Sur le résonateur de Hertz et le champ hertzien

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Submitted on 1 Jan 1898

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Sur le résonateur de Hertz et le champ hertzien

Albert Turpain

To cite this version:

Albert Turpain. Sur le résonateur de Hertz et le champ hertzien. J. Phys. Theor. Appl., 1898, 7 (1),

pp.470-474. �10.1051/jphystap:018980070047000�. �jpa-00240235�

470

SUR LE RÉSONATEUR DE HERTZ ET LE CHAMP HERTZIEN ;

Par M. ALBERT TURPAIN (1).

1

Un résonateur circulaire de Hertz présentant ^une coupure fonc- tionne aussi facilement qu’un résonateur complet pour l’investi-

gation ^du champ ^hertzien.

I. MÉTHODES. - En dehors de la méthode du micromètre employée

en déplaçant ^soit directement le résonateur, ^{soit un} pont (moyen préconisé par M. Blondlot), j’ai fait servir la facile résonance d’un résonateur coupé, que j’ai signalée ^{en 189~} (2), ^à l’établissement de méthodes plus précises.

1° Il suffit d’introduire dans la coupure le circuit d’une pile ^conte-

nant un téléphone ; ^dès que ^le résonateur vibre, l’étincelle du micro- mètre ferme le circuit de la pile ^{dans le} téléphone qui ^fonctionne alors ;

~° Pour prévoir l’objection ^{relative à} l’entretien d’un courant auxi- liaire dans le circuit du résonateur, je supprime ^la pile ; ^{on se con-}

tente alors de fermer le résonateur coupé par ^un bon téléphone ;

3° Toute critique ^{relative à la} complexité ^de l’appareil investiga-

teur tombe, ^si l’on rend le téléphone indépendant du résonateur. Il suffit de le faire servir ^à rendre perceptibles ^à l’ouïe les décharges qui ^se produisent ^au micromètre, ^{ce à} quoi ^l’on parvient ^{en en}

recueillant le bruit à l’aide de très sensibles microphones. ^{Le télé-} phone ^{attelé au} microphone fait alors entendre les oscillations élec-

triques.

Outre leur commodité, ^ces dispositifs constituent des modes très délicats d’observation l’oreille, pour peu qu’elle ^soit éduquée, appré-

cie la gamme des intensités ^{avec une} distinction des nuances autrement délicate que n’arrive ^à le faire l’oeil. Ils sont donc susceptibles ^{de don-}

ner aux mesures une grande précision. ^De plus, ^l’étude comparative

d’un champ par ^ces trois méthodes téléphoniques ^et par celles du micromètre ^en démontre la complète équivalence.

(1) Extrait des C. R. de l’Acad. des Sciences.

(’) ^{Sur les} expéi?iences ^{de Hertz} (Procès-verbaux ^de la Soc. des Sc. phys. ^{et nat.}

de Bot-deaux, p. 53 ; ^avril ~895) .

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018980070047000

471

On peut remplacer ^le téléphone, ^{dans le} dispositif 1°, soit par ^une

lampe ^à incandescence qui ^s’allume périodiquement (le procédé

manque toutefois de sensibilité), ^soit par ^un galvanomètre apériodique

sensible. On dispose alors d’un moyen d’observation ^très précis.

II. ANALYSE DU CHAMP. - Prenant l’axe des ^x parallèle ^{à la} ligne ^des

centres de l’excitateur et l’axe des y dans la direction des fils qui

concentrent le champ, j’ai ^{recherché comment se} comporte ^{un réso-}

nateur circulaire dont le plan ^est situé dans les trois positions prin- cipales :

Position 1 (plan ^des Position II (plan ^des Position III

(plan ^des yoz).

L’expérience indique l’existence de régions ^{ventrales et nodales}

pour ^{ces trois} positions.

1° Les longueurs d’onde relatives aux positions ^{1, II et III sont} égales ;

2° Les ventres et les noeuds des positions ^{II et} III coïncident.

