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Submitted on 1 Jan 1953
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Détermination calorimétrique du coefficient d’absorption
du son dans les composés organiques liquides
S. Parthasarathy, S.S. Chari, P.P. Mahendroo
To cite this version:
DÉTERMINATION
CALORIMÉTRIQUE
DU COEFFICIENT D’ABSORPTION DU SON DANS LESCOMPOSÉS ORGANIQUES LIQUIDES
Par S.
PARTHASARATHY,
S. S. CHARI et P. P.MAHENDROO,
National Physical Laboratory of India, New Delhi, 12.
Sommaire. -
L’absorption d’ondes ultrasonores de fréquence 5 Mc/s dans divers composés
organiques liquides est étudiée en mesurant le dégagement de chaleur produit à différentes distances
de la source par le passage des ondes. On compare les résultats avec ceux obtenus par la méthode de
la pression de radiation. La concordance est bonne.
LE JOURNAL DE ,PHYSIQUE ET LE RADIUMS TOME
14,
JUIN1953,
PAGE 366.1. Introduction. -- La chaleur
produite
par
passage d’ondes ultrasonores dans. un
liquide
a étésignalée
pour lapremière
fois par W. T. Richardset al.
[1].
Nous avons ensuite trouvé[2] qu’au
voisinage
de420
kHz ledégagement de
chaleurproduit
par le passage des ultrasons dans tous lesliquides
estproportionnel
au coefficientsd’absorption
des ondes dansle
liquide.
Enpoursuivant
cesrecherches
[3],
nous avons établi que ledégage-ment de chaleur dû aux ondes ultrasonores est entièrement déterminé
par l’intensité
due la source. SiI,x est,l’intensité
desondes
à x cm de la source,et
hx
ledégagement
dechaleur,
en calories parseconde,
dû au passage des ondes au delà de x,h est entièrement déterminé par
I r,
ets’exprime
paroù A est la
section
du faisceau ultrasonore encenti-mètres
carrés,
et Jl’équivalent mécanique de
lacalorie. En
d’autres
termes, ledégagement
dechaleur en tout
point
d’unliquide
est
proportionnel
à l’intensité des vibrations en cepoint.
Donc,
enmesurant la chaleur
dégagée
par les ultrasons àdifférentes distances
de
la source, nous.pouvons
calculer la valeur du coefficient
d’absorption
a par°
la relation h =
hoe-2xx;3où
h est la chaleurproduite
par
l’énergie
ultrasonorequi
a traversé une sectiondroite du faisceau située à une distance x cm de la
source et
ho
celleproduite
parl’absorption
del’énergie
.
ultrasonore
totale du faisceau.L’équation
montreque la courbe
représentant
log h
en fonction de xest une
droite,
dont lapeùte
donne le double ducoefficient
d’absorption (2 os).
’
2.
Expériences.
-- Une lame dequartz
piézo-électrique
de surface un pouce carré(6,45 cm2)
etde
fréquence
fondamentale 5 MHz sert de sourceultr4sonore.
Lecristal
et sonmontage
mécanique
sont
plongés
dans leliquide
étudié,
contenu dansun
grand
cristallisoir. Un calorimètre à doubleparoi
de verre, avecl’espace
entre les deuxparois
vidé et muni à sapartie
inférieure d’une mincefenêtre
de mica estsuspendu
dans leliquide,
lefaisceau
d’ultrasons
traversant tout entier la fenêtrede
mica,
sans toucher lesparois
du calorimètre.-Le vase
calorimétrique
contient
uneprofonde-.
u""’liquide
suffisante pour que toutes les vibrations ultrasonoresqui
traversent lafenêtre
soientabsorbées
ettransformées
en chaleur dans le calorimètre. La fenêtre de micapermet
le passagedes
ultrasons,
tout en isolant assez lè calorimètredu liquide
sous-jacent
pour
que la chaleurreçue
par leliquide
du calorimètre soit . seulement celleproduite
par lepassage des ultrasons. Cette
lame
de mica. a étéprise
assez mince pour laisser passercomplètement
le faisceau ultrasonore. Le
liquide
estidentique
àl’intérieur et à l’extérieur du calorimètre. Le calo-rimètre monte et descend dans le cristallisoir sous
l’action
d’undispositif
àcrémaillère,
qui
permet
de lire sesdéplacements
à 0,1 mmprès.
Le cristal est excité à
potentiel
constant par un367
émetteur d’avion. La tension haute
fréquence
appliquée
au cristal est mesurée à l’aide d’unvolt-mètre à
lampes
etl’intensité
hautefréquence
parun
milliampèremètre disposé
en série avec le cristal.La chaleur
dégagée
dans leliquiâe
du calorimètreest mesurée au moyen d’un thermomètre sensible à
0,0250
C. On mesurel’élévation
detempérature
du
liquide
pour différentes distances du calorimètre à la source. La masseliquide
restant la même dans lecalorimètre,
la chaleurproduite
parl’absorption
des ondes ultrasonores
qui
ont traversé lafenêtre
de mica estproportionnelle
à l’élévation detempé-rature
et,
parsuite,
la courbe dulogarithme
del’élévation de
température
en fonction de ladis-tance à la source est une droite dont il suffit de
mesurer la
pente
pour avoir le coefficientd’absorp-tion.
