CHAPITRE I

Description de la méthode employée aux expériences

cl-dessons.

§ 1. lies instruments nécessaires^

Les instruments que nous avons employés dans nos récherches, sont les suivants:

a) Un galvanomètre différentiel fabriqué par M. P. M. SÔRENSEN à Stockholm. La résistance de Tune des bobines du galvanomètre est de 310 ohms; de Tautre, de 294 ohms. La déviation a été appréciée, comme de coutume, moyennant une lunette et une règle divisée, placées à une distance de 2,5 mètres environ du miroir du galvanomètre. Pour donner une idée approximative de la sensibilité du galvanomètre, il suffira de dire qu*à une force électromotrice de 1 Daniell et à une résistance du circuit de 100,000 ohms, les deux bobines étant à la suite Tune de Tautre et coopérant, il a présenté une déviation de 5** 21'.

b) Un dépolansateurj fabriqué par M. Sôbensen. L'instrument dont nous nous sommes servi, a déjà été décrit par M. Edluni)^). Cependant, la méthode par laquelle nous avons procédé, dépendant entièrement de l'emploi de cet appareil, nous allons en donner une courte description. Il consiste (iig. 1) d'une planche de buis, couverte des deux côtés de disques de métal B et C, soigneusement isolés l'un deTautre. Les disques de métal sont liés chacun à sa partie X et X' de Taxe de la planche de buis cylindrique, et contre chacune de ces parties de l'axe s*appuie l'un des ressorts / et f^ qui

0 EDL0iri>: Annales de Foggendofff. T. IM, p. 278 (1875).

6 ARBHEN1C9, LA COHDUCTlBILITi: OALVANIQDE DES ÈLECTROLYTEB. 1.

de leur côté sont liés' aux poupées k et k'. De chacun des disques B et C sortent 12 lames de métal m et m' alternatives, toutes de la même largeur (ombrées à la fig.). Les ressorts (p et <p' s'appuient alterDatiyement contre ces lames de métal et contre la planche de buis, qui est isolante, cp et <■/)' terminent aux poupées l et ï. Si une pile E est introduite dans un circuit entre k et k', et que l et l soient rattachés à un autre circuit, le courant dans la partie II changera nécessairement de direction 24 fois, pendant que le dépolarisateur ABC, moyennant la manivelle V, décrit un tour. Nous reviendrons plus tard à un examen plus précis de la fonction du dépolarisateur (voir § 3).

c) Un gyrotrùpe de Pohl, un interrupteur, une couple de Daniell et des fils conducteurs.

d) Une boite de résistance de Elliot Brothers, allant de 1 jusqu'il 110,000 ohms. Elle est correcte à 18°, 33 Celsius. En conséquence du peu d'écart de cette température durant les expériences et du changement insigniûant de ces résistances par la température, les corrections pour la température ont été considérées aupciâues. Un simple calcul nous montre qu'elles sont très-inférieures aux erreurs d'expérience^).

e) Bobines à résistance de Ruhmeorff k Paris, ainsi qu'un rhéostat de sulfate de zinc entre des électrodes de zinc amalgamé, dans six tubes de verre longs de l,a mètre. Moyennant ces divers arrangements, il était possible de réaliser une résistance variant de 0,1 à 200,000 ohms.

f) Des vaisseaux de verre, contenant le liquide examiné, ainsi que des appareils nécessaires pour régler la température du liquide examiné.

§ 2. Arrangement des expérienoea.

Les instruments, mentionnés au § précédent, étaient combinés d'après le schème suivant (âg. 2).

De la source d'électricité E (consistant ordinairement

d'une couple de Daniell) sortent deux circuits / et //, dont

parcourt la bobine A du galvanomètre différentiel, et

i, celle de B. Un interrupteur sert à ouvrir ou à fermer

k température de rappartement iie,it ordinairement de 1S° C, de >rte qae la correction qu'en gi^nèTsl 11 faudra faire aax chiffres tés plas tard, sera de 0,07 jt environ (selon les exposés an Conrs > Physique de M. Jamin et de M. Boutx, Tome lY, faac. 1, p. 108).

BIHANG TILL K. SV. VBT.-AKAD. HANDL. BAND 8. N:0 13« 7

à volonté le courant, qui, sortant de Ey est destiné à parcourir ces deux branclips. Comme de coutume, les deux branches sont arrangées de telle manière que l'effet de la bobine A sur l'aiguille du galvanomètre est* opposé à celui de la bobine B, La branche I contient à i? le dépolarisateur, décrit en b), dont les quatre poupées A:, k et Z, V sont liées de la manière indiquée par la figure. Dans la portion U\ qui constitue une partie de la branche //, se trouve le gyrotrope de Pohl P. En le plaçant d'un côté, on introduit un tube à résistance X, contenant 'le liquide examiné; en le plaçant du côté opposé^ X est remplacé par la résistance variable (>, décrite en d).

