DEUXIÈME PARTIE

ÉTUDE OPTIQUE DE LA SURFACE LIBRE. — MÉTHODES D'EXAMEN QUI EN DÉRIVENT.

1. Dans une nappe liquide, siège de la circulation permanente décrite, les surfaces isobares ne sont plus des plans horizontaux; en particulier, la surface libre n’est pas plane : les dépressions et les soulèvements qu’elle pré sente, par rapport au niveau moyen, sont régulièrement distribués et en relation simple avec la circulation interne, le sens de cette relation pouvant d’ailleurs être facilement prévu; mais, au point de vue expérimental, leur ordre de grandeur reste très faible, de of, 5 au plus pour une épaisseur de 1°", dans les conditions les plus favorables. Il n’y avait donc pas à s’en préoccuper dans les mesures d'épaisseur effectuées avec une erreur moyenne de 2H ou 3. Toutefois, les courbures sont déjà assez prononcées pour que l’on s’aperçoive du défaut de planéité, en regardant, sous une incidence très oblique, l’image d’objets rectilignes, la surface libre formant miroir : l’image paraît régulièrement ondulée.

Dans le régime permanent limite, la surface libre offre exactement les mêmes éléments de symétrie que la circulation interne : son étude purement géométrique, sans que l’on sache rien de la circulation, eût donc conduit à définir exactement la même périodicité.

Cette étude a été faite par des procédés optiques très variés, plusieurs d’entre eux, d’ailleurs, nécessitant des dispositions expérimentales communes. La plupart ont eu leurs résultats enregistrés photographiquement.

2. Première méthode optique. Déformation des images d’un réseau quadrillé par réflexion sur la surface libre. — Le dispositif consiste à faire en sorte

que chaque point de l’image soit fourni par une surface réfléchissante aussi petite que possible. Une telle correspondance ponctuelle est nécessaire, pour que les inégalités de la surface ne se compensent pas en moyenne (t).

L'objet (fig. 10) est une toile métallique quadrillée Q

Fig. 10.

à mailles carrées très régulières et très fines, placée dans le plan focal d’une lentille collimatrice L: ce réseau est éclairé vivement par un faisceau convergent F (soleil ou arc électrique) qu'un miroir M renvoie dans la direction de l’axe optique du collimateur. Immédiatement au-dessous

(:) C’est, en somme, l’application à l'étude des petites déformations d’une surface plane d'une des méthodes employées par Foucault pour les miroirs concaves des télescopes (Ann. de l’Obs. de Paris,t. V; 1858).

de la lentille collimatrice, on a disposé un écran E ne présentant qu'un trou circulaire de 0"”,5 de diamètre. La distance d, comptée sur l’axe optique, comprise entré cé diaphragme et la surface libre, doit être au moins égale à la surface focale f de la lentille L. La fig. 11 montre suffisamment comment on peut modifier le dispositif pour que la réflexion ait lieu sous une incidence presque normale; dans la fig. 10, l'incidence est de 15° environ. Le faisceau réfléchi est recueilli, soit par une lunette R, soit par un objectif photographique O. Dans les deux cas, on met au