I-KH, et dH

Y, dx

f=MK4,

On choisit, pour placer le centre de figure du corps le long de Or, le point O pour lequel le produit H, 2

passe par un maximum. Pour la plupart des corps étudiés K est en effet constant; la force fest alors proportionnelle au produit ci-dessus : elle passe donc par un maximum au point O. Cette position du corps offre, au point de vue pratique, plusieurs avantages. On peut en effet prendre des corps assez volumineux et les déplacer de plusieurs millimètres suivant Ox sans que la force agissante soit sensiblement différente de ce qu'elle serait si le corps était concentré en O. On peut aussi se contenter d'un réglage approximatif suivant Ox pour la position initiale du corps. Enfin on peut, en faisant usage de la balance de torsion, laisser, sans inconvénient, le corps se déplacer suivant Ox lorsqu'on établit lechamp. On évalue ensuite la grandeur des déplacements sans être obligé de ramener le corps à sa position initiale.

Les courbes de la fig. 1 sont obtenues en portant en

, k . dH ordonnécs à partir de Ox des valeurs de H,, TE et dH L 2] e H,—> aux divers points de Ox. On a commencé par Y dr

construire ces courbes par une étude préliminaire de l’état du champ; puis, le point O une fois choisi, on a pu vérifier, par des mesures d'attraction magnétique, que la force passait par un maximum dans cette région du champ.

Le corps est le plus souvent placé en petits fragments dans une ampoule de verre, de porcelaine où de platine; il fait partie d’un équipage mobile soutenu par un fil dont la torsion est utilisée dans les mesures. La direction du fil vient percer le plan horizontal de la fig. 1 en un point situé sur la ligne O y normale à.O x à 5°", 42 du point O dans notre appareil. L’ampoule se déplace donc suivant Ox en tournant autour du fil. Les déplace ments utilisés ont toujours été fort petits et n’ont jamais dépassé 0°", 15.

APPAREIL DE CHAUFFAGE. — Îl s’agit de mesurer les attractions et les répulsions exercées sur le corps, tout en le maintenant à diverses températures. À cet eflet, l'ampoule a ( fig. 2) est placée dans un petit four en porcelaine que l’on peut chauffer à l’aide d’un courant électrique. Ce mode de chauffage est le seul praticable, étant donné la situation inaccessible de l’ampoule placée entre les branches d’un électro-aimant et soutenue par l'équipage mobile d’une balance de torsion.

Pour construire le four, on prend un premier tube de porcelaine réfractaire pppp fermé à la partie supérieure. Sur ce tube, de 12% de hauteur environ, on enroule (en fil double pour éviter toute action magnétique) un fil de platine de 35 à 35 de millimètre de diamètre et de quelques mètres de longueur. Les fils de la double spirale ne se touchent pas et, pour maintenir avec certitude leur écartement, on commence par remplir les intervalles, puis par recouvrir les spires elles-mêmes par une faible

couche de pâte de kaolin; on chauffe le fil par le courant, le kaolin durcit, se fendille, mais devient adhérent au tube de porcelaine, et l'on est sûr ensuite que les fils ne pourront plus se déranger. On place un deuxième tube de porcelaine PPPP de plus grand diamètre autour du premier, et l'intervalle entre les deux

Fig. 2.

a, ampoule contenant le corps à étudier. — #4, tige de porcelaine soutenant l’ampoule. — TTT, tube métallique formant charpente et faisant partie de l'équipage mobile de la balance de torsion. — ppp, PPP, four en porcelaine. — #ff, fil de platine pour le courant qui sert à chauffer le four. — ccc, couple Le Chatelier. — ABC, écran à circulation d’eau. — EEE et vw, caisse en bois et tube de verre pour protéger des courants d'air.

tubes est rempli de pâte de kaolin ou de magnésie calcinée. On garantit ainsi partiellement le four contre le refroidissement de l'extérieur.

On évalue la température à l’aide d’un couple Le Chate-

lier cce, dont la soudure est placée à la hauteur de l'ampoule. Le fond du tube pppp est percé de deux petits trous par lesquels passent les fils du couple. T’ampoule À est soutenue par une tige de verre ou de porcelaine tt; cette tige sort du four par un trou sans toucher aux parois. La tige ct vient s'emmancher à l’extrémité du tube métallique TTT, qui constitue une sorte de charpente faisant partie de l’équipage mobile de la balance de torsion. Il est indispensable que le trou nécessaire pour la sortie de la tige de l’ampoule soit situé à la partie inférieure du four, sinon l'air chaud, plus léger, s'échapperait constamment et déterminerait de: courants d'air, des remous qui rendraieut toute mesure impossible (!).

