HAL Id: jpa-00241944
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Submitted on 1 Jan 1914
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Annalen der Physik ; t. XLII, nos 11 et 12 ; 1913
Paul de la Gorce, P. Job, R. Jouaust
To cite this version:
Paul de la Gorce, P. Job, R. Jouaust. Annalen der Physik ; t. XLII, nos 11 et 12 ; 1913. J. Phys.
Theor. Appl., 1914, 4 (1), pp.72-85. �10.1051/jphystap:01914004007201�. �jpa-00241944�
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A. FERGUSON. - Sur les forces agissant sur une sphère solide en contact
avec une surface liquide.
-P. 925-934.
L’auteur étudie théoriquement ce problème et vérifie expérimenta-
lement avec Ja benzine, l’alcool et l’eau, la formule qu’il déduit des
calculs.
Il. VIGNERON.
ANNALEN DER PHYSIK ;
T. XLII, nos 11 et 12 ; 1913.
K.-F. LINDMANX. 2013 Sur l’absorption des oscillations hertziennes dans le fer.
P. 30-44.
Des recherches antérieures ont montré que l’absorption des ondes électriques dans les masses métalliques dépend de la nature du mé-
tal et en particulier de sa conductivité et de ses propriétés magné- tiques. C’est ce dernier point que l’auteur s’est attaché à étudier et à vérifier. Il se servait d’un réseau de résonateurs circulaires cons-
titués soit par des fils de cuivre, soit par des fils de fer, et il mesu-
rait l’intensité du rayonnement passant à travers le réseau et réfléchi par lui. La longueur d’onde des oscillations utilisées était de 26 cen-
timètres. Les résultats des expériences mirent en évidence que l’in- tensité de rayonnement à travers le réseau de résonateurs est plus
faible quand ceux-ci sont en fer que lorsqu’ils sont en cuivre. Il en
est de même du rayonnement réfléchi par le réseau. On peut déduire
des chiffres trouvés que l’absorption d’énergie rayonnée est d’au
moins ’l 0/0 plus grande dans le fer que dans le cuivre. Cette diffé-
rence tient principalement aux propriétés magnétiques du fer sans
que la résistance du résonateur intervienne d’une manière notable.
En effet des mesures réalisées avec des fils de fer de différents dia- mètres conduisirent à des résultats très voisins.
L’auteur a complété son étude en comparant le pouvoir réfléchis-
sant pour les ondes électriques de deux miroirs plans identiques, l’un
en fer, l’autre en cuivre. Il trouva que l’intensité de rayonnement était un peu plus faible dans le cas du fer. Mais la différence (1 à 2 0/0)
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01914004007201
73 est de l’ordre des erreurs d’expérience. Ce résultat se concilie assez
bien avec la l’ormule théorique indiquée par Drude (4) :
où r est le rapport des intensités des ondes réfléchies et incidentes,
u la perméabilité du milieu réfléchissant, a sa conductivité, c la
vitesse de propagation des ondes dans l’air, et T leur période de
vibration. Si on admet, d’après les recherches de Klémencic (~), que la perméabilité du fer pour les ondes hertziennes est de l’ordre de 100, l’équation précédente donne pour r : 0,998. L’auteur conclut que les propriétés magnétiques du fer subsistent même aux fré- quences de 109 par seconde, la valeur de la perméabilité étant au
moins égale à celle qu’a indiquée Klëmencic.
PAUL DE LA GOITCE.
CARL BENEDIKS. - Obtention de la loi de la répartition de l’énergie de Planck
à partir de l’hypothèse de l’agglomération ; relation simple entre la durée et
la fréquence. - P. 133-162.
Des travaux récents (C. Benediks, ‘’V. Broniewski, E. Holm,
A. Smits, A. Nigaud, etc.) ont montré qu’il se produit très proba-
blement dans les corps solides des transformations moléculaires lentes d’une très grande importance. Il ne faut donc plus admettre
a priori que les corps solides sont n10noatomiques. Au contraire, l’hypothèse d’une association, ou plutôt d’une « agglomération » des.
atomes mobiles, en complexes immobiles, pourrait pent-ètre rendre compte des variations de la chaleur spécifique (F. Richarz, J. Du- claux). Cette agglomération augmenterait quand la température
baisse.
