quantité en imprimant un mouvement de torsion au fil de platine. On a fixé près du bout de ce levier une tige de bois

Fig. 17. — Balance de torsion que l’on peut confectionner soi-même et qui est susceptible de peser 1 milligramme (1/ 10 de grandeur d’exécution). (Page 30.)

Gf’, sur laquelle on marque les deux points extrêmes de sa course. On trace entre ces deux points dix divisions équidistantes. Chacune d’elles représentera le chemin parcouru par la pointe du levier, sous faction d’un poids de 1 milligramme. Une substance d’un faible poids, inférieur à un centigramme, étant donnée, il suffit de la placer sur le petit plateau de papier ; le levier s’abaissera et restera en équilibre après quelques oscillations. S’il est abaissé de quatre divisions, on saura que la substance pèse 4 milligrammes.

En prenant un fil de platine un peu plus gros, auquel on adaptera un levier un peu moins long, on pourra peser le déci-

gramme et ainsi de suite. Il serait même facile de confectionner sur le même modèle des balances de torsion destinées à peser des poids considérables. Le tîl de platine serait remplacé par des fils de fer de grand diamètre, solidement tendus, et le levier serait fabriqué à faide d’une barre de bois très résistante. Dans la limite opposée, on arriverait à apprécier la valeur de

Fig. 18. — Aréomètre de Nicholson, construit pour servir de balance. (Page 32.)

poids très minimes. En donnant une longueur de plusieurs mètres au fil de platine, qu’on prendrait très mince, en y adaptant un levier très léger et très long, il ne serait pas impossible d’apprécier le 1/10 de milligramme. Dans ce dernier cas, la balance pourrait être montée au moment même où l’on voudrait l’employer.

La figure 18 représente un aréomètre de Nicholson que tout le monde peut fabriquer, et qui, tel qu’il est représenté, constitue un autre mode de balance. Un ballon de verre B, rempli d’air, est fermé hermétiquement par un bouchon dans l’axe duquel on

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a fixé une tige de bois bien cylindrique surmontée d’un disque de bois D. Ce système est terminé, à sa partie inférieure, par un petit plateau C sur lequel on peut placer des morceaux de plomb en quantité variable. On le plonge dans un vase de verre profond et rempli d’eau. Les morceaux de plomb du plateau C y sont

Fig. 19. — Asceasiou de l’eau déterminée dans un verre sous la pression atmosphérique. (Page 35.)

posés par voie de tâtonnements successifs, en quantité telle que la tige de l’aréomètre dépasse presque tout entière le niveau du liquide ; on la fait passer à travers un anneau qui lui sert de guide et que l’on a fixé, à la partie supérieure du verre, au moyen de quatre tringles de fer en croix. Cette tige a été divisée de telle façon que l’espace compris entre chaque division représente le volume de 1 centimètre cube. Le système ainsi disposé constitue Tissandier. — Récréations, 4® édition. 3

une balance. En effet, l’objet à peser est placé sur le disque D, l’aréomètre s’abaisse dans l’eau, oscille, puis reste en équilibre. Si la tige s’est enfoncée de cinq divisions, on saura que le poids de l’objet correspond àcgliii des 5 centimètres cubes d’eau déplacés, ou à 5 grammes.

On voit, par les exemples des balances précédentes, qu’il n’est pas impossible de confectionner des appareils de précision avec de menus objets très peu coûteux. Nous allons essayer de démontrer qu’on peut de même faù^e des cxpenences instructives avec rien, ou du moins avec les choses usuelles que tout le monde a sous la main.

Le regretté Balard, que la science a perdu dans ces dernières années, excellait à faire de la chimie sans laboratoire; des tessons de bouteilles, des débris de vaisselles, tout lui était bon pour improviser des cornues, des matras ou des vases à précipiter et pour exécuter ainsi des travaux importants.

Scheele, autrefois, opérait de même : il savait faire de grandes découvertes avec d’humbles outils, et à l’aide de bien faibles ressources. On ne saurait trop s’exercer à imiter de tels maîtres, aussi bien pour enseigner les autres que pour s’instruire soi-même.

11 ne s’agira pas ici de faire des recherches, mais bien d’esquisser un programme d’enseignement, basé sur des expériences de physique amusante, exécutées sans appareils. Nous devons ajouter que nous les avons toutes exécutées et vérifiées ; le lecteur pourra les essayer avec toute certitude de succès.

LA PRESSION DE l’aIR. — LA CHUTE DES CORPS. — l’iNERTIE.