C. R., iSi,8, 1" Semestre. (T. CXWI. N- 6 ) 6o
PHYSIQUE. — Transparence du bismuth dans un champ magnétique. Note de M. H. Buissox, présentée par M. J. V^ioUe (').
n Dans la théorie électromagnétique de la lumière, la transparence des corps est liée à lenr résistance électrique. En première approximation, le coefficient d'absorption est proportionnel à la racine carrée de la conductibilité. Des expériences faites pour vérifier cette relation sur différents métaux ont montré qu'ils sont plus transparents que ne le voudrait la théorie.
M II était intéressant de voir, sur un même métal, si en faisant varier la conductibilité on modifiait la transparence dans le sens prévu.
» On aurait pu employer les variations de température ; j'ai préféré me servir de l'augmentation de résistance qu'éprouve le bismuth dans un champ magnétique : on a ainsi l'avantage d'une modification très rapide.
» J'ai obtenu des lames transparentes de bismuth en électrolysant une dissolution concentrée de citrate ammoniacal de ce métal, l'électrode étant une lame très mince d'argent, déposé chimiquement sur verre. L'ensemble obtenu est bien transparent dans certaines lames; dans d'autres, il est assez opaque pour nécessiter l'emploi d'une source lumineuse intense.
» La lame est placée entre les pôles d'un électro-aimant, normalement aux lignes de force. L'intensité du champ est d'environ i5ooo unités C.G.S. Cette intensité est mesurée par la rotation du plan de polarisation d'un faisceau lumineux, qui traverse une lame de verre d'épaisseur et de pouvoir rotatoire connus.
» On vise, à travers la lame, et suivant l'axe de l'aimant, une fenêtre vivement éclairée par une source lumineuse placée en arrière.
» Avec les lames les plus minces, qui laissent passer assez de lumière, on peut juxtaposer, à l'image de cette fenêtre, celle d'une seconde fenêtre placée latéralement et dont on peut faire varier facilement l'intensité, à l'aide de deux niçois, pour obtenir l'égalité d'éclairement des deux plages lumineuses.
» Quand on excite le champ, cette égalité n'est aucunement modifiée.
» Pour les lames plus épaisses, elles laissent passer si peu de lumière qu'il est inutile de se servir de ce procédé de comparaison : l'éclairement très faible de la plage lumineuse ne varie absolument pas quand on crée le champ et quand on le supprime.
» Dans les conditions où j'opérais, la résistance de la lame a augmenté d'au moins ^. En supposant que l'absorption dépende de la conductibilité suivant la relation citée plus haut, on calcule aisément que l'intensité de la lumière transmise se serait accrue d'un tiers dans le cas de la lame la jjIus
(') Travail fait au laboratoire de Physique de l'Ecole Normale supérieure.
mince, et se serait triplée pour une autre lame. Enfin pour les lames plus opaques on aurait eu des variations encore plus considérables. Or, je n'ai constaté aucune variation de l'intensité de la lumière transmise.
» Pour être certain que la lumière que je recevais n'avait pas passé à travers quelques Irous inévitables dans des lames aussi minces, quoique en très petit nombre, comme je m'en suis assuré au microscope, j'ai pris une lame d'argent tout à fait opaque et j'y ai fait plusieurs petits trous de façon à laisser passer une quantité de lumière de même ordre que celle qui traversait les lames de bismuth.
» Mais alors la diffraction étale complètement l'image de la fenêtre éclairée, qui, avec le bismuth, était parfaitement nette. La lumière avait donc bien traversé le métal.
» On doit conclure de ce résultat négatif que la résistance mesurée pour des courants continus n'est pas le terme principal du coefficient d'absorption.
» Lénard, puis Sadovskv, ont montré que le bismuth n'avait pas la même résistance pour un courant continu et pour un courant oscillant, que chacune d'elles varie d'une façon difterente dans un champ magnétique et particulièrement que, pour un fil perpendiculaire aux lignes de force, la résistance au courant oscillant croît avec le champ plus vite que la résistance au courant continu, de façon à la dépasser à partir d'un champ de 6000 unités C.(i.S. De plus, elle dépend de la fréquence. Si donc on veut faire intervenir cette résistance dans les phénomènes lumineux, il faut supposer qu'elle varie avec la fréquence suivant une loi inconnue jusqu'à être sensiblement indépendante du champ quand la fréquence atteint celle de la lumière.