Lorsque l’on opère à une température élevée, on préserve de l’échauffement l’électro-aimant et la cage de la balance de torsion à l’aide d'écrans métalliques à double parois et à circulation d’eau continue CBA.

La caisse en bois EEE et le tube vvv protègent la tige TTT contre les courants d’air venant de l'extérieur.

Il faut environ 1500 watts pour arriver à maintenir vers 1350° un volume de 14° environ à l’intérieur du four. Le four a tendance à être plus chaud à la partie supérieure qu'à la partie inférieure; on remédie d’avance en partie à ce défaut en mettant les spires du fil de platine plus serrées à la partie inférieure (?).

Le four, arrivé à un certain état d'équilibre de température, peut être maintenu dans cet état aussi longtemps

(*) Nous avons emprunté à M. Blondlot la disposition expérimentale qui consiste à ouvrir un four par la partie inférieure pour éviter les courants d'air. BLONDLOT, Journal de Physique, 1. VI, p. 109 (Conductibilité de l’air chaud).

(*) On arriverait peut-être à une température uniforme en divisant en deux circuits le fil de platine; l’un des circuits chaufferait le bas du tube, l’autre le haut, et l’on pourrait, par une dérivation sur le fil du haut, régler le meilleur rapport à adopter entre les intensités de courant dans les deux circuits.

que l’on voudra, chaque portion du four demeurant à température constante à + de degré près. Il suffit pour cela qu’un observateur agisse sur un rhéostat tout en regardant constamment les indications du couple mis en relation avec un galvanomètre suffisamment sensible. L’observateur peut facilement corriger les petites variations qui tendent à se produire. C'est là un des principaux avantages des méthodes de chauffage par courant électrique. Bien entendu, on peut seulement maintenir la température constante à -L de degré près dans chaque partie du four; maïs la température n’est pas parfaitement uniforme, et on ne la connaît guère qu à 10° ou 20° près lorsqu'elle est très élevée.

ÉqQuipace MOBILE (représenté fig. 3 dans sa boite, le four électrique est retiré). — L’équipage mobile accroché après le fil de torsion FA se compose essentiellement d’une charpente en cuivre EABC, qui soutient d’un côté l’ampoule D, du côté opposé une grande palette P verticale d'aluminium, servant d’amortisseur, et une aiguille portant à son extrémité un micromètre M. Un microscope fixe, muni d’un réticule, est braqué sur le micromètre, dont les déplacements permettent d'évaluer ceux de l’ampoule. Près du crochet de suspension A, l’équipage mobile a encore une plate-forme horizontale + en cuivre, sur laquelle se trouvent deux poids en cuivre; en déplaçant ces poids sur la plate-forme, on parvient toujours à établir l'équilibre, quel que soit le poids de l’ampoule.

La portion AM de la charpente est dans le plan vertical passant par le fil et l’ampoule, plan qui a sa trace suivant O y (Ag. 1).

La charpente ABC (jig. 3), qui soutient l’ampoule, a une forme un peu compliquée. Cela provient de diverses causes : il faut d’abord, pour la stabilité de l’équipage, que le crochet de suspension en À soit dans un plan horizontal plus élevé que celui de l’ampoule; de plus, l'ampoule, nous l’avons vu, doit être soutenue par en dessous, d’où la forme en U de l’extrémité de la

charpente en C (fig. 3) ou TTTtt (fig. 2). Enfin, il faut éviter autant que possible que la branche descendante de la charpente BC (fig. 3) soit sous l'influence des forces magnétiques, et pour cela il faut éloigner notablement cette branche de l’électro-aimant. C'est dans ce but que la portion AB s’écarte d’abord horizontalement du plan vertical passant par le fil et l’ampoule. BC est

MN

verucal, un bras horizontal en C ramène la charpente dans le plan vertical en question; mais cette branche est bien en dessous du champ et l'électro-aimant n’a pas non plus sur elle une action sensible.

La palette verticale P, en aluminium ( /£g. 3), a une surface de 40°; néanmoins, elle ne suffirait pas, à l'air libre, pour amortir les oscillations; pour augmenter l’amortissement, on place de part et d'autre de la palette, à quelques millimètres, deux plateaux fixes en aluminium (non représentés sur la figure) parallèles à la palette et ayant environ les mêmes dimensions. Lorsque la palette s'approche de l’un des plateaux et s'éloigne de l'autre,

1 À __P. CURIEF.

les variations de pression temporaires dans l’air suffisent pour amortir les mouvements de l'équipage.

L’équipage mobile tout entier est entièrement abrité des courants d'air par une boîte en bois tapissée d’étain intérieurement. L’étain, la charpente et toutes les pièces métalliques de l’instrument sont reliés métalliquement à la terre pour éviter les effets qui pourraient résulter des charges électriques accidentelles.