Par un calcul rapide, basé sur des hypothèses certainement
inexactes, l’auteur montre d’abord que l’agglomération permet d’ob- tenir des courbes de chaleurs spécifiques voisines des courbes expé-
rimentales.
Puis l’auteur évalue l’énergie des corps agglomérés. Elle est de
la forme :
(1) P. DRUDE, Physik des Âthers, p. 574; 1894.
J. iILEMENCIC, Wied. Ann,, L, p. 456; 1893.
74
En première approximation
Et, si l’on admet que V’102 est proportionnel à la cohésion (durée)
du corps solide et inversement proportionnel à son poids atomique,
on trouve que Wo est proportionnel à une fréquence :
La valeur exacte de F (T) est :
c’est-à-dire une fonction analogue à celle que Langevin obtient pour le paramagnétisme.
’
A partir de ces relations, on peut obtenir la formule de Planck
sous l’une des deux formes suivantes :
Enfin l’auteur obtient une relation aussi exacte que la formule de Lindemann entre la fréquence v, le volume atomique V, le poids atomique A, la densité p et le coefficient de dilatation linéaire :
On peut donc, par une voie purement physique et sans s’appuyer
-sur l’hypothèse des quanta, obtenir l’équation de répartition de Planck,
en supposant qu’il existe des agglomérations d’atomes à basse tem-
p érature. ,
HANS SCHMIDT. - Emission et absorption du gaz carbonique chauffé.
P. 415-458.
L’auteur mesure pour une série de températures (90° à 30°) et de
75
longueur d’onde (l!B93 à ~,69) le pouvoir émissif E et le pouvoir ab-
sorbant A d’une couche de C02. Si la loi de Kirchhoff est applicable,
l doit être égal au pouvoir émissif du corps noir dans les mêmes A
conditions ; l’auteur rnesure ce pouvoir émissif dans le même appa- reil.
Les résultats de son travail sont les suivants :
Le gaz carbonique, même chauffé d’une manière homogène, émet
un spectre d’émission ou d’absorption discontinu tel que l’avait trouvé
Paschen ;
A pression constante, l’absorption dans les bandes, surtout du
coté des grandes longueurs d’onde, augmente quand la température s’élève, mais les bandes s’élargissent peu ;
Il est très probable que la loi de Kirchhofî s’applique quantitati-
vement au rayonnement du gaz carbonique régulièrement chauffé;
Si l’on appelle rayonnement thermique, le rayonnement produit uniquement par l’élévation de la température, l’émission discontinue du C02 a bien le caractère d’un rayonnement thermique.
P. J on.
R. LADENBURG et F. REICHE. - L’absorption sélective.
-P. 181-209.
I. Ce mémoire comprend deux parties. Dans la première les
auteurs calculent d’après la théorie de la dispersion de Drude la
quantité de lumière de fréquence comprise entre v et v + Sv,qui est
absorbée par une couche d’épaisseur donnée 1 d’une substance. Ils se
limitent au cas où le produit nx de l’indice de réfraction n par le coefficient d’extinction x est petit par rapport à l’unité. D’après la
théorie de Drude, dans le cas d’une bande d’absorption isolée,
d’intensité moyenne, correspondant à la fréquence Vo et à un nombre
N d’électrons par unité de volume, et à l’intérieur de laquelle l’in-
dice de réfraction varie peu, le produit nx est donné par la formule :
no étant l’indice de réfraction au voisinage de vo, p étant égal à
e 9. 47rN - et v’ représentant le coefficient d’amortissement.
m
’
Cela posé, pour le calcul qu’ils ont en vue, les auteurs distinguent
76
deux sortes d’absorption sélective : l’absorption d’ensemble (Ge- samtabsorption schleelîtin), quand la source lumineuse est une petite portion de spectre continu; l’absorption par raies (Linienccb- sorption), quand la source lumineuse est une raie spectrale, émise par
un corps identique au corps absorbant.
i° Pour calculer rabsorption d’ensemble, ils admettent que, si Eadv est l’intensité d’un faisceau incident de rayons parallèles, l’in-
tensité du faisceau transmis Eddv sera, d’après la loi de Biot-Lam- bert, donnée par l’expression :
et par suite :
Si Ea est constant dans l’intervalle des fréquences que l’on consi-
dère, l’absorption A sera donnée par l’intégrale :
où l’on fait ~. = vl - v et v. fil- v - wo dans l’intervalle considéré.
