Intensité de la composante horizontale. Mesure

de VOS.. — Suspendre horizontalement une aiguille à tricoter

aimantée à un fil de soie fin (soie à dentelle dédoublée) et la faire osciller autour du fil de suspension.

— Pour mesurer la durée des oscillations on se sert d'une montre à secondes ou d'un compteur de secondes à arrêt. On mei le compteur en inarclie en comptant zéro au moment où le barreau aimanté passe par sa position d'équilibre et l'on arrête l'aiguille en comptant dix quand le barreau aimanté repasse par cette position après lo oscillations complètes.

Soient T la période des oscillations dans le champ H, M le moment magnétique, m la masse de l'aîguille aimantée. On assi-

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CHAMPS MACNÉTIQUES. 399

mile celle aiguille à une lige cylindrique inliniinent éiroile (') lie longueur L, ei l'on calcule MH par la formule

129. Mesure de -^- — On détermine le rapport „ en mesurant la déviation que produit l'aiguille étudiée, en agissant sur un magnétomèlre à aimant court. Nous avons déjà décrit le détail des eipériences (VII, 124).

130. Variations de la composante horizontale du champ terrestre- — Transporter le magnétomètre (VII, 124) en dilTérents poinls de )a salle. L'intensité du champ terrestre «n ces dilTérents points est inversemenl proportionnelle au carré <lc la période d'oscillation propre de l'appareil.

On constatera que cette durée d'oscillation reste presque esaclement la même d'un point à l'autre s'il n'y a pas de fortes pièces 4(e fer dans le voisinage. Dans le cas contraire, les variations du <:liamp magnétique peuveat être très importantes.

131. Inclinaison. — Montage. — Aimanter deux aiguilles à tricoter de faillie diatnètre (/=22'^"; rf^o'''",i) et les enfiler parallèlement jusqu'en leur milieu dans

un même bouchon de liège fin (/= a'"; d^ '"")! les pôles de même nom du même côté.

Passer ensuite un fil de soie fin {soie à dentelle) au travers du bouchon, entre les deux aiguilles et bien perpendiculairement à leur direction. Pour passer !e fil on se sert d'une aiguille très fine {a" i2) afin que le liège puisse se refermer de lui-même cl fiser le fil de soie.

Préparer d'autre part un support fait de deux planchettes verticales ( 1 5'^^'"; 3''"'; i'") fixées par des vis en laiton contre une autre planche plus épaisse (io™X io™X a"").

(' ) On pourra se dispenser de peser l'aiguille et de faire ceue approximation si l'on mesura la période 6 des oscillations de cette aiguille chargée de deut niasses connues ()i = 5*) attachées i ses dejx bouts i une distance { l'une de l'autre et se faisant (équilibre de manière que l'aiguille reste horizontale. La formule est

.MH =

^^Vf'

Fiier enfin un rapporteur contre l'une des planeholtes verlicales. son centre à la hauleiir <lii bord supérieur de la planolieltc.

Réglage. — Enfoncer plus ou moins les aiguilles dans le bouchon de manière qu'en tenant le tout par le fil de soie tendu horizontalement, le système soit aussi près que possii)Ic d'être en équilibre indifférent.

Faire avec un canif, en haut des planchettes verlicales, deux fentes transversales et suspendre l'aiguille aimantée par le fil de soie tendu horizontalement entre ces deux fentes. On appuiera fortement sur le fil pour qu'il pénètre dans la |»artic la plus serrêides fentes et qu'il s'y trouve fortement fixé.

Faire osciller l'aiguille aimantée dans un plun perpendiculaire au méridien magnétique et achever d'équilibrer celte aiguille eu piquant une ou deux épingles de laiton dans le bouchon. Ces petits contrepoids supplémenlaircs doivent être réglés de façon que I aiguille soit en équilibre dans la position verticale avec le pôle nord en bas, et que la durée de ses oscillations soit de plusieurs secondes.

Expériences. — Ayant ainsi réglé l'aiguille et ayant mesuré sa durée d'oscillation, on change l'orientation générale de l'appareil et on le fait tourner d'un quart de tour pour que l'oscillation se fasse dans le plan du méridien. '

Le pôle nord s'est relevé. On place i'œil dans une position telle que la direction moyenne de t'aiguille se projette suivant un rayon du rapporteur et l'ou note le position de ce rayon. On relève aussi sur ce rapporteur, à l'aide d'un fil à plomb, la position de la verticale passant par le centre. L'angle de ces deux droites est égal, en première approximation, au complément de l'inclinaison.

Tourner progressivement l'appareil autour de la Acrticale. Lo pôle nord s'abaisse ('), passe dans la verticale et se relève ensuite sensiblement à la même hauteur maxima quand l'appareil a fait un demi-tour.

Noter la nouvelle inclinaison.

Elle diffère en général un peu de la première ^aleur trouvée parce que le centre de gravité peut ne pas être juste sur la direction

(') On vérifiera que la tangente de l'inclinaison observée dans i conque est proportionnelle an cosinus de l'angle que celle direclio du méridien magnétique.

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de l'aiguille et que le centre de gravilé est alors successivement au-dessus et au-dessuus de cette aiguille.

