Méthodes de mesure dans rinfra-rouge

— Les radiations infra-rouges jusqu'aux longueurs d'onde de l'ordre de 1,5 p. peuvent être étudiées h l'aide de plaques photographiques spéciales; mais la véritable méthode d'étude de ces radiations consiste en la mesure de Vénergie calorifique qu'elles transportent : cette mesure peut être faite à l'aide du radiomètrc de Nichols,

du radiomicromètre de Boys, de la pile thermoélectrique ou du bolomètre de Langley. Ces deux derniers appareils ont l'avantage de permettre des mesures différentielles, soit qu'on reçoive les deux faisceaux à comparer sur deux piles identiques montées en opposition, soit qu'on les reçoive sur deux fils bolométriques formant deux branches adjacentes d'un pont de Wheatstone. Dans l'un et l'autre cas, la sensibilité dépend du galvanomètre employé, et peut être très grande si l'on emploie un galvanomètre Thomson aux oscillations duquel on donne une période de 20 secondes ou même plus; il est facile, par l'emploi d'un shunt, de la réduire dans un rapport connu au cours des mesures préliminaires.

La méthode de mesure généralement employée est la méthode de Desains : les plans de section principale du polariseur, et de l'analyseur faisant entre eux un angle a, on observe la déviation du galvanomètre, qui mesure le flux $ = $o cos^a transmis par l'analyseur; puis on produit la rotation 8 à mesurer; le flux devient $' = $o cos^(a— S), et l'on a :

ç|^' — $ = $0 [cos2(a — 8) — cos^a] = Qq sin (2a — 8) sin 8.

Pour de petites rotations, la déviation du galvanomètre est maximum si l'on a choisi a = 45°; on a alors :

*' — * $0 sin (7c/2 — 8) sin S . „ .

— - — = -^ — -^— : — =—7-^ = sm2 8»

4> <DoCOs%/4

On mesure d'abord le flux $, en shuntant au besoin le "galvanomètre, puis on supprime le shunt, en ayant soin de maintenir le spot au voisinage du zéro, par une compensation convenable : il suffit, si l'on emploie un bolomètre, d'agir sur les résistances du pont [233]. On arrive ainsi à mesurer <P'— <P et $, par des déviations du même ordre de grandeur, et à avoir la même précision sur les deux mesures; il n'est pas difficile de réaliser une sensibilité suffisante pour mettre en évidence des variations $' — $ de l'ordre yde $/iOOO, correspondant à des rotations 8 de l'ordre de 2 minutes.

Mais la méthode suppose que le flux 0o ^'wîj par la lampe reste constant pendant toute la durée de la mesure. Ingersoll s'affranchit de cette difficulté en employant comme analyseur un prisme à double image, les deux directions de vibrations correspondantes faisant des angles de 45° avec la vibration fournie par le polariseur [237]. Après, introduction de la rotation 8, ces deux angles deviennent tc/4 — 8 et 7ç/4 + 8, et les flux correspondant aux deux images, qui avaient primitivement la- valeur commune $, prennent des valeurs différentes $' et $" telles qu'pn ait :

• = 2 sm 28.

l64 MESURES DE DISPERSION ROTATOIRE 87

On dispose l'analyseur de façon que les deux images polarisées à angle droit se forment l'une au-dessus de l'autre, et on les reçoit sur deux fils bolométriques disposés dans deux branches contiguës d'un môme pont de Wheatstone : la déviation du galvanomètre mesure directement la différence $' — $", les 'deux valeurs $' et $" correspondant aux rayonnements émis par la source à un même instant; pour mesurer tl>, il suffit de shunter le galvanomètre et de cacher l'une des images. Ingersoll pouvait, avec ce dispositif, mettre en 'évidence des rotations h de 2, ou ^ secondes, correspondant à des valeurs du rapport ($' — ^")/î* de l'ordre de 1/15000. Une méthode analogue a été employée par Meyer [234] pour les longueurs d'onde plus grandes, l'analyseur étant constitué par deux miroirs de sélénium disposés de façon que chacun d'eux reçoive la moitié du faisceau et que les plans d'incidence y soient rectangulaires.

La mesure du flux $ doit être faite avant l'introduction de la rotation S. Dans l'étude des rotations magnétiques, cette introduction, qui s'effectue en établissant le champ magnétique, ne change pas le flux $oreçu par l'analyseur. Il n'en est pas de même dans le cas des rotations naturelles, l'introduction de la substance active sur le faisceau produisant généralement un affaiblissement par absorption : pour tourner cette difficulté, Ingersoll [232] détermine directement le coefficient de proportionnalité de $' — *^" à sin 2S en mesurant la déviation qui correspond à une rotation donnée (3°) du polariseuf.

On remarquera que les méthodes que nous venons de décrire sont en réalité des méthodes de pénombre, avec un angle de pénombre 39 == 90°. Dans l'observation visuelle, le fait que la sensibilité relative de l'œil ne dépend pas de l'éclairement conduit à employer des angles de pénombre aussi petits que possible; ici, au contraire, le fait que la valeur absolue des différences de flux perceptibles ne dépend pas de V intensité conduit à employer un angle de pénombre aussi grand qv£ possible. De plus, la possibilité de mesurer par la déviation du galvanomètre la différence des flux reçus par les deux plages rend inutile la réalisation de leur égalité (i).

(i) Ces deux remarques sont applicables aux méthodes de mesure qui utilisent des cellules photo- électriques (§ 85),