En intégrant,on obtient d’une façon générale :
J. et J, étant les fonctions de Bessel d’ordre zéro et d’un ordre un, ,b la fonction des erreurs, et r étant mis pour Pl
= or
la fonction des erreurs, et r étant mis pour " 20132013; === -’
Les deux derniers termes de la parenthèse sont négligeables en première approximation. Il résulte de là que l’on a :
pour les valeurs de r plus petites que 1 ;
pour r de l’ordre de 1 ;
pour les valeurs de r plus grandes, mais telles que 1
77 On arrive ainsi pour l’absorption d’ensemble aux conclusions sui- vantes : 1° elle est inversement proportionnelle à la largeur repré-
s entée par 2i de la portion de spectre continu qui sert de source lumineuse ; 2° quand r est petit, c’est-à-dire quand le nombre des
centres absorbants est petit, elle est proportionnelle au nombre de
ces centres et indépendante du coefficient d’amortissement v’ ;
3° quand le nombre des centres absorbants augmente, elle est en première approximation proportionnelle à la racine carrée du pro- duit de ce nombre des centres par le coefficient d’amortissement.
2° Pour calculer l’absorption par raies, il faut se donner la distri-
bution de l’intensité à l’intérieur de la raie qui sert de source lumi-
neuse, c’est-à-dire la fonction Ea ( v). Ladenburg et Reiche posent :
~ étant considéré comme constant dans l’intervalle étudié.
De cette sorte l’intégrale qui donne l’absorption AL est :
L’intégrale Q’ qui figure au numérateur de cette expression a pour valeur :
Celle qui figure au dénominateur a déjà été rencontrée à propos de
l’absorption d’ensemble. En ne conservant dans ces dieux intégrales
que le premier terme, on a en première approximation :
78
On voit ainsi que l’on a :
~
AL ==: Opour les très petites valeurs de r (r 1) ;
AL ::Z:r 2 =~ ~2013-201320132013, pour les valeurs moyennes de r ; AL ZZ 2 ~2 - 0,585-,5 pour les grandes valeurs de r.
Il résulte de cette dernière conclusion que si deux couches d’une même substance émettant une même raie d’intensité i sont placées
l’une derrière l’autre, le rapport de l’intensité i’ de la raie donnée par l’ensemble des deux couches à l’intensité i :
aura pour limite, pour r très grand, la valeur V2. Ces résultats
s’appliquent aussi si dans l’intervalle considéré, on a plusieurs raies
assez séparées pour qu’il n’y ait pas d’influence entre les courbes
d’absorptions correspondantes.
3° Si l’on admet, comme l’ont fait Ladenburg et Reiche, qu’à l’in-
térieur d’une raie la distribution de l’intensité est proportionnelle à la
distribution de l’absorption, on obtient, pourl’énergie totale contenue
dans une raie, l’expression E = et l’on retrouve pour les rela- tions entre E et le nombre des centres actifs d’une part et le coeffi- cient d’amortissement d’autre part les conclusions qui ont été .
données à propos de l’absorption d’ensemble.
II. Dans la deuxième partie, les résultats de la théorie sont com-
parés avec les résultats des expériences, et en particulier de celles
de Gouy.
10 Les expériences de Gouy sur les flammes des sels de sodium j,
montrent, comme l’indique la théorie, que le rapport Z 2 tend vers
une limite égale à B/2 quand on fait croître la densité de la vapeur.
L’ensemble des valeurs obtenues il
pour 7 t par le calcul et par l’expé-
rience pour des valeurs différentes de la densité présente un accord satisfaisant, d’autant meilleur que dans le calcul on pousse plus loin l’approximation. Les expériences de Gouy confirment aussi le rap-
port établi par la théorie entre l’énergie E d’une raie spectrale et la
79
ï7 FT
densité de la vapeur. Le P rapport E PP il varie de 1 à 31, tandis que q A
reste constant quand on fait croître la densité ;
2" La formule donnée par lord Rayleigh pour la distribution de l’intensité à l’intérieur d’une raie spectrale ne semble au contraire
pas représenter exactement les phénomènes observés par M. Gouy.
