Sur quelques expériences destinées à la démonstration des lois élémentaires de l'optique

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Submitted on 1 Jan 1874

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Sur quelques expériences destinées à la démonstration des lois élémentaires de l’optique

Terquem, Trannin

To cite this version:

Terquem, Trannin. Sur quelques expériences destinées à la démonstration des lois élémentaires de l’optique. J. Phys. Theor. Appl., 1874, 3 (1), pp.244-248. �10.1051/jphystap:018740030024401�.

�jpa-00236956�

peur disséminée dans le milieu ambiant. Dans mes

expériences,

^le

liquide

^{se trouve en contact avec une colonne} d’au moins ^IO centi- mètres de hauteur de sa propre vapeur ^sous la

pression atnlosphé- rique ;

^{si donc la loi de Dalton est} exacte, la ^vitesse de

l’évaporation

devra être

proportionnelle

^a l’excès de la tension maxima de la ^va- peur ^à la

température

^du

liquide

^{sur la}

pression atmosphérique.

Pour le sulfure de

carbone,

par

exemple,

^{si l’on}

prend

les nombres donnés

par M. Regnault

pour les forces

élastiques

^{de cette} vapeur

et si l’on

désigne

par 1 l’excès de la tension maxima de la vapeur ^a 60

degrés

^{sur la}

pression atmosphérique,

^{les excès}

correspondant

aux

températures de 70, ^80,

90 ^{et ioo}

degrés

^sont

représentés

par les nombrcs

1, 96, 3, 15, 4, 60

^et

^{6, 35.}

^{D’un autre}

côté,

^{si l’on dé-}

termine par

expérience

^{les vitesses}

d’évaporation

^{à ces div-erses}

températures

^{et si} l’on divise les valeurs obtenues par la vitesse

d’évaporation

^{a 60}

degrés,

^{on trouve} des nombres très-dinérents des

rapports auxquels

conduirait la loi de

Dalton, lorsque l’expérience

cst faite dans des tubes

larges;

^mais les dillérences sont moins pro- noncées

lorsqu’on

^étudie

l’évaporation

dans des tubes étroits.

Voici,

par

exemple,

les résultats obtenus avec un tube

cylindrique

^de

2 millimètrcs de diamètre et

corrigés

^de la dilatation du

liquide

^dé-

terminée directcment :

1,94, 3, 02, 4,27

^{e t}

6,00. Or,

^{avec un tube}

étroit,

nous avons constaté

qu’il n’y

avait pas de diflérence

appré-

ciable entre les

températures

intérieure et extérieure : on voit donc que la loi ^{de Dalton ne}

s’applique

pas

rigoureusement

^à

l’évapora-

tion des

liquides surchaullés ;

^{on doit}

cependant

^la

regarder

^comme

conduisant à des résultats voisins de ceux donnés par

l’expérience,

mais d’une valeur absolue

plus grande.

SUR QUELQUES EXPÉRIENCES

DESTINÉES

A LA DÉMONSTRATION

DES LOIS ÉLÉMENTAIRES DE L’OPTIQUE;

PAR MM. TERQUEM ^{ET TRANNIN.}

(FIN.)

IV. 2013 Marche des naj-ons dans les

prismes.

Pour faire voir la déviation des rayons lumineux par leur pas- sage ^{à travers un}

prisme,

^on

emploie,

^en

général,

des substances

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018740030024401

245

plus réfringentes

que l’air. On

peut généraliser

^la

démonstration

expérimentale

^et faire voir l’influence dc l’indice de réfraction de la matière dont ^est fait It-

prisme, en opérant

^d(’ la manière suii ante :

On

prend

^la

grande

^cuve

remplie

^d’cau

qui

^{a servi dans}

l’expé-

rience II, avec les mêmes lentilles de

projection

^et la fente étroite fortement éclairée Ù l’aide d’une

lentille cylindres

sur un

support convenable,

^on

place

^un

prisme

creux, formé par trois lames de verre collées par leurs bords ^et dont

l’angle

peut ^être

compris

^entre

^zio

^{et 60}

degrés.

On y verse une couche de sulfure de carbone et au-dessus ^une couche

d’eau,

^en

ayant

^{soin de laisser}

une

partie

^{vide assez notable. Le faisceau lumineux}

qui

^{forme sur}

un écran

l’image

^{de la fente traverse la}

grande

^{cuve à la liauteur}

où l’on a

placé

^le

prisme

^{creux. Si}

l’angle

^du

prisme

n’est pas

trop

grand,

^on obtient trois

images

^{sur le même écran : 10 une}

portion

de

1 Image primitive

^{duc aux rayons}

qui

^{ont traversé la}

partie

^B

remplie d’eau;

^{2° un}

spectre,

^{très-inf "se (Il}

trés-dispersé,

^{dévié N}

la base du

prisme

^et

qui

^{est dû au} sulfure de

carbone ;

^{3" un autre}

spectre

^{dévié vers le sommet du}

prisme,

moins dilaté que le pre- mier et

présentant

^les colorations en sens inverse. Il est du aux

rayons

qui

^ont traversé la

portion

^du

prisme

^{contenant l’air. Pour}

obtenir le minimum de déviation ct la réflexion totale dans les deux

spectres,

il faut faire tourner le

prisme

^{ell sens inverse ; en outre,}

la direction des faisceaux réfléchis dont on voit la trace dans la

grande

^cuve

ilididuc

que, dans le sulfure der

carbone,

la réflexion totale a Heu sur la face

postérieure

^{à l’intér leur du}

prisme,

^{et, dans}

l’air,

^{sur la face}

antérieure,

^{il la sortie de la}

première

^{lame de}

verre.

V. ²⁰¹³

Expérience

^{relative Ù la théorie lies}

^lentilles.

La

position

^des

foyers

^{dans les lentilles}

dépend

^{de l’indice de}

réfraction de la substance

qui

les forme ; en outre,

la substance qui

constitue la lentille reste

complètement

^{obscure tout en étant tra-}

versée par les ondes lumineuses. On démontre ces deux faits par

suin ante :

Dans la

grande

^{cuve à eau}

ABCD,

^{on maintient}

plongé

^un

petit

ballon de verre 0 de 3

à 4

centimètres de rayon,

plein

^{d’air et fixé}

par le col ^{à un}

support

^a

pince.

Un faisceau de rayons

parallèles,

246

d’une section ^un peu

plus grande

que le diamètre du

ballon,

^tra-

verse la cuve et vient

former,

^{sur un}

écran,

^à l’aidc d’une lentille convergente LL’ convenablement

placée, l’image

^{du contour exté-}

rieur du ballon. Un écran noir d’assez

grande

^{dimension entoure}

la

lentille,

afin d’arrêter tous rayons

qui

n’auraient pas ^traversé

cette dernière. Le faisceau incident ^se divise ^en

plusieurs

par- ties

qui, après

avoir traversé la lentille de

projection LL’,

pro- duisent des

images

dinercntes sur l’écran. Soient SIS’l’ le fais-

ceau

incident,

^{0 le ballon}

^vide;

^la

partie

^annulaire

SITU,

S’I’T’U’ du faisceau extérieur au ballon traverse la lentille LL’.

converge ^au

foyer principal F,

^{et forme sur l’écran un anneau}

Fig. ^5.

lumineux MNM’N’. Du faisceau