3. Les
erreurs
et leur correction. - a.Malgré
l’isolement
par la fenêtre demica,
on constate une conduction de chaleur durécipient
inférieur aucalorimètre. Pour en tenir
compte,
l’élévation detempérature
du calorimètre est notéeaprès
extinc-tion du faisceau
ultrasonore,
pendant
une duréeégale
àla , moitié
deçelle
du passage des ondes. L’élévation ’observée alors est déduite de celle obtenue au totalpendant
le passage des ultrasons :on a ainsi l’effet dû à la seule
absorption
desultra-sons.
b. Pour diminuer les
pertes
parrayonnement,
l’ensemble de
l’appareil
(bécher
etcàlorimètre)
état enfermé dans une boîte de bois bourrée de laine de verre. Le bécher est recouvert d’un
carton à travers le centre
duquel
on introduit lecalorimètre. La
partie supérieure
est recouverte de lainede, verre
etfinalement
d’uneplanche
de bois. Endépit
de cesprécautions,
unepetite quantité
de chaleur est
rayonnée
par leliquide
ducalori-mètre. Pour en tenir
compte,
àpartir
du moment oùle
liquide
commence à serefroidir,
on note la chute detempérature qui
seproduit pendant
untemps
égal
à la moitié de celui du passage des ultrasons. Cet écart detempérature
estajouté
à l’élévationde
température provoquée
par le passage des ultra-sons et cette somme est l’élévation correcte detempérature.
4. Résultats. - On faisait
passer les radiations
ultrasonores
pendant
3o mn pourchaque position
4u
calorimètre. Lapente
de la droitereprésentant
les élévations detempérature
dùliquide
du calori-mètre en fonction de la distance de celui-ci à lasource donne le double du coefficient
d’absorp-tion
(2(x).
Le tableau I donne les élévations detempérature
en fonction des distances et les valeursde .v2
pour lesliquides
étudiés.
Le tableau IIdonne,
pour
comparaison,
les valeurs pour les mêmesliquides
de "
déterminées par laméthode
368
5. Conclusions. - On voit sur le tableau II
que les valeurs du coefficient
d’absorption
obtenues par la méthodecalorimétrique
sont en bon accord avec celles déterminées par la méthode depression
de radiation. La seuleprécaution
àprendre
estque toutes les radiations
ultrasonores
traversant lafenêtre de mica soient
complètement
absorbées parle
liquide
dans le calorimètre. Laprécision
de cetteméthode est finalement conditionnée par celle de
la mesure de
petites élévations de température.
Si des améliorations
permettaient
de connaîtrecelles-ci à o,oIo
près,
la méthode donnerait desrésultats très
précis.
Elleest,
enoutre,
simple
etélégante,
car ellen’exige
aucunmontage
compliqué.
Manuscrit reçu le 24 décembre 1952.
BIBLIOGRAPHIE.
[1] BERGMANN, Der Ultraschall, 1949.
[2] PARTHASARATHY S., SRINIVASAN D. et CHARI S. S.
-Nature, 1950, 166, 828-829.
[3] PARTHASARATHY S., CHARI S. S. et SRINIVASAN D.
-Equivalence of sonic and thermal energies. (En cours de
publication aux Annalen der Physik.)
[4] PARTHASARATHY S., CHARI S. S. et SRINIVASAN D. 2014
Absorption of ultrasonic waves in organic liquids at 5 mc/s
by radiation pressure method. (En cours de publication.)
L’EFFET
PHOTOÉLECTRIQUE
DES RAYONS XSUR LES CELLULES
PHOTOÉLECTRIQUES
A COUCHED’ARRÊT
Par G. BLET.
Sommaire. 2014 Des mesures faites en exposant une cellule à
couche
d’arrêt au sélénium aurayonne-ment X d’une anticathode de tungstène sous diverses conditions d’excitation, ont mis en évidence un
effet
photoélectrique
faible. Le courant produit s’additionne intégralement avec un courantphoto-électrique d’origine lumineuse. Les mesures avec courant de polarisation ont donné des résultats
ana-logues à ceux obtenus avec un rayonnement de lumière visible.
Enfin, l’effet de fatigue est très marqué. Le calcul du rendement quantique a donné un nombre très
élevé, de l’ordre de 1000. Ce résultat est expliqué par l’hypothèse d’éjection en cascade d’électrons de moins en moins rapides.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME
14,
JUIN1953,
parz 368.1.
Montages. -
Nous avons utilisé pour ces essais un tube à circulation d’eau à anticathode detungstène
donnant unrayonnement réparti
enlongueur
d’onde
selon la courbeclassique.
La tension d’alimentation a pu
être
poussée
jusqu’à
80 kV et le débit du tubejusqu’à
16 mA.Le
dispositif d’alimentation
du tubepermet,
par des manoeuvresconvenables,
d’ajuster
individuel-lement
tension et débit aux valeurs choisies àl’avance.
La cellule
photoélectrique
à couche d’arrêt au sélénium étaitplacée
à l’intérieur d’un boîtiermétallique
étanche fermé àsa
partie supérieure
par une mince feuille declinquant
d’aluminiumde
I/Iol,
demillimètre
d’épaisseur.
A l’intérieur dece boîtier une
petite
ampoule permettait
d’éclairerà volonté la cellule. Le câble d’alimentation de cette
lampe
ainsi que le câble de la cellule étaientsoigneusement
blindés et mis à la masse, ainsi quele
boîtier,
pour éviter lescourants
parasites
dus auxeffluves,
la cellule étantplacée juste
sous lafenêtre du tube à rayons X et à une distance de 3o cm
de l’axe de l’anticathode.
2.
Fatigue
de la cellule. - Deuxphénomènes
distincts ont été immédiatement constatés.
a. le courant de cellule met un
temps
appréciable
pour atteindre sa valeur
maxima; .
b. la décroissance du courant se
poursuit pendant
plusieurs
minutes.La cellule était reliée à un