MESURE DES DÉPLACEMENTS DE L’AMPOULE. — Les déplacements de l’ampoule se déduisent de ceux du micromètre. Les distances à l’axe de rotation du centre de l’ampoule et du micromètre sont respectivement 5°",24 et 24°%,8. Le micromèêtre obtenu par un procédé photographique porte 400 divisions ; chaque division a une longueur de 0°",00252 (5 de millimètre environ). Les lectures sont exactes sans correction (l'erreur maximum dans la position des traits est inférieure aux erreurs de lecture). Enfin on peut apprécier avec certitude + de division, ce qui correspond à r micron de déplacement pour l’ampoule,.

Frzs DE TORSIONS. — Trois fils différents sont employés dans les mesures. Ces trois fils permettent de changer, dans le rapport de 1 à 3,6 et à 42,8, le couple correspondant à une division du micromètre. On peut donc faire varier la sensibilité dans d’assez larges limites en substituant simplement les fils l’un à l’autre. Les fils (1) et (2) sont en platine recuit, le fil (3) est en laiton.

On détermine les couples par unité d'angle, par la méthode dynamique, en mesurant les durées d’oscillations avec des masses de moment d'inertie connu. On emploie pour cela trois cylindres en cuivre, allongés suivant l’axe, soigneusement travaillés et dont les dimensions et le poids ont été déterminés avec précision. Les cylindres ont leur axe bien horizontal, ils sont suspendus par le milieu de leur longueur pendant les mesures de durées d’oscillations; un miroir léger permet d'utiliser les lectures optiques et d'employer des oscillations d'amplitude très petite. Les cylindres avaient 16°" de long et respectivement des masses de 30f", Soë' et 100€" environ. Les moments d'inertie étaient respectivement de 30313, 53236, 108770 en unités C.G.S. L’équipage mobile de notre appareil avait une masse variant de 508" à 100f". C'est donc aux résultats obtenus avec les deux dernières masses que nous avons donné la préférence. Les couples sont exprimés en unités C.G.S.

Diamètre Lon- Couple Couple Couple en- gueur cylindre cylindre cylindre Fils. viron. utile. de 3o8r. de5og". de1oo". f: cm cn (1).... 0,15 22,4 144,0 144,4 144,6 0,00280 (2).... 0,20 18,1 529,0 526,6 527,5 0,01022 (3).... 0,40 20,2 640,7 618,1 619,0 O,1197

Les résultats obtenus avec les fils (1) et (2) sont très satisfaisants; la durée d’oscillation était la même, quelle que fût l’amplitude. Les expériences avec le fil de cuivre (3), de gros diamètre, n’ont donné des résultats réguliers qu’en employant des oscilla-

stions très petites. Avec des amplitudes plus grandes, le décrément était plus fort que pour les petites oscillations.

La dernière colonne donne la force en dynes (agissant sur l’ampoule) nécessaire pour obtenir une division de déviation du micromètre. On peut, dans de bonnes conditions, apprécier des forces cinq fois plus faibles. À 1300°, avec le fil (2), on peut encore faire des mesures à une division près, c’est-à-dire que l’on peut encore évaluer, avec une précision de l’ordre de grandeur des 7} de milligramme, les forces qui agissent sur un corps

, , ’ ee cd placé dans le four à cette température élevée. On a f = [L? C

étant le couple de torsion par unité d'angle, d la longueur d’une division du micromètre (0,00252), { la distance du centre de l’'ampoule à l’axe de rotation (5‘",42), L la distance du micromètre à l’axe de rotation (24°,0).

RÉGLAGE DE LA POSITION DE L'AMPOULE. — On a choisi un point déterminé dans le champ pour placer le centre de figure de l’ampoule. Pour retrouver à coup sûr la position de ce point, on a construit une petite planchette qui vient s’emmancher exactement sur les extrémités libres des bras de l’électro-aimant ; des repères permettent de placer cette planchette horizontalement ; elle est alors dans le plan de la fig. 1. La planchette est percée d’un trou circulaire d’un diamètre un peu plus grand que celui de l’ampoule et dont le centre est exactement au point o choisi. Le réglage de l'instrument est alors facile : le four étant retiré, on déplace les poids sur la plate-forme de l’équipage mobile jusqu’à ce que l’ampoule soit au milieu du trou de la planchette, l'équipage étant parfaitement libre et équilibré. On retire ensuite la planchette et on recouvre l’ampoule avec Île four. Dans une étude préalable, on a déterminé la distance entre le fil de sus-

pension de l'équipage et un autre fil vertical passant par le centre du trou de la planchette mise en place sur l’électro-aimant ; c’est la distance / = 5°, 42 dont il est question plus haut.