Les ventres et noeuds de la position ¹ chevauchent sur ceux des

positions ^{II et} IlI ;

3° Les ventres de la position ^{1 sont aux} noeuds des positions ^{II et} III, ^et inversement.

III. FONCTIONNEMENT DU RÉSONATEUR.

A. Résonateur complet.

1" Le fonctionnement du résonateur est indépendant de la direc- tion suivant laquelle éclate l’étincelle au micromètre.

Dans chaque position principale ^{on a} placé successivement la ^cou- pure du micromètre dans ^toutes les situations possibles ^dans chaque plan :

Position 1

Direction positive de l’axe des

(x = 0°) ^Direction négative ^des

(ac

1800)

Direction positive ^{de l’axe des} («

90°) ^Direction négative ^des («

270°)

Position II

Directionnégative de l’axe des y (CI == 0°) ^Direction positive des y (CI

{80°)

Direction positive ^{de l’axe des} (a - 90°) ^Direction négative ^des

(a

~70°)

Position III

Direction positive ^de l’axe des z (a - 0°) ^Direction négative ^{des z} (x == i80")

Direction positive ^de l’axe des y («

90°) ^Direction négative des y (IX == 270°

2° Il existe des azimuts d’extinction pour les positions ^{1 et III.}

3° Il n’existe pas d’azimut d’extinction pour la position ^II.

Pour les positions ^{1 et} III, ^{aux ventres comme aux} noeuds, ^{le micro-}

472

mètre placé ^{soit à}

^{90°, soit à}

^{~70° ne donne aucune étin-}

celle.

Pour la position 11, ^aux ventres, le micromètre donne des étincelles de même ordre de grandeur ^{dans tous les azimuts.}

~° C’est la position du micromètre qui règle, ^{dans ce cas} (II,

^0°

x ce

180°), ^la position ^{du ventre.}

B. Résonateur à

lia coupure ^est symétrique par rap-

port ^{au diamètre} passant par ^le micromètre, ^{ou bien} dissymétrique.

LJn résonateur à coupure symétrique présente ^{les mêmes azimuts}

d’extinction qu’un résonateur complet ;

~° L’azimut d’extinction ^ou de minimum d’eff’et d’un résonateur à coupure dissymétrique ^est tel que l’azimut d’extinction ^du résonateur

complet passe par le milieu de la coupure ;

3° Les lectures des sections notables relatives ^{à un} résonateur

coupé ^{doivent être} rapportées ^à la coupure.

On peut ^{résumer ces énoncés ainsi :}

Dans un résonateur coupé, la coupure joue le rôle que jouait ^le

micromètre dans le résonateur complet.

4° La différence entre la demi-longueur d’onde d’un résonateur

complet ^{et la} demi-longueur d’onde d’un résonateur à coupure de mêmes rayons ^est sensiblement égale ^{à la} longueur ^{de la} coupure :

La différence entre les demi-longueurs ’d’onde relatives à deux résonateurs est égale ^à la différence de leurs longueurs :

II

Que devient le double système de sections nodales et ventrales dont nous venons de reconnaître l’existence, lorsque change ^{la nature}

du diélectrique ^{au sein} duquel ^se passent ^les phénomènes ? ^C’est

pour répondre ^{à cette} question qu’ont ^été entreprises ^les expériences

suivantes.

Pour garder ^{à cette étude un caractère} expérimental, j’ai opéré

par ^une méthode directe.

DisposiTif.

Un réservoir ^en bois, parallélipipède ^{de 4 mètres de}

longueur ^{sur 30} centimètres ^de largeur ^{et 25} centimètres de profon-

473

deur, peut ^{contenir 260} litres de liquide. ^{Deux fils} parallèles, ^issus

de plaques avoisinant un excitateur hertzien, ^{sont tendus à} l’intérieur,

au niveau de la section moyenne dans le ^sens de la longueur. Quatre

résonateurs filiformes, rectangulaires, ^{mesurant 45} centimètres,

56 centimètres, ⁹⁰ centimètres et 120 centimètres, peuvent ^{être com-} modément disposés dans les deux positions ^{1 et} II. Les deux derniers

,

ont été, ^{vu leur} longueur, contournés en deux spires rectangulaires.

