IV. — Description d’une mesure

$ 44. Technique de suspension des tiges. — La tige à étudier doit

être accrochée au système de suspension intermédiaire. A cet effet on glisse sur l’une de ses extrémités un petit cylindre de laiton, creux, sur la moitié de sa longueur et muni à son autre extrémité d’un petit crochet à angle aigu. Ce cylindre est soudé sur la tige. Le petit crochet est inséré dans celui qui termine la suspension intermédiaire où il est maintenu en position fixe au moyen d’une gouttelette de paraffine solidifiée. La tige suspendue, dont l’axe magnétique coïncide avec l’axe géométrique, devra être absolument verticale si on veut éviter l'apparition d’une nouvelle composante horizontale de moment magnétique due à une suspension dissymétrique. Or l'axe de la tige est vertical lorsque la droite passant par le centre de gravité de la

tige et son point de suspension, c ’est-à-dire le point porteur du petit no hel coïncide avec l’axe géométrique de la tige. Le problème revient donc à placer la tête du crochet sur cet axe. îl a été résolu de la façon suivante :

La tige munie de son crochet est placée horizontalement sur un chevalet Celui-ci possède deux points d'appui constitués par des encoches en forme de V. Leur écartement est calculé de façon à faire coïncider approximativement les deux points d'appui avec les pôles magnétiques de la tige ; ces pôles se situent vers les extrémités de la tige, au dixième environ de sa longueur totale. Le point de suspension du crochet est visé à travers un microscope vertical de faible grossissement dont l’oculaire est muni d’un réticule. Le crochet est ensuite déplacé par flexion jusqu’à ce qu’une rotation de 180° de la tige ne produise plus de déplacement latéral apparent du point de suspension du crochet dans l’oculaire. On procède de la même façon après avoir fait pivoter le microscope de go° dans un plan perpendiculaire à l'axe de la tige. Cette dernière opération achevée, le point de suspension doit se trouver sur l’axe de la tige homogène.

Ces tiges mises en place dans l’appareil possèdent effectivement un très petit moment horizontal. On peut se rendre compte de sa faible importance lorsqu'on observe la déviation que subit la tige aimantée sous l’action de la composante horizontale du champ terrestre. Nous avons constaté des déviations du spot de l’ordre de 5 à 20 mm. pour des tiges faites de substances magnétiques douces. Des tiges à grand moment horizontal, comme celle en cobalt, donnent lieu dans les mêmes conditions à des déviations de plus de 1 m.

$ 45. Les réglages préliminaires. — L'expérience est précédée des différents réglages qui ont pour but la compensation du champ terrestre et celle de la composante horizontale du champ de la bobine d'induction. En général nous avons commencé ces réglages aux environs de 22 heures lorsque vibrations terrestres et champs magnétiques perturbateurs sont réduits à des proportions supportables. Parmi ces derniers il faut citer ceux qui proviennent des courants terrestres des lignes de tramways et dont les manifestations se reconnaissent à la ane par leurs apparitions périodiques assez brèves et qui par là sont moins gênantes pour les réglages.

Ceux-ci débutent par la compensation de Le composante horizontale du champ terrestre. On ne l’entreprend que lorsque tous les appareils électriques auxiliaires tels que lampes, redresseurs, amplificateurs, inverseurs ont été mis en marche; on compense ainsi avec le champ terrestre leur composante horizontale de champ qui même à 2 m. de distance du système oscillant ne s’est pas avérée comme négligeable. La compensation est faite, soit à l’aide du magnétone soit au moyen du moment horizontal résiduel de la tige. Le

champ est compensé lorsque l’inversion du moment ne se traduit plus par un déplacement de la position d'équilibre du spot dont les déplacements sont contrôlés par lecture à la loupe.