Des deus valeurs trouvées pour l'inclinaison, la plus petite est la plus exacte. La moyenne de ces deux valeurs correspond à ce que donnerait l'appareil si l'on ramenait exactement le centre de gravité sur l'aie magnétique de l'aiguille tout en le laissant à la même distance de l'axe de suspension.

Correction pour l'injluence du poids de t'aiguille. — Faire deux nouvelles séries de mesures en déréglant d'abord légèrement le centre de gravité, puis en le déréglant davantage, mais en laissant ce centre de gravité sur l'axe magnétique. Cette condition sera satisfaite si l'aiguille aimantée est encore en équilibre dans la position verticale quand elle oscille dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique.

Ces expériences faites, on trace leur courbe représentative. On prend comme coordonnées les tangentes des inclinaisons obser-

vées, et les inverses des carrés des périodes d'oscillation que possède l'aiguille quand elle oscille dans le plan perpendiculaire au méridien. Si, pour l'une des expériences, le centre de gravilé était

3o2 CHAPITRE VII. — ÉLECTRICITÉ ET MAGSÈTISME.

passé (le l'autre côté de i'axe de suspension, l'absrîssc correspoDdante devrait être portée dans le sens négatif.

La courbe ainsi obtenue est une droite. Le point où elle coupe l'axe des inclinaisons donne la valeur définitive de l'inclinaison, corrigée de l'inQuence du poids de l'aiguille.

— Les mesures sont un peu plus précises quand on se serl d'une boussole d'inclinaison comme celle (jue représente la figure {page 3oi). Avec uo tel appareil la correction que nim-venons d'étudier se fait en renversant le sens de l'aimantation de TaiguiUe.

131 bis. Mesure du champ terrostre au moyen de la boussole des tangentes et de l'électrolyse. — Montage. — Si l'on ne dispose pas d'une boussole des tangentes, on peut en

construire une avec un cerceau de bois et une boussole. Il faut seulement que l'aiguille aimanléc de la boussole soit montée sur pivot avec une chape de pierre et que son cercle gradué ail environ 6"" de diamètre, afin qu'on puisse déterminer la position de l'aiguille à un demi-degré près.

Prendre un cerceau {d= Go'"") dont on arracbe, s'il y a lieu, les clous en fer après les avoir remplacés par des clous en laiion. Enrouler sur la partie extérieure quatre tours de fil de cuivre isolé ((^ = o'^"',i), en les attachant au cerceau par quelques ligatures.

D„j,i7<-,ib,.Googlc

CHAMPS MAGNÉTIQUES. 3o3

Fiier verticalement le cerceau contre im support en bois (e^: 2™') disposé comme l'indique la figure et assemble avec des vis en laiton. La planchette supérieure (e=:i™) se trouve à quelques millimètres en dessous du centre du cerceau.

Expériences. — Poser la boussole sur la plate-forme, au centre du cerceau. Orienter l'appareil de manière que le plan moyeu des spires soit dans le plan du méridien, autrement dit de manière que l'aiguille aimantée de la boussole se place dans le plan du cerceau.

L'appareil ainsi disposé constitue une boussole des tangentes

qui convient pour la mesure des courants de l'ordre de i ou 2 arapères. Si les intensités à mesurer étaient plus pelites, on augmenterait le nombre des tours de fil.

Mettre l'appareil dans le circuit d'une pile avec un voltamètre à eau acidulée et un interrupteur. Si la force électromotrice de la pile ne dépasse pas une dizaine de volts, il n'est pas nécessaire. en général, de prendre un rhéostat de réglage, car la résistance du voltamètre réduit l'intensité du courantà une valeur d'environ 1 ou 3 ampères, qui convient pour la mesure.

Les fils de communication doivent être tordus l'un sur l'autre ou tout au moins èiro très rapprochés pour qu'ils n'agissent pas sensiblement sur la boussole.

Si l'on se sert d'un rhéostat, il ne faut pas non plus que cetappa*reil puisse agir sur la boussole. Le plus sur est alors de prendre

ïo4 CHAPITBE Vil. — ÉLECTKICITÉ ET MAGHÉTISME.

un rhéostat à liquide (VII, 80) doat le champ magaëtique esl manifeslcment très faible.

Relever la jiositioii initiale de l'aiguille aîmaDtée. Faire passer le courant et noter à une demi-seconde près l'heure où commence l'expérience.

Pendant que le courant passe, on mesure la déviation de l'aigtiille. Au bout de quelques minutes on arrête le courant en oolant l'heure de la fin de l'expérience et l'on mesure, enfin, le volume de l'hydrogène dégagé dans le voltamètre.

— Pour avoir les éléments nécessaires au calcul en valeur absolue de la composante horizontale du champ terrestre, il n'y a plus qu'à mesurer le rayon moyen des spires de la boussole des tangentes. Le moyen le plus simple consiste à mesurer leur circonférence au moyen d'un mètre flexible avec lequel on entoure In cerceau qui porte les fils.

Sensibilité. — Il est aisé de reconnaître que, dans les expé-

riences qui préccdeiil, la cause d'erreur la plus grave résida dans l'incerlilude sur la valeur de la déviation. On aurait une précision bien plus grande en remplaçant la boussole à pivot par un magnctomètre ù aimant court et à miroir (VII, 124). — Il faudrait alors ne mettre qu'un tour de fil sur la boussole ou bien employer des courants plus faibles.

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