MESURE DE L'INTENSITÉ DU CHAMP MAGNÉTIQUE. — Dans uneétudepréalable,onétudiel’intensité duchampaupoint choisi pour les mesures, en fonction del’intensitéducourant circulant dans l’électro-aimant; mais on sait que le champ n’a une valeur définie, pour un courant donné, que si l’on spécifie exactement la loi de variation de l'intensité du courant. Aussi, après avoir désaimanté une fois pour toutes l’électro-aimant par la méthode des renversements successifs avec courants décroissants, on s’astreint à constamment faire varier le courant dans le fil d’une façon cyclique toujours la même. Le courant passe toujours graduellement de — 8 ampères à + 8 ampères, puis de + 8 ampères à — 8 ampères. De la sorte, le champ est défini par l’intensité du courant, pourvu que l’ou indique si l’on est dans la période croissante ou dans celle décroissante.

= À vrai dire, cette méthode, qui consiste à définir l’intensité du champ par le courant circulant dans les bobines de l’électro-aimant est encore, même employé rationnellement, fort critiquable. Elle serait inadmissible pour des mesures un peu précises. On sait, en effet, que les trépidations jouent un rôle dans l’aimantation du fer tant qu'il n’est pas saturé, ét il est certain que l’on n'a jamais deux fois de suite rigoureusement la même aimantation en répétant les cycles; mais, pour des mesures d'investigation générale, avec une précision de 1 à 2 pour 100 pour les mesures, il n’y a aucun danger à employer ce procédé, qui a l’avantage d'être fort pratique lorsque l’on a à exécuter un grand nombre d’expériences. Du reste , en faisant plusieurs mesures, les erreurs acci-

dentelles dues aux trépidations disparaissent dans les moyennes.

Pour déterminer l’intensité du champ, on a employé la méthode de Weber : on retourne face pour face une bobine dont le plan des spires est normal au champ. La bobine est dans le circuit d’un galvanomètre balistique, qui permet d'évaluer le courant induit. On se sert d’un galvanomètre Thomson, étalonné et placé très loin de lPélectro-aimant.

La bobine est seulement composée de quelques spires roulées sur un cylindre de bois de diamètre connu. On peut calculer la section moyenne des spires. Cette section était de l’ordre de grandeur de la section verticale des ampoules sur lesquelles on opérait le plus généralement.

Pour étalonner le galvanomètre balistique, on utilise le champ magnétique connu, créé par un courant connu circulant dans les spires d’un long solénoïde. Au milieu du solénoïde, on place une bobine formée d’une seule couche de fils roulés sur un cylindre de bois. Le flux créé par le courant du solénoïde dans cette bobine de section connue sert à étalonner le galvanomètre. Les deux bobines, celle utilisée pour le champ de l’électro-aimant et celle employée pour le champ du solénoïde sont, du reste, toutes les deux constamment dans le circuit passant par le galvanomètre. Enfin, le courant dans le solénoïde est mesuré par l’évaluation de la force électromotrice aux bornes d’un étalon de 4 d’ohm parcouru par le courant. Pour évaluer la force électromotrice, on s’est servi d’un élément Daniell, cet élément étant monté avec une solution saturée de sulfate de cuivre et une solution de densité 1,4 de sulfate de z nc. La force électromotrice de cet élément est 1,09 à 20°.

Les résultats obtenus ont permis de tracer des courbes et de dresser un T'ableau numérique donnant pour chaque intensité du courant : dans l’électro-aimant le champ correspondant H. Pendant la période croissante et pendant la période décroissante du courant, l’électro-aimant était parfaitement symétrique au point de vue du sens de l’aimantation. Voici quelques nombres extraits du Tableau en question (£ est exprimé en unités arbitraires

H en unités C.G.S.) :

£. o. 20. 40. Go. ho. 100. 120. 143.

H courant

croit... —20 177,0 376 572 769,0 960 1145 1356 H courant

décroit. +20 217,0 41% 607 802,0 9g0o 1160 1356

Le courant qui circule dans l’électro-aimant passe au travers d’un rhévostat, d’un commutateur et d’une résistance de maillechort d'environ ; d’ohm. L'intensité du courant £ est donnée par les déviations d’un galvanomètre de d’Arsonval, shunté (monté avec aiguille, micromètre mobile et microscope fixe) et placé dans un circuit dont les points d'attache sont situés de pari et d'autre de la résistance de -; de ohm.