Si maintenant on fait marcher la manivelle du dépolarisateur (par des raisons énoncées ci-dessous, en mesure avec le tic-tac d'un métronome) et que l'on ferme le courant moyennant l'interrupteur a, on obtiendra une déviation du galvanomètre. Si alors X se trouve dans la partie ir, on peut à volonté augmenter ou diminuer la résistance 22, jusqu'à ce que les courants qui traversent la branche II et qui constamment changent de direction dans la partie IXI\ exercent la même influence sur l'aiguille du galvanomètre, que le courant traversant la branche L Alors la déviation est égalera zéro. Si maintenant on fait basculer le gyrotrope, on rencontre facilement une résistance q, qui fait l'équilibre à la résistance i2, de sorte que la déviation devient de nouveau nulle. On prétend alors la résistance q égale à la résistance cherchée du liquide examiné dans le tube X,

§ 3. Analyse de la valeur de la méthode.

Par ce qui précède, on comprendra facilement que la méthode, dont nous avons fait usage pour l'examen de la résistance des liquides, est une combinaison de la méthode de zéro, nommée après Becquerel^), et de celle employée par

M. El)LUNI)2).

Entre la manière dont M. Edlund et nous nous avons employé le dépolarisateur pour la mesure de la résistance des liquides, régnent exactement les mêmes rapports, qu'entre

0 Jamin et BouTY, Cours de Physique etc. Tome 4, fasc. 1, p. 87, 3:e

édit. (1883).

') PoGG. Ann. Tome 5, p. 18. WiED. Ann. Tome I, p. 18.

8 ARKHENIUS, hJL GOKSUGTIBIUTË GALYAHIQUS DES ÉLEGTROLTTES. I.

la méthode de Lekz^) et celle de Bbgquivrsl pour la mesure ?e la rësistance des métaux.

Dans quelques cas seulement, nous avons employé la méthode de M. Edlund, et les résultats obtenus ainsi seront désignés par un .astérisque. L'emploi du dépolarisateur ayant subi une critique fort détaillée par M. Dobn^), il est nécessaire d'examiner Vinfiuence des causes éC erreurs qui y sont indiquées, sur les méthodes que nous avons employées; examen pour lequel nous nous servirons d'une part de la réponse de M. £i)L0ND^) à la critique de M. DosN, de l'autre part, de quelques expériences que nous avons faites à ce dessein. M. DoRN lui-même fait la remarque*) qu'à l'emploi du dépolarisateur se présentent deux causes d'erreurs: »i2 s'ensuit ^pourtant* d!une discussion sur ce sujets qu*à toutes les eœpérien-^ ces, citées ici ^), elles nont pas pu exercer Sinfiuence fâcheuse,^ M. DoKN fait observer qu'un dépolarisateur de buis n'isole pas complètement. M. Edlund au contraire remarque, que des eœpiriences faites par lui prouvent Visclation bonne; observation constatée dans un de nos essais, où la force élec> tromotrice était deux couples de Daniell, et oii le circuit du courant, outre les deux bobines coopérantes du galvanomètre décrit ci'dessus, consistait de la planche de buis; pourtant le galvanomètre n'indiqua pas de déviation visible. Quant aux deux autres remarques (sur les causes d'erreurs proprement dites) savoir: sur l'influence des extra-courants et sur l'existence de phénomènes de charge, nous renvoyons aux épreuves de M. Edlund, décrites à l'endroit déjà mentionné, où il démontre que toutes les deux peuvent être évitées^ si on fait marcher la manivelle assez lentement. Nous avons toujours employé la même vitesse que M. Edlund savoir: un tour du cylindre du dépolarisateur par seconde, par quelle vitesse les erreurs mentionnées deviennent insensibles. En ouvrant le circuit II* et la branche 7, nous nous sommes assuré que, même en tournant la manivelle fort rapidement, la déviation devient nulle, c'est-à-dire, que des phénomènes de charge de grandeur

0 WOllitbb, Lehrbach der Experimentalphysik. Tome IV, p. 472, 3:e

édit. (1875).

*) DoRN, Wied. Ann. Tome 9, p. 513 (1880) et Tome 10, p. 46 (1880). ^ Wied. Annales. Tome 12, p. 149 (1881). *) 1. c. p. 532. ^

') C'est-à-dire, dans les cas, où M. Dobn a employé le dépolarisateur

poor des mesures de résistance.