J. STARK. - Discussion sur le système des séries du mercure : remarques
sur les explications de M. Paschen. - P. 238-240.
L’auteur maintient que les raies du mercure 2536 et 4078 n’ap- partiennent pas à la même série. En effet :
1° Elles ne donnent pas le même effet Doppler dans les rayons-- canaux : 4 078 est due à un atome-ion positif tri valent, 2536 à l’atome neutre;
2° L’identité de la décomposition magnétique de 4078 et de 2 536-
n’est pas établie et ne suffirait d’ailleurs pas à prouver que ces raies
appartiennent à la même série.
Stark ajoute que, d’après les variations de leurs intensités, les raies
~ ~0$ et 4078, rangées par Paschen dans des séries différentes,
doivent appartenir à un même système de séries.
J. STARK, G. WENDT, H. KIRSGHBAUM et R. KUNZER. - Raies monovalentes et raies polyvalentes des spectres de l’aluminium, de l’argon et du mercure
dans les rayons-canaux. - P. 241-302.
I. 41u,»iinium.
-L’aluminium peut donner dans les rayons-canaux des atomes-ions positifs monovalents, divalents et trivalents. Ces diffé- rents atomes-ions produisent des spectres de raies différents.
Les raies À 3 961,7 et 3944,2, qui sont les deux composantes de- rang m = 1,5 de la deuxième série secondaire de Al, sont dues à
l’atome-ion monovalent.
La raie non sériée ~ 4663,5 est une raie divalente.
Les raies non sériées ~ 4529,7, I~~i3,0 et 4 480,0 sont trivalentes.
II. Argon. - Les raies du spectre rouge de l’argon sont dues à
l’atome-ion positif monovalent.
Dans la région visible, les raies du spectre bleu sont pour la
plupart des raies divalentes; quelques-unes sont trivalentes. Ces~
80
dernières sont celles qui apparaissent élargies dans le spectre blanc
de Eder et Valenta.
III. Mercure.
-Les raies À 2847 et 222.1, que Stark considère, -d’après Rydberg, comme les composantes de même rang d’une deuxième série secondaire double, sont dues à l’atome-ion positif
monovalent.
Les raies des deux séries secondaires triples sont données par l’atome-ion positif divalent.
Les raies À 4916, .4 339, 4 347, 4 109 et 4 078 appartiennent àl’atome-
ion positif trivalent.
Les raies h £ 79î, h 707, 4486 et 4398, qui sont données par la lueur négative des tubes de Geissler, proviennent d’atomes-ions
positifs tétravalents.
~.
La raie A 2536,7, que Stark considère comme le premier terme
d’une série de raies simples dont la raie X 1849 serait le second ,terme, est émise vraisemblablement par l’atome neutre du mercure.
Dans tous les cas considérés ici, il existe un équilibre mobile entre
les atomes-ions de valence différente. Plus la chute cathodique est forte, plus grandeest laproportion des atomes-ions de valence supé-
rieure. L’existence de cet équilibre mobile rend difficile l’attribution des raies à un atome-ion de valence déterminée.
E. ZSCHIMMER et H. sCHULZ. - La biréfringence des verres d’optique
en fonction de leur composition chimique et de leur forme. - P. 345-396.
La question de l’homogénéité des verres d’optique est de la plus
;haute importance au point de vue de la construction des objectifs de grandes dimensions. Les auteurs de ce mémoire, dont une partie a déjà été publiée]sous une forme XIII, 1912, p. 1017),
ont étudié systématiquement les biréfringences des verres plus ou
moins fortement trempés. La masse de verre étudiée était placée
-entre deux nicols sur le trajet d’un faisceau de lumière parallèle et
,
monochromatique. La biréfringence était mesurée au moyen d’un
compensateur de Babinet associé à un biprisme de Lummer. L’ap- pareil de Lummer est constitué par un système de deux prismes à
réflexion totale, dont les faces hypoténuses sont en regard et sépa-
trées par une couche d’air de £ de millimètre environ. En faisant 1000
tomber un faisceau lumineux sur l’une des faces rectangles, on
81 obtient pour la lumière réfléchie et pour la lumière transmise un
phénomène d’interférences. Le phénomène d’interférences obtenu dans la lumière réfléchie est caractérisé par un système de franges
noires fines, entre lesquelles on obtient encore un autre minimum
d’intensité quand la lumière incidente est polarisée rectilignement.
