XX. — Sur le spectre de l’aurore boréale du 4 février

(Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. LXXIV, p, 390, 1872.)

J’ai pu observer plusieurs raies du spectre de l’aurore boréale du 4 février 1872 et déterminer la longueur d’onde de l’une d’entre elles. J’ai retrouvé ainsi la raie découverte par M. Angstrôm dans les lueurs polaires des latitudes élevées.

XXL — Détermination de la vitesse de la lumière.

(Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. LXXIII, p. 857, 1871. — Comptes rendus de l-.Académie des Sciences, t. LXXVI, p. 338, 1873.)

Ces deux Notes comprennent l’une la description des perfectionnements apportés à la méthode, l’autre le résumé des expériences relatives à la détermination de la vitesse de la lumière, expériences dont le détail est consigné dans un Mémoire soumis actuellement à l’examen de la Section de Physique et à la Commission du passage de Vénus. Quelques mots suffiront pour faire comprendre l’intérêt actuel de cette détermination.

La connaissance de la valeur exacte de la vitesse de la lumière permettrait, comme on sait, à l’Astronomie de déduire directement de la mesure de l’aberration la valeur de la parallaxe du Soleil, et, par suite, les dimen-

sions absolues de l’orbite terrestre. La parallaxe du Soleil n’est pas encore connue avec toute la précision désirable, et c’est pour en déterminer la valeur que les astronomes de' tous les pays se préparent en ce moment à observer le prochain passage de'Vénus surle Soleil.

11 est donc du plus haut intérêt, pour l’Astronomie, de demander é la Physique une mesure certaine de la vitesse de la lumière, comme contrôle des observations, et au besoin comme constante fondamentale.

Grâce aux travaux de M. Fizeau, et un peu plus tard à ceux de Foucault, l’Optique est assez avancée pour fournir une solution complète, et même une double solution du problème. La méthode de M. Fizeau, la première en date (1849), a été donnée à une époque où l’on regardait comme impossible la manifestation de la lumière à la surface de la Terre ; elle fit une grande impression comme démonstration qualitative, mais, malgré les prévisions de l’auteur, on hésitait à lui demander une valeur exacte de cette vitesse. La seule détermination directe, faite en vue de la discussion des données astronomiques, n’a été obtenue que dans ces derniers temfs, avec la seconde méthode, fondée sur l’emploi du miroir tournant de M. Wheatstone, par Léon Foucault. On sait que cette expérience, dont le principe est d’Arago, avait été donnée uniquement comme expérience qualitative, dans le but de trancher entre le système de l’émission et celui des ondulations ; l’ingénieux physicien a su en tirer une vraie méthode; son résultat (298000 kilomètres par seconde) fut immédiatement mis à profit par les astronomes. Par comparaison avec la valeur de l’aberration de Struve (2o",445), on en déduisit, pour la parallaxe du Soleil, le nombre 8",86; c’est précisément la valeur que M. Le Verrier venait d’obtenir par la considération des perturbations des mouvements de Mars, et qu’il a retrouvée encore depuis par deux autres séries de calculs relatifs aux mouvements de Mars et de Vénus.

Malgré cette concordance, la question est trop importante pour qu’on ne cherche pas â contrôler cette valeur de la vitesse de la lumière par une autre méthode, d’autant plus que le résultat de Foucault (298000 kilomètres) et celui qu’on déduit des éclipses des satellites de Jupiter (812000), d’après l’ancienne valeur de la parallaxe du Soleil, different d’une quantité notable.

J’ai donc entrepris la mesure directe de la vitesse de la lumière en me servant de la méthode de la roue dentée, due à M. Fizeau, dont le principe n’offre aucune des difficultés que soulève l’emploi du miroir tournant. Le principal perfectionnement consiste dans l’emploi de l’enregistrement électrique de la vitesse du mécanisme de la roue dentée, vitesse qu’il faut connaître à chaque instant en valeur absolue, puisqu’on la compare directement à la vitesse de la lumière. .

Après des essais de diverse nature qui ont exigé près de deux ans de pré-

paration, j’ai fait l’expérience entre deux stations distantes de io3io mètres, l’École Polytechnique et le Mont-Valérien. La distance a été mesurée par une petite triangulation spéciale, et le temps de l’aller et du retour de la lumière a été relevé sur les tracés graphiques qui ont été mis sous les yeux de l’Académie.

J’ai pu mesurer couramment les cinq premières extinctions et observer plusieurs fois jusqu’à la onzième ; ce dernier résultat veut dire que la roue dentée a été mise en rotation assez rapide pour qu’elle ait pu tourner de dix dents et demie pendant le temps de l’aller et du retour de la lumière.

La discussion des observations à donné comme moyenne générale un nombre très-voisin de celui de Foucault et égal à 298600 kilomètres par seconde ; au point de vue astronomique, ce résultat correspond à 8",86 pour la parallaxe solaire.

XXII. — Détérmination de l’intensité magnétique terrestre en valeur absolue. (En collaboration avec M. J. Baille.)

(Comptes rendus de l’Académie des Sciences, l. LXX, p. 1337, 1870.)

Cette Note est le résumé d’études assez étendues sur la méthode bien connue de Gauss pour la détermination des constantes du magnétisme terrestre en valeur absolue. Les observations composées de deux séries indépendantes, effectuées sur deux paires d aimants de dimensions différentes, sont très-concordantes entre elles.

Cette détermination, intéressante d’ailleurs en elle-même, ayant surtout pour but de nous familiariser avec-certaines méthodes expérimentales en vue de nous préparer à une détermination bien plus difficile, la mesure de la densité moyenne de la Terre, nous avons voulu contrôler notre résultat par une méthode entièrement différente, mais moins connue et due à M. Weber. Cette méthode consiste dans l’observation simultanée des déviations produites par un même courant sur l’aiguille d’une boussole de tangentes et sur un cadre circulaire suspendu dans le méridien magnétique. La première déviation donne le rapport de la force magnétique totale à l’intensité du courant ; la seconde donne le produit de ces mêmes quantités ; on peut donc en déduire la mesure de l’une et de l’autre.

Deux séries ont donné o,6i36; 0,6124, dont la moyenne coïncide avec la valeur moyenne précédemment obtenue.

L’inclinaison magnétique, détermi expériences, a donné en moyenne 1 = De sorte que la force magnétique absolue pour le commencement de l’ai

déterminée plusieurs fois un peu après c nne 1 = 650 35' (avril 1670).

nétique terrestre à Paris, exprimée en vak

Détermination de la densité moyenne de la Ter (En collaboration avec M. J. Baille.)

Ces expériences, en cours d’exécution et dont les études préliminaires remontent à plus de cinq ans, sont actuellement assez avancées pour que nous puissions, dans quelques semaines, donner le résultat des premières séries d’observations.

Les perfectionnements apportés à la balance de Cavendish sont de plusieurs natures.

1° La réduction des dimensions de l’appareil; La discussion approfondie conduit à cette proposition nouvelle, qui paraît au premier abord paradoxale :

Dans des appareils géométriques semblables, le temps d'oscillation du levier mobile restant le même, la sensibilité est à fort peu près en raison inverse des dimensions homologues.

Grâce à ce résultat, nous pouvons mesurer couramment l’attraction de 10 kilogrammes sur loo grammes à i5 centimètres de distance.

2“ La substitution de masses, de mercure aux masses de plomb.

Cette disposition permet d’éviter, dans le déplacement des masses, toute espèce de choc ou de trépidation : la masse de mercure qui ne pèse que 10 kilogrammes passe par simple aspiration dans l’une ou l’autre des sphères creuses de fonte où elle est enfermée. On arrive ainsi â une grande sécurité relativement à l’homogénéité et à la distance des masses attirantes.

3“ L’enregistrement électrique de toutes les circonstances du mouvement oscillatoire du levier.

Les tracés graphiques que l’on obtient fournissent à chaque instant les éléments du calcul des forces qui agissent sur les masses attirées, ce qui permet une discussion plus complète des résultats et l’élimination ou le rejet des expériences où les perturbations auraient une influence fâcheuse.

Les appareils sont actuellement installés dans les caves de l’École l'olytechnique : ils fonctionnent avec une grande régularité, mais seulement de nuit, lorsque les trépidations de l’extérieur et de l’intérieur du bâtiment

ont à peu près cessé. Celte circonstance, comme on le pense, empêche de mener les expériences avec autant de rapidité que le ferait désirer l’importance du résultat à obtenir.