Cette opération achevée, on détermine la position d'équilibre réelle du système. On l’observe lorsqu'on maintient la tige désaimantée dans un champ nul. Le système oscille alors sous la seule influence du couple de torsion du fil de quartz autour de sa position de repos réelle. Celle du spot est mise en coïncidence avec le zéro d’une échelle symétrique. On mesure ensuite la période du système ; cette période désignée par Too (H,—0, M — 0) sert au calcul du moment d'inertie de Ft tige et est utile pour la suite des réglages.

L'axe de la bobine d'aimantation possède en général une certaine inclinaison qui se manifeste par la composante horizontale de champ qui en résulte. Celle-ci sera nulle lorsque l’axe de la bobine sera en position verticale. Cette position sera atteinte lorsque la position de repos du spot et la période du système dans le champ de la bobine seront identiques à celles du système désaimanté oscillant dans un champ nul. Le changement de période est entraîné par celui du couple de rappel qui en présence de couples magnétiques additionnels devient : c MH. Pour déplacer l'axe de la bobine on dispose de deux des vis de son support, la troisième laissée fixe détermine la position en hauteur de la bobine. Les deux vis utilisables confèrent à l’axe de la bobine 2 degrés de liberté qui permettent de satisfaire aux deux conditions précitées. On agira donc sur l’une des deux vis pour ramener le spot au zéro de l” ie Le moment horizontal résiduel de la tige et son axe de rotation se trouvent alors avec la composante horizontale du champ de la bobine dans un même plan. En agissant sur la deuxième vis on cherche ensuite à ramener la période à sa valeur T59. On agit ainsi successivement sur les deux vis jusqu’à atteindre l'identité recherchée des périodes et des positions d'équilibre. L'égalité des deux périodes peut être réalisée à 1 ou 2 millièmes près si le moment magnétique horizontal résiduel de la tige se trouve dans les limites indiquées plus haut. Les réglages seront achevés lorsqu'une inversion du champ ne déplacera FI le spot du zéro de l'échelle. De légères retouches des courants de compensation du champ terrestre sont quelquefois indispensables.

£ 146: Une mesure. — La fente dont l'ouverture a été réglée à quelques dixièmes de millimètre est mise en place de façon à coïncider avec la position de repos de l’image du filament. Le système suspendu est enéite mis en oscillation à l’aide d’un fort champ horizontal momentané qui agit sur la composante horizontale résiduelle du moment magnétique de la tige, après quoi l’inverseur automatique piloté par le mouvement oscillatoire est mis en marche à son tour.

L'amplitude des oscillations augmente d’abord rapidement puis atteint asymptotiquement, en un quart d'heure environ, sa valeur limite. Celle-ci peut légèrement varier au cours du temps, jusqu’à 0,5 o/o en 10 minutes, sous l'influence de vibrations ou de champs magnétiques extérieurs momentanés. Au cours d'expériences faites vers les 2 heures du matin, ce qui nous a semblé être l'heure la plus propice pour nos mesures, nous avons toutefois pu observer des amplitudes d’une constance remarquable pendant plus d’une demiheure. On vérifie la constance des réglages pendant l'expérience par le contrôle régulier de la période du système oscillant, période que nous désignons par T,. Lorsque l'amplitude gyromagnétique est mesurée, on inverse les fils d’amenée du courant et on recommence l'expérience. Les différences d'amplitude observées pour les deux mesures sont habituellement très faibles. Elles correspondent à deux

(2 op, “ a valeurs de p — ; la différence de ces déux valeurs permet de juger du

fonctionnement de l'appareil. Ce critérium a été introduit par Barnett (10) qui dans ses mémoires désigne cette différence par 1 — II.

Nous avons quelquefois répété l'expérience après avoir fait effectuer à la tige un renversement d’azimut : la tête de torsion de l’appareil est tournée de 180o° ce qui a pour effet de diriger le moment permanent horizontal de la tige dans le sens opposé. Les différences

. e ee ñ constatées pour les deux valeurs de p—— ainsi obtenues sont extrê-

mement faibles, inférieures aux erreurs d'observations individuelles: Nous n'avons donc pas jugé utile de poursuivre cette pratique.