» Il est plus vraisemblable d'admettre que la conductibilité qui intervient dans les phénomènes lumineux est d'un autre ordre que celle que l'on mesure ordinairement. »
PHYSIQUE . — Des cycles de torsion magnétique et de la torsion résiduelle du fer doux. Note de INI. G. Moreau, présentée par M. J. Yiolle.
« J'ai montré, dans une Note (') qui sera détaillée dans un Mémoire prochain, qu'un fil de fer, placé suivant l'axe d'un soiénoide, se tordait
(') Comptes rendus, mai 1896.
sous l'action du champ, s'il avait été tordu primitivement. La torsion magnétique varie tout le long du fil et change de sens de part et d'autre du champ avec un maximum au voisinage de chaque bord. En un point P et pour un ciiamp donné, la torsion magnétique croît d'abord linéairement avec la torsion du fil et ensuite plus lentement, jusqu'à une limite qu'elle conserve pour des torsions élevées.
» Si l'on fait décrire au fil un cvcle de torsion (-+- T, — T), la torsion magnétique /,„ en P décrit aussi un cvcle.
» Voici un cjcle observé avec un fil AB de iSG'"'" de long, o'='",o4 de diamètre, fi\é en A et tordu en B. 11 est orienté normalement au méridien magnétique, suivant l'axe d'un solénoïde MM' de 3o"" de long. La torsion magnétique en P est observée avec un miroir de So'^™ de foyer et une échelle divisée en millimètres. Le courant est de 8 amjjères dans la bobine qui donne 70 unités C. G. S. par ampère. AM:= 121™, AP:= 1 1 1"^™,
— Ao-i
— la-n
lOTT
» I.e cvcle est svmétrique par rapporta l'origine et coupe l'axe des T en deux points B et B' tels que OB = OB' = T^, pour lesquels t^ = o.
» La torsion T^ représente la torsion résiduelle, qui correspond à T pour les raisons suivantes :
» L Un fil, primitivement tordu et détordu librement, ne donne rien sous Faction du champ.
)) IL Quand le champ varie, on a des cycles de surface et d'inclinaison différentes, mais coupant l'axe des T aux mêmes points.
» IIL Pour des fils d'égal diamètre et de longueur différente, on a, pour la même torsion par centimètre, une égale torsion résiduelle.
» IV. Le cvcle observé en un autre point du fil donne les mêmes valeurs pour OB et OB'.
)) l^ar l'étude des cvcles de torsion magnétique, on a un moven précis de mesurer la T^ des métaux magnétiques. On prendra des fils de même diamètre et on décrira avec eux des cycles à torsion croissante. Chaque cvcle donnera la torsion T^ relative à la torsion liiuite T du cycle.
» J'ai fait des mesures avec des fils de fer doux dont les diamètres sont : o"'',o4; c^jOj; o'"'",075; o"^", 11; C"", 16. Voici à titre d'exemple les observations relatives au fil de o''°',075. Les torsions T et T,. sont rapportées à 1"=" de longueur et exprimées en circonférences. Elles sont exactes à deux dix-millièmes.
O.OIO
OjOOOI
» La courbe de variation de T,. construite avec les nombres précédents offre deux parties : la première, courte, très peu développée, se raccorde tangentiellement avec l'axe des T au voisinage du point 1^^= o'',oo9; l'autre est rectiligne et son coefficient angulaire est l'unité. Elle coupe Taxe des T au point T(|^o'^,oi3. Comme la première partie est très peu développée, on peut regarder la variation de T,. comme caractérisée par une droite.
» Avec les autres fils, j'ai aussi obtenu des droites qui sont parallèles. Dans le Tableau suivant je donne les valeurs t^ et T» des cinq fils étudiés et les produits des torsions par les diamètres :
o.oa4<)
o,oi4
o,oi3
0, Il
o,oo4
» Les produits sont sensiblement constants et les moyennes sont
Le produit T„rf est plus exact que le premier, car les torsions T^ sont plus facilement mesurées que les t,-,.
» On déduit de là :
» I. Pour un fd donné, la torsion résiduelle apparaît pour une torsion qui est en raison inverse du diamètre. Pour un fdde fer de i*"" de diamètre et de longueur, cette torsion est i~^^ de circonférence.