Ce second système de franges appelées franges de redoublement
Verdopplîtngstreilen) se déplace par rapport au premier quand la polarisation de la lumière incidente devient elliptique, et ce déplace-
ment, qui croît très rapidement avec l’ellipticité, quand l’ellipticité
est petite, peut servir à la mesurer. D’ailleurs ces franges ne sont
pas déplacées par une rotation du plan de polarisation et ne s’éva-
nouissent pas même pour des variations très sensibles de la biré-
fringence à l’intérieur de la section de la masse de verre étudiée.
C’est ce dernier fait qui a déterminé l’emploi de ce dispositif.
Voici les résultats obtenus :
Il 0 Variations de la biréfringence avec la température T à partir de laquelle se produit la trempe. - On peut considérer que la biréfrin- gence d’une masse de verre donne la mesure de la pression ou tension
intérieure produite par suite du ref’roidissement. Ils ont trouvé que, pour les températures notablement inférieures à la température de
ralTIollissem3nt du verre, la rolation entre l’ et s est donn~e par la relation :
ou 1"0 représente la température de ramollissement du verre, so la valeur minimum de la tension et C une constante. Quand la tempé-
rature de trempe est voisine de T,, la tension s est à peu près indé-
pendante de la température.
’2’ Variations de T,, 80 et C avec la c01npo8ition chionique.
-Les
verres étudiés sont des verres au plomb. La température To semble décroître légèrement quand augmente la proportion de PbO. Les
constantes s~ et C augmentent d’abord rapidement avec la pro-
portion de PbO, passent par un maximum quand la propor- tion de PbO est de 40 à 60 0/0, pour décroître à nouveau pour des proportions de plomb yplus considérables. L’extrapolation des
courbes obtenues donne pour une proportion de Pb() égale à 16 0/0
une valeur nulle à la fois pour 80 et C, de sorte qu’un verre de cette composition ne présenterait pour la lumière monochromatique con-
sidérée À aucune biréfringence, quel que soit le mode de re-
J. de Phys., Je série, t. IV. (Janvier 1914.) 6
82
froidissement. Si on prolonge les courbes au delà de leur point de croisement, la courbe des
-so, qui se trouvait au-dessus de la courbe des C, qui correspondait à une biréfringence négative, se
trouvera maintenant au-dessous, ce qui donne une biréfringence négative. Les mesures faites sur un verre contenant 90 0/0 de PbO
confirment cette conclusion. Il est très remarquable d’ailleurs que la proportion 76 0/0 soit la même que celle que Pockels avait trouvée pour un verre qui ne deviendrait pas réfringent sous l’influence d’une action mécanique.
3° 1/ ariations de la biréfringence avec l’orientation.
-Dans un
échantillon de verre coloré par du sulfure de cadmiuin, taillé en
forme de prisme à base carrée, la biréfringence était la même dans
les angles opposés de cette base et différente dans les angles adja-
cents. L’orientation des particules de la matière colorante explique peut-être ce phénomène.
° Variations de la biré fringenee avec le à la
ordinaires.
-Quand la biréfringence est grande, elle décroît lente-
ment avec le temps. Pour le verre 0.118, une différence des indices de réfraction originairement égale à 24,6 . 10-6 a diminué de 3,2
en un mois environ. Quand la biréfringence initiale est faible, elle
s’accroît au contraire avec le temps ; pour le même verre et une dif- férentielle initiale d’indices égale à 0,22 ~10-~, l’accroissement est de 0,10 dans le même intervalle de temps.
5" Variations avec la forme. - En comparant divers échantillons de verre, taillés en forme de prismes de même base et dont la lon- gueur varie de 4 à 21 millimètres, on trouve que la biréfringencc
croît d’abord avec la longueur suivant une loi linéaire, puis un peu
°