Le moment magnétique est mesuré, comme il a été décrit antérieurement, au cours de l'expérience; le décrément est enregistré après arrêt de l’inverseur automatique.

Le tableau I donne en exemple les valeurs détaillées des différentes grandeurs relatives à une mesure effectuée sur un nickel pur provenant du carbonyle. Nous avons fait figurer au tableau les trois valeurs utiles de T : To, Th, T5, qui different très peu, le moment magnétique M, le moment d'inertie I, le décrément logarithmique à divisé par la période correspondante, la double amplitude 2A lue et réduite à l’arc, la distance effective / du miroir à l’échelle, corrigée pour tenir compte de la présence des plaques de verre qui se trouvent sur le passage du spot. Toutes les grandeurs sont exprimées en unités c. g. s. et sont accompagnées de leurs erreurs absolues. Les nombres placés sous [et Il sont ceux obtenus pour les deux mesures faites avant et après inversion des fils d’amenée du courant à l’inverseur. À partir de ces données on calcule 4 à l'aide de T# formule :

___ 2m 2MT.4/ Lo Ut

CONSTANTE GYROMAGNÉTIQUE DES ÉLÉMENTS FERROMAGNÉTIQUES pl)

TABLEAU I = =: =" es — ss a ET - — ee —— 5 : Tm r Ô : e Ni Too r M I TO 4 — è LT 2A l g pt | I 2,966 |2,969! 2,964| 266,8 0,1317 6,387 10,44| 227,0 1,997 1,002 Æ 0,3) + 3,10 4|+ o,o18|+ o0,02|+ o,1|+ 0,018|+ 0,009 PE a mere 0002 IL 2,966 |2,970| 2,964| 266,3 0,1317 6,387| ro,40| 227,0 2,000 1,000 Æ 0,9) + 3,10 1|+ 0,013| + o0,02|+ o0,1|+Æ 0,018 + 0,009 à l'amplitude angulai été à où l'amplitude angulaire «, a été remplacée par: a; — 77. Pour les ee à à TOR . : ie CalCuiIs nous avons pose Tr — 1970.10, nombre qui coïncide

avec celui utilisé par Barnett. La valeur calculée de g figure au tableau

avec indication de l’erreur absolue totale. p est déduit de g par la

è e 2 , relation Pre —= Fe Nous avons porte celte valeur dans nos tableaux

pour permettre une comparaison plus facile avec les résultats de Barnett. | [— II | est la valeur absolue de cette différence ; nous

4 ; rappelons que celle-ci concerne les valeurs de e--etnon celles de g.

L'erreur de 0,9 0/0 commise sur g est comme on le constate due en partie aux quatre mesures absolues qui font partie d'une expérience. Il est difficile d’inclure dans cette erreur totale un terme chiffrant exactement celle qui pourrait affecter l'amplitude gyromagnétique. Nous avons toutefois cru pouvoir représenter cette erreur par un nombre égal à la différence des deux valeurs de 4 observées pendant les mesures I et Il, puisque | 1— IT | dépend à la fois de la suppression des causes de perturbations magnétiques et de la symétrie de tout le montage. Pour pouvoir juger de l'influence de ces causes d'erreurs sur l'amplitude gyromagnétique nous les avons fait intervenir une à une au cours d’une expérience. Connaissant approximativement leur degré d’ importance par rapport à celui qu'elles peuvent avoir lorsqu’ elles sont supprimées au mieux, nous avons pu nous rendre one de leur effet. Il nous a semblé que leur action simultanée au cours d’uve expérience précédée de réglages soignés, devait produire une erreur totale qui serait de l'ordre de celle que traduit le terme | I— I}.

Des mesures faites de jour avec un appareil complètement déréglé nous ont fourni des valeurs de g qui ne diffèrent que d'environ 4 0/0 de celles obtenues par des expériences régulières. Ces différents essais

nous ont prouvé que la stabilité de fonctionnement observée correspondait bien aux conditions théoriques et que les résultats fournis par la mesure de l'effet par cette méthode devaient être très sûrs.