» II. L'équation de la droite de torsion résiduelle est pour un fil de 1'''° de long et de diamètre d exprimé en centimètres
» Les résultats précédents provoquent les remarques suivantes : » L La manière la plus simple d'expliquer la torsion résiduelle d'un fil homogène est d'admettre que, après une torsion suffisante, les généra-
Irices du fil se sonl assez dilatées pour que les molécules qui les constituent ne reviennent pas à leurs positions initiales quand le couple de torsion a disparu, les fibres étant partiellement brisées par la torsion. Pour un fil de diamètre </ l'allongement de i"^^"' pour une torsion T exprimée en circonférences est
» Pour T = /^, et T = To on a
>, = — (67 X lO-^)- = oi*,022,
V= — (97G X lo"")- = o'^-,o47;
donc les fibres du fer doux seront partiellement brisées quand l'allongement de 1*^" dépassera 01^,022 ou tout au moins quand il déi)assera o"^, 047.
» II. La formule (i) montre que T — T,. est constant pour un fil donné. Donc dans l'intervalle ï — T^ la torsion magnétique variera de la même façon quelle que soit T. Les cycles montrent en effet dans le voisinage de B et B' une allure rectiligne identique à celle de la courbe obtenue au début de la torsion, la limite de la torsion magnétique obtenue dans ce cas étant expliquée par ce fait qu'elle ne doit plus augmenter quand apparaît la torsion résiduelle. »
PHYSIQUE. — Sur un mode de comparaison des courbes de torsion. Note de M. H. Bouasse, présentée par M. Mascart.
« Une des principales difficultés de l'étude des phénomènes de torsion est la définition précise de la mollesse du fil. Supposons que l'on possède au début de l'expérience un fil homogène et isotrope. Soient pris pour coordonnées dans un plan l'angle de torsion a et le couple correspondant C : les expériences sont alors figurées par un système de courbes que nous représentons symboliquement par la forme C = tp(5^); elle n'est déterminée que si nous y joignons la loi de variation des azimuts dans le temps a =y(;).
» Si l'on change la mollesse du fil au début de l'expérience, comment est modifié le système C = <-;( a)? L'expérience conduit à poser la loi d homolhétie suivante : Soit a un paramètre compris entre i el oc, qui mesure par définition la mollesse du fil. L'expression générale du système des
( 467 ) courbes de torsion esi a C = oiax). |wurvu que l'on prenne ax=^f(t) pour nouvelle loi âe variation des azimuts dans le temps, ou plus généralement, car il ne faut pas exclure les phénomènes à azimut constant, que les axes correspondants des courbes homothétiques soient parcourus dans des temps égaux. Ainsi, pour des 61s de même diamètre, il suffit de prendre des unités a fois plus petites, pour obtenir avec un fd de mollesse a le système numérique pour les arcs et les angles qui convient au fil parfaitement énoncé de mollesse i, les conditions de durée étant réalisées. » La loi peut se généraliser si les diamètres des fils sont inégaux : les svstèmes des courbes de torsion sont superposables par projection et horaothétie : il faut pour la superposition deux réductions comprises dans l'expression bC = o(ârx). Sous cette forme, la superposition est probable pour des fils de diamètres, matières et recuits quelconques. »
PHYSIQUE. — Transformation des rayons X par transmission. Note de M. G. Sagxac, présentée par M. Lippmann (' ).
« J'ai montré que la surface d'un corps 31, frappée par les rayons X, émet des rayons nouveaux (rayons secondaires S), qui possèdent les caractères fondamentaux des ravons X, mais sont beaucoup plus absorbés par les différents milieux, en particulier l'air ambiant (^^-). Or, la surface par laquelle les ravons X sortent du corps ]M émet à son tour des ravons secondaires S' (Jig: i) qui ne diffèrent pas essentiellement des ravons S émis par la face d'entrée :
» Un écran ee au platinocyanure de baryum (/?§■. i), protégé par une plaque de plomb EE contre l'action directe des rayons X, s'illumine quand on interpose en M3I une feuille de zinc, d'étain, etc., et même d'aluminium; la silhouette de la main vue sur ee ne montre pas les os, car. les chairs ne sont guère traversées par les rayons secondaires.