MESURE DE LA DÉRIVÉE DU cHAMP. — La formule donnée

lus haut, | an,

f=KMH, Ti

montre qu'il faut encore mesurer la dérivée du champ dH . ., , 7" pour chaque intensité de courant dans l'électro-

aimant pour pouvoir évaluer K. A cet effet, on place encore une bobine en © (fig. 1) avec le plan des spires normal au champ et l’on déplace brusquement ceue bobine, parallèlement à elle-même, d’une très petite quantité Az, suivant la ligne O x normale au champ. Le flux © à travers la bobine varie de A», et l’on a

Ap =Ss ou AT, s étant la section totale des spires. On mesure Av à l’aide du galvanomètre balistique. Il faut seulement déplacer la bobine d’une très petite quantité; on utilise des déplacements variant de 0"",5 à 1%%,5, Pour produire rapidement ces déplacements, on se sert du mouvement rapide à crémaillère d’une monture de microscope; l’objectif est retiré et l’on emmanche dans le tube mobile une tige de

bois qui soutient la bobine à l’endroit du champ que l’on veut étudier. Pour inesurer les déplacements, un micromètre est solidaire du tube mobile, il est fixé latéralement le long de ce tube. Un microscope fixe, muni d’un réticule et braqué sur ce micromètre, permet de regarder, avant et après le mouvement, la position du micromètre et d'en déduire le déplacement avec une bonne exactitude.

Il s’agit de mesurer non plus le flux total à travers la bobine, mais bien une petite variation dans la grandeur de ce flux. On ne peut plus prendre comme bobine quelques spires enroülées sur un cylindre de diamètre connu, il faut une véritable bobine pleine de fils pour avoir des impulsions convenables au galvanomètre.

En opérant comme nous venons de l'indiquer, les résultats ne sont pas bien satisfaisants, la nouvelle bobine est, en effet, très sensible aux variations de flux qui tendent à se produire accidentellement. Dans ces expériences, les trépidations font varier constamment de très petites quantités l'intensité du champ. Il en résulte des variations de flux qui se traduisent par des déplacements continuels et irréguliers de l’image du galvanomètre. Il est préférable d'employer une méthode un peu différente pour mesurer Ja dérivée du champ. On a en chaque point d’un champ magnétique la relation

Il revient alors au même de déterminer la deuxième quantité. Il faut pour cela placer encore la bobine en O (fig. 1), mais avec le plan des spires parallèle au champ et normal à Ox. Le déplacement doit se produire suivant la direction du champ Oy. On a alors pour la variation

de flux Av!

Az' est le mème que A pour un déplacement Ay égal à Ax; mais & est nul en moyenne, puisque la bobine a pour sa position moyenne ses spires parallèles au champ. Les variations du flux dues aux trépidations ne se font plus sentir, et l’on a la même sensibilité avec une stabilité bien plus grande de l’image du galvanomètre. L’expérience a montré que ces deux méthodes, pour déterminer la dérivée, donnaient sensiblement les mêmes résultats moyens, mais les mesures faites par la seconde méthode étaient plus concordantes entre elles que celles faites par Ja première.

Le déplacement Ay se produit et se mesure de la mème manière dans la deuxième méthode que dans la première, seulement la tige de bois qui soutient la bobine doit être coudée à angle droit, parce que la présence des deux bras de l’électro-aimant ne permet pas de placer le tube mobile daus la direction du déplacement suivant le prolongement de O y. Le tube se déplace donc parallèlement à0y à une certaine distance de l’électro-aimant, et la bobine, soutenue par la tige de bois coudée, se déplace sui-

vant Oy.

On a pu déterminer ainsi les points de la courbe de dH y . :

RS (fig. 1), maïs cette courbe ne sert pas dans les me-

sures définitives; ce quil faut avoir, ce sont les valeurs de la dérivée pour le point O et pour diverses intensités de courants dans l'électro-aimant. Au lieu de refaire des mesures absolues, il a paru préférable de déterminer pour le même courant le rapport de la dérivée du champ au champ lui-même. On place, pour cela, constamment dans le circuit du galvanomètre la bobine qui sert à déterminer la dérivée et celle qui sert à déterminer le champ accouplées en tension. On fait d’abord une série complète de mesures du champ pour diverses valeurs de l'intensité du courant, puis, substituant les bobines l’une à l’autre, on fait une

série de mesures concernant la dérivée; enfin, replaçant la première bobine, on recommence une série analogue à Ja première. Soit à la déviation lorsque l’on retourne dans le champ la bobine pour évaluer le champ, et soit s la surface de cette bobine; soit Ô’ la déviation obtenue avec la bobine dérivée de surface S; pour un déplacement /, pour le mème état du champ, on a

dérivée ÿ 128 champ Ô7S

Nous avons trouvé que, pour des champs variant de 150 à 1350 unités, le rapport de la dérivée au champ était un nombre à peu près constant et égal à 0,188, aussi bien pendant la période croissante que pendant la période décroissante du courant dans l’électro-aimant. Les écarts de part et d’autre de la moyenne sont irréguliers et inférieurs à 1,5 pour 100. Le fer de l’aimant était loin d’être saturé.