BIHANÛ TILL K. 8V. VST.-AKAD. HANDL. BAND 8« N:0 1S« 9

observaMe n'arrivent pas. Ayant souvent employé aux mesures une résistance moindre que M. EPLUNPy en quel cas ri&âuence des extia-courants augmente, nous nous sommes vu contraint de rechercher l'effet des extra-courants à la résistance plus petite (100,000 ohms environ) que nous ayons déterminée conformément à la méthode de M. Edlund. A ce dessein, nous avons introduit 100,000 ohms dans la résistance Q, et la déviation du galvanomètre (la branche / étant ouverte) fut observée, lorsque, la première fois, le dépolarisateur tourna avec la vitesse 1 (un tour par seconde), l'autre fois, avec la vitesse 2,5. L'influence des extra-courants dépendrait de ce que Textrarcouraïkt de fermeture, que Ton obtient 24 fois à chaque tour de la manivelle, ait le temps de se développer, mais que Textra-courant d'ouverture, au contraire, n'ait pas l'occasion de se former. Il est évident que pur la vitesse 2,5, la somme des courants de fermeture sera à peu près 2,5 fois plus grande que par la vitesse 1. Si les extra-courants n'existaient pas, le résultat serait égal dans les deux cas* A cette expérience (exécutée dans l'ordre abc) nous obtînmes:

Vitesse 1 \ i c,^ï Mo venue 21, 05

le) » 21,2)

Evidemment les résultats peuvent être considérés égaux dans ces deux cas. De sorte que la déviation b étant un peu plus grande que le médium de a et c (puisque, si l'extra-courant avait de l'influence, elle aurait dû être moindre), l'influence des extra-courants peut être complètement négligée. Cette déduction prouve clairement que les qudqties cas pour lesquels nous avons employé la méthode de M. Ei)Lijnd> ont été parfaitement à tabri de perturbations sensibles.

Quant à la méthode principale, employée de préférence à la plupart des mesures, elle est complètement exempte des objections de M. Dobn. Car, si la planche du dépolarisateur n'isole pas d'une manière complète, si les extra-courants exercent de l'influence, ou que des phénomènes de charge aient lieu, ces causes d'erreurs (ou plutôt ces extra-courants, car les autres sont nuls dans ce eas-ci comme ci-devant) influent de la même manière, soit que le liquide à résistance X se trouve dans le circuit U\ ou que q en occupe la place. TJune de ces résistances a remplacé Vautre^ et tous les autres

10 ARRHENIUS, LA CONDUCTIBILITÉ GALVANiaUE DES ÉLECTBOLYTES. I.

phénomènes^ au-delà de Q et de X, se passent dans les deux cas d'une manière parfaitement conforme.

Il nous reste à examiner^ si la polarisation des électrodes ' dans le tube à résistance X, peut exercer de fâcheuse influence. Il est facile à comprendre que la polarisation (dans ce cas comme toujours lorsque le galvanomètre est employé) aura pour effet que la résistance, calculée d'après les observations, deviendra un peu plus grande qu'elle ne le soit en réalité. Par la même raison, on comprendra que plus la polarisation sera grande, plus la résistance observée le sera aussi. Or, la polarisation ^) est h peu près proportionnelle à la quantité d'électricité qui a passé par l'électrode (pourvu que la quantité soit assez petite, ce qui est toujours le cas ici), et cette quantité (dans la même supposition) est proportionnelle au temps ^) que chaque courant partiel met à parcourir Xy c'est à dire, le temps pendant lequel lï est continuellement fermé. A son tour, ce temps est en proportion inverse avec la vitesse de la manivelle. Ainsi la grandeur de la polarisation est à peu près en proportion inverse avec la vitesse de rotation de la manivelle, Cest pourquoi^ si une mesure de résistance se fait avec deux vitesses de manivelle différentes^ et que le résultat pourtant soit le même dans les deux cas y dest une preuve que la polarisation^ u exerce pas dHnfluence^) sensible. De pareilles expériences ont déjà été faites auparavant par M. Dorn (1. c.) avec un résultat satisfaisant. Mais ces expériences n'ayant pas été arrangées en conformité parfaite avec les essais ci-dessous, nous avons fait une mesure, valable pour la combinaison décrite du § 2. Nous avons constaté alors qu'une solution de sel, à trois expériences consécutives, a donné les résultats suivants:

avec une vitesse de une résistance de

1 tour par seconde 705 ohms.

2,5 tours 706 »

1 tour 706 »

Les différences sont évidemment si petites qtià peine on les observe, petitesse qui devient encore plus manifeste, quand

') Vablby, Phil. Trans. Tome 61 (1871). Kohlbausch, Pogo. Ann.