» On peut remplacer l'écran ee par une plaque photographique ordinaire, ou bien par un électroscope dans la cage duquel les rayons S pénètrent à travers une mince feuille d'aluminium battu ou une toile métallique.
(') Travail fait au laboratoire de M. Bouty, à la Sorbonne.
(*) Comptes rendus du ig juillet, du 26 juillet, du 6 décembre 1897 et du 3 janvier i8q8.
( 4^H ) » Eli disposant la feuille MM comme sur \Afig. 2, on peut observer, à gauche de la face d'entrée des rayons, l'action des rayons secondaires antérieurs S, et, à droite de la face de sortie, l'action des rayons secon-
daires postérieurs S'. Ceux-ci sont les moins intenses, les rayons X qui les produisent ayant déjà subi une absorption dans la traversée de la feuille MM.
» On n'affaiblit pas la production des rayons antérieurs S et l'on aug-
mente progressivement celle des rayons postérieurs S' en amincissant la feuille jMM jusqu'à une épaisseur e considérablement plus faible que l'épaisseur nécessaire pour arrêter la majeure partie des rayons X. C'est ce qui arrive, par exemple, avec une épaisseur d'or de ^ micron formée par cinq feuilles d'or battu superposées. A ce moment les particules de M, dans toute l'épaisseur de la feuille mince, rayonnent à la fois en avant et en arrière.
» Pour une épaisseur de M supérieure à e, il y a ainsi, à chaque surface de la lame jMM {/ig- 2), une couche active d'épaisseur e, qui émet des ravons secondaires à travers cette surface et jusque tlans le plan Z, ou Z',
( 469 ) de celte surface. Les deux couches actives ont une partie commune si l'épaisseur de la feuille M'Sl est inférieure à 2e.
» Si l'épaisseur de la feuille [NDI diminue au-dessous de e, l'intensité des ravons secondaires émis par les deux faces s'affaiblit, d'abord lentement, puis très vite. C'est dire que le rayonnement secondaire d'une particule est rapidement arrêté à mesure que l'épaisseur de matière qui sépare la particule de la surface augmente jusqu'à e.
» L'énergie des ravons secondaires émis par une feuille d'épaisseur e n'est qu'une faible partie de celle des ravons X incidents, puisqu'elle est au plus égale à l'énergie des ravons X arrêtés par la couche mince e. Mais cette énergie est mieux utilisée que celle des rayons X par les récepteurs : plaque photographique, écran fluorescent ou électroscope. Les ravons secondaires sont, en efFet, absorbés bien plus que les rayons X par les couches sensibles des écrans fluorescents ou des plaques photographiques, ou par l'air qu'ils rendent conducteur de l'électricité.
» On comprend alors que l'action photographique, par exemple, des rayons S puisse être aussi forte que celle des rayons X au voisinage immédiat de la surface d'émission, tandis qu'elle est déjà bien plus fail3le après quelques millimètres de parcours dans l'air. Je rappelle que cette énergique absorption des rayons S dans la couche d'air atmosphérique adjacente à la surface du corps actif m'a permis, dès le début, de les différencier nettement des ravons X incidents (Comptes rendus du 26 juillet 1897).
» Pour démontrer que les rayons S', même déjà filtrés par quelques centimètres d'air, sont nettement différents des rayons X et en sont une transformation, il suffit de filtrer par une même feuille AA, moins absorbante que IMM, d'abord les rayons X en plaçant la feuille AA en avant de ]MM (ftg- i), puis les rayons S' de ;MM en plaçant la même feuille en A' A' après MM. Dans le second cas, l'émission des ravons secondaires est beaucoup plus affaiblie que dans le premier cas; or, s'il n'v avait pas transformation des rayons X, il serait indifférent de les filtrer avant ou après leur diffusion par MM. Par exemple, le système (aluminium, zinc) diffuse par transmission beaucoup plus que le même système retourné (zinc, aluminium).
» De là, il résulte que le coefficient de transmission des rayons X, mesuré par l'affaiblissement de l'impression photographique, de la luminescence d'un écran, ou de la vitesse de décharge d'un corps électrisé, quand on interpose une feuille MM sur leur trajet, dépend à la fois de Vahsojption