’

Le même micromètre s’adapte ^aux quatre résonateurs. Une cage ^de fils métalliques, ^entourant l’appareil ^{dans le sens de la} longueur, empêche ^la dissipation ^du champ ^à l’extérieur.

Le diélectrique ^{choisi est une huile de} pétrole présentant ^{une com-} plète homogénéité ^{et une} grande inaltérabilité, qui ^{a été} aimablement mise à ma disposition par M. Renous, directeur de la Station centrale

d’Électricité ^de Bordeaux-les-Chartrons, ^{où sont} disposées ^ces expé-

riences.

1. CHAMP DANS L’AIR .

Les quatre résonateurs, étudiés dans l’air,

au sein du réservoir, ^{ont donné les} résultats suivants :

Les deux premiers ^{seuls suivent la loi énoncée} ci-dessus :

la self-induction notable des deux derniers, ^{due à leur} forme, ^{est la}

cause probable ^de l’exception qu’ils présentent relativement à cette loi.

II. CHAMP DANS L’HUILE.

Les mesures dans l’huile, faites par la méthode du pont, ^en maintenant : 10 tout le résonateur, sauf le microJnètre, ^dans l’huile ; ^{2° tout le} résonateur, y compris ^{le micro-} mètre, ^dans l’huile, ^ont donné les résultats suivants (a, ^h indiquent

que le micromètre dans l’air ou dans l’huile) :

474

RÉSULTATS. 2013 Les mesures effectuées en maiatenant le 1nicrolnètre dans l’air permettent d’énoncer les lois suivantes :

i° Les d’onde que décèle 1nêlne résonateur, ^maintenu

dans la POSITION 1, ^au sein de l’air et au sein de l’huile, ^{sont DIFFÉ-}

RENTES.

Elles sont moindres dans l’huile que dans l’air.

°

2° Pour la POSITION II, ^ces longueurs ^{d’onde sont ÉGALES dans l’air}

et dans l’huile.

Les mesures relatives au résonateur plongé ^dans l’huile, ^ainsi que

le micromètre, ^sont notablement supérieures ^aux précédentes. ^Une expérience complémentaire prouve que cela est dû à la perturbation micrométrique, inégale dans l’air et dans l’huile. Cette expérience

consiste à déterminer les longueurs d’onde que donne, ^dans l’air, chaque résonateur dont le micromètre plonge ^{dans un} godet qu’on remplit ^{ou non} d’huile. Les différences trouvées sont très sensible-

ment égales ^à celles que l’on extrait du précédent ^Tableau.

Une expérience ^met d’ailleurs hors de doute l’influence de la nature du diélectrique relativement aux longueurs d’onde de la position ¹

.

et sa non-influence sur celles de la position II. En faisant varier le niveau du liquide ^{dans le} réservoir, ^{on constate} que la longueur ^d’onde

que décèle ^un résonateur dans la position I demeure constamment celle qu’il ^{mesure dans} l’air, ^tant que ^les fils ^ne pas dans

l’huile, mais que ^cette longueur ^{d’onde saute} brusquement ^{à la valeur} qu’elle affecte pour l’huile, dès que les fils qui concentrent le champ baignent dans l’huile. Ce saut brusque accompagne toujours ^l’im-

mersion ou l’émersion des fils. Au contraire, ^un résonateur, disposé

dans la position 11, ^ne manifeste dans ce cas aucune différence, ^con-

formément aux expériences antérieures de M. Blondlot (1) ^{avec l’huile}

de ricin.

Les résultats de cette étude conduisent à énoncer les deux lois

expérimentales suivantes :

1° Les longueurs d’onde que décèle

résonateur Jnaintenu dans la

POSITION 1 VARIENT avec la nature du diélectrique ^{au sein} duquel ^se produisent les phénomènes ;

2° Celles décelées dans la POSITION Il SONT INDÉPENDANTEs de la du diélectrique duquel ^{elles sont mesurées.}

(1) Comptes Rendus, ^t. CXXVl, ³¹ janvier ^1898.