Pour des champs inférieurs à 100 unités, les mesures de la dérivée devenaient moins précises : nous avons admis un peu arbitrairement que pour ces champs le rapport de la dérivée au champ restait encore exactement le même.

On voit que le cham —— aleur par centque le c p varie de — de sa valeu P

timètres comptés le long de Ox. C'est à dessein que l’on a réalisé une chute aussi faible, malgré le désavantage très sérieux qui en résulte d’avoir à mesurer des forces très petites. On trouve une compensation dans le fait que l'on a plus de latitude pour régler la position de l’ampoule; enfin, quand l’ampoule n’est pas trop grosse, on peut admettre que le corps est tout entier à peu près dans les mêmes conditions dans toutes ses parties, au point de vue de l'intensité du champ magnétisant.

MESURE DE LA SURFACE TOTALE DES SPIRES D'UNE BO- BINE. — Îl est nécessaire de connaitre la surface totale

des spires de la bobine qui a servi à déterminer la dérivée du champ. Il est absolument impossible d'évaluer cette surface par la mesure des dimensions géométriques des spires, car la petite bobine est remplie de fils. Pour déterminer la surface totale des spires, on la compare par une méthode électrique de comparaison à la surface connue d’une autre bobine.

La bobine (A), de surface connue, est formée d’une seule couche de fil enroulée sur un tube cylindrique de diamètre connu supérieur au diamètre extérieur de la bobine (B) dont on veut déterminer la surface. On assujettit ensemble les deux bobines tout contre l’une de l’autre ou l’une dans l’autre, de telle sorte que leurs spires soient parallèles et que leurs axes coïncident. On cherche ensuite à annuler, l’un par l’autre, les effets d’induction produits par la naissance d’un champ magnétique uniforme normal aux spires des deux bobines.

À cet effet, les bobines sont accouplées en tension dans le circuit d’un galvanomètre balistique, mais de manière que les courants d’induction se contrarient lors de la naïssance d’un champ. Pour avoir un champ magnétique uniforme, on utilise la partie centrale à l’intérieur d’un long solénoïdedans lequel on peut faire circuler un fortcourant. Pour amcuer les deux bobines à peu près à se compenser, on fait varier le nombre de spires sur la bobine (A).

On arrive ainsi à trouver que pour n spires le galvanomètre dévie dans un sens et que pour (n +1) spires il dévie dans l’autre. Par une proportion à l’aide des déviations obtenues dans les deux cas, on évalue la fraction de spires qu'il faudrait ajouter aux n spires de À pour que lacompensation se fasse exactement, c'est-à-dire pour que les deux bobines aient même surface (* ).

(*) Dans toutcs les expériences d’induction, les fils qui relient les bobines au galvanomètre ou les bobines entre elles sont toujours ac-

Cette méthode électrique de comparaison des surfaces de deux bobines donne d'excellents résultats, et elle pourrail, je crois, être utilisée dans d'antres occasions, même pour des mesures de précision.

DoNNÉES NUMÉRIQUES RELATIVES AUX BOBINES ET AU GALVANO- MÈTRE BALISTIQUE. — La bobine A qui a servi à déterminer le champ était formée de huit spires de 2°" de diamètre donnant une surface totale de 25°"1,13. La bobine B placée dans le solénoïde et destinée à étalonner le galvanomètre, 87 spires de 3°",54 de diamètre, surface totale 856°", 4. Solénoïde pour étalonner le champ dans lequel on place la bobine B : longueur du solénoïde 49°",2; nombre de spires par centimètre de longueur 4,940, diamètre des spires 6°",8. D'où, en tenant compte de ce que le solénoïde n’est pas indéfini, le champ au centre du solénoïde est de 6,148 pour un courant de 1 ampère circulant dans le fil, et le flux dans la bobine B pour un courant de 1 ampère dans le solénoïde est égal à 5264.

Le galvanomètre balistique était un galvanomètre Thomson de faible résistance intérieure; l’inertie de l'aiguille avait été augmentée en ajoutant une masse additionnelle pour que les oscillations fussent assez lentes. Les bobines A et B étant accouplées en tension dans le circuit du galvanomètre, on a trouvé qu'il fallait une variation de flux de 2448 unités par impulsion de 1® Jue à l'échelle du galvanomètre. Pour des déviations supérieures à 15°, il n’y avait plus proportionnalité entre les flux et les déviations (les déviations augmentent alors plus vite que le flux).

La bobine c pour mesurer la dérivée du champ a été comparée à une autre comme nous l’avons expliqué plus haut; sa surface a été trouvée équivalente à 55,6 spires d’une bobine formée d'une seule couche de fil, chaque spire ayant 2°", 51 de diamètre. La surface de la bobine c est, d’après cette comparaison, égale à 276°"4,

Courze Le Caarerien. — Nous nous sommes basés,

couplés en fils doubles bien isolés et tordus l’un autour de l’autre; de la sorte, on n’a pas d’autres effets d’induction que ceux qui se produisent dans les bobines.

pour la construction de la courbe de cet excellent instrument, sur les données suivantes :

Comparaison avec des thermomètres à mercure ° en verre de Baudin et de Delaunay, jusqu’à... 300 Ébullition du soufre sossssesenssessensesesss. 445

Fusion du chlorure de sodium................ "780 Fusion de l’argent..............,........, .. 960 Fusion de l’or...... cons. sesssssssessse..e 1052

Fusion du palladium......................... 1500 ( Violle.)

M. Violle a trouvé pour point de fusion de l’argent et de l’or 954° et 1035°. MM. Holborn et Wienn ont donné pour les mêmes corps 968° et 1070°. Nous avons pris pour l'argent et l'or la moyenne des résultats obtenus dans ces deux travaux (!).

Avec ce couple, nous avons déterminé quelques points de fusion :

Antimoine pur du commerce 622° (dans tous les recueils on donne une température beaucoup moins élevée);

Magnétite (Fes Ot) cristallisée...... 1377 Fer doux...........,............. 1460 Nickel............................ 1460 Soudure du couple................ 1690

Le galvanomètre de d’Arsonval qui servait avec le couple était monté avec un fil un peu plus fin que de coutume et l’on mettait une résistance en tension dansle circuit pour diminuer les déviations. Lorsque l’on voulait non plus mesurer la température, mais régler sa constance, on retirait la résistance pour avoir plus de sensibilité.

MarcHE DES EXPÉRIENCES. — On a donc déterminé par des mesures préliminaires :

1° La force nécessaire pour provoquer une déviation du micromètre avec chacun des fils de torsion ;

(*) Viozee, C. R.,t. LXXXIX, p. 502; 18-09. — HoLBoRNet WIENN, Wiedem. Ann., 47, p. 187; 1892.

2° La valeur de l'intensité du champ pour chaque intensité du courant qui passe dans les bobines de l’électroaimant pendant la période croissante et pendant la période décroissante du courant;

3° Le rapport de la dérivée du champ au champ luimême ;

4° La courbe du couple Le Chatelier donnant la température.

Lorsque l’on veut faire une détermination des propriétés magnétiques d’un corps, il faut d’abord régler la position de l'ampoule et placer le four.

On fait faire ensuite à blanc plusieurs cycles complets à l'électro-aimant afin de l’amener toujours au même état avant de commencer les lectures.

Eufin, on observe à la température ambiante les déviations au micromètre pour diverses intensités de courant en faisant constamment parcourir des cycles d’aimantation à l’électro-aimant et en faisant seulement une ou deux lectures à chaque cycle. Cette manière d'opérer permet d'éviter l'erreur qui provient du déplacement du zéro de la balance de torsion et maintienttoujours l’électroaimant dans le même état. On faitensuite varier la température en faisant passer le courant dans le four et l’on fait des nouvelles observations de déviations lorsque la température a élé maintenue constante pendant vingt à trente minutes.

L'équilibre de température semble s'établir d'autant plus rapidement pour une même variation de température que le four est plus chaud. La porcelaine devient probablement plus conductrice aux températures élevées.

Lorsqu'une série complète est finie, on vide l’ampoule contenant le corps et l’on recommence ensuite avec l’ampoule vide tout ce que l’on a fait avec l’ampoule pleine pour corriger les résultats de l’action du champ magnétique sur l’ampoule et sur la tige de l’ampoule.

Cette correction pénible double presque le travail pour une série de mesures. Eu revanche, elle offre, peut-être, l'avantage d'éliminer quelques petites erreurs systématiques qui peuvent se produire par suite de l’échauffement du four et qui tendent à se reproduire de la même façon dans deux échauffements successifs.

Dérenwinarions assozues. —- Les expériences n'avaient pas été montées spécialement en vue d’une bonne mesure absolue, aussi les déterminations comportent, je pense, à ce point de vue, une incertitude de 3 ou 4 pour 100.

Toutefois une détermination précise n’ayant pas encore été faite de la valeur d’un coefficient d’aimantation, les nombres que j'ai trouvés out encore un certain intérêl.

Les erreurs qui affectent le plus les mesures absolues dans mes expériences sont, je crois : d’abord l'incertitude sur la position de l’ampoule et la grandeur du bras de levier qui lui correspond, puis l’incertitude sur la position relative de la bobine qui a servi à mesurer le champ et de celle qui a permis de mesurer la dérivée; on n’est pas sûr que ces déterminations aient été faites bien exactemeut pour la même région du champ. Enfin, une incertitude générale résulte du très grand nombre de mesures d'une précision limitée qui influencent directement les résultats.

DÉTERMINATIONS RELATIVES. — L'incertitude des valeurs relatives dans la comparaison des coefficients d’aimantlation de deux corps diflérents est encore de 1 à 2 pour 100; la plus grande canse d'erreur provenant probablement de petites différences dans le réglage de la position de l’ampoule qui font varier la grandeur du bras de levier moyen qui lui correspond.

L’incertitude des valeurs relatives pour la comparaison des nombres des séries faites à diverses températures sans déranger l’ampoule est généralement inféricure à 1 pour

100 quand on se trouve dans de très bonnes conditions. Mais l'évaluation de la correction de l’ampoule diminue souvent la précision des résultats définitifs. Souvent aussi la détermination de la température n’est pas assez exacte.

Les mesures préliminaires ont été faires une seule fois au début des expériences. Il était à craindre que l’appareil n’éprouvât certains dérangements, que la sensibilité du galvanomètre ne subit des variations, que la tempéralure ne modifiât un peu l’état de l’électro-aimant. Pour parer d’un coup à toutes ces causes de troubles, on a fait dès le début une détermination sur une ampoule remplie d'eau, qui a été conservée pendant toute la durée des mesures. En répétant assez souvent cette détermination et en la comparant à la première, on a pu établir un facteur de correction pour les mesures faites avec les autres corps. Cette précaution n’était pas inutile et l'on a eu quelquefois, dans le cours de ces expériences qui ont duré plusieurs années, un facteur de correction dépassant 3 pour 100; encore fallait-il s’astreindre à n’opérer qu’à des températures ne s’écartant pas de plus de 4‘ de la moyenne prise égale à 20°.

Les mesures peuvent ètre toutes considérées comme des mesures relatives rapportées à l’eau pour laquelle on aurait adopté 0,99 X 1076 comme valeur du coefficient d’aimantatiou spécifique.

CORRECTIONS DUES AU MAGNÉTISME DE L'AIR AMBIANT. — Nous avons fait une étude des propriétés de l'oxygène à diverses températures qui nous a permis d’évaluer exactement cette correction à toute température; nous en parlerons à propos de l’oxygène.

PuRrETÉ DES cORPS ÉTUDIÉS. — Les propriétés magnétiques du fer sont tellement énergiques devant celles des corps diamagnétiques, que l’on doit s’appliquer à opérer avec des corps diamagnétiques aussi purs de fer que pos-

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sible et l'on peut craindre de ne jamais avoir une pureté suffisante. Cependant souvent on ne rencontre pas là une difficulté insurmontable : cela provient de ce que le fer, lorsqu'il est combiné, perd généralement en grande partie ses propriétés violemment magnétiques; il suffit alors d'avoir une pureté relative (telle que celle que l'on a quand on ne trouve que des traces de fer, par les procédés analytiques usuels par exemple). Des quantités insignifiantes de fer peuvent au contraire modifier profondément les propriétés magnétiques, lorsqu'il est à l'état de métal, d’oxyde, de sulfure. Dans ce cas, il révèle quelquefois sa présence par des effets d’hystérésis marqués ou en donnant tout au moins une courbe d’allure compliquée pour l'intensité d'aimantation I en fonction du champ H. Au contraire, pour tous les corps faiblement magnétiques purs, Ï — f(H) est une droite passant par l'origine.

J'ai fait quelques essais avec de la cire blanche imprégnée de quantités connues de fer métallique en poussière. Voici les conclusions que l’on peut tirer de ces expériences, en supposant que l’on ait affaire à un corps qui aurait les propriétés diamagnétiques de l’eau : 55 de poussière de fer (en poids) annule en moyenne le diamagnétisme, mais donne des effets d’hystérésis énormes ; 355000 de fer diminue de moitié le diamagnétisme et donne encore des eflets d’hystérésis très énergiques ; 1050000 Je fer donne en moyenne une erreur de © dans l'évaluation de K, les etfets d'hystérésis ne sont plus sensibles, mais la courbe I — f (H) est nettement courbe et convexe vers l’axe des H.

Les effets d'hystérésis ne se montrent d'ordinaire que pour les champs faibles. On a cependant des effets de ce genre pour des champs énergiques avec la poussière de fer répandue dans un autre corps. Cela provient de ce que le champ magnétisant dans l’intérieur de grains de

fer est, en réalité, très petit, à cause du champ démagnétisant dù à l’aimantation.

Les poussières répandues dans une pièce d'un laboratoire sont ferrifères, mais produisent un eflet différent de celui des poussières de fer pur. Cet effet, dû, Je suppose, à l'oxyde de fer, est de transporter la droite que donnerait le corps faiblement magnétique pur pour 1— f(H), de telle sorte que cette droite ne passe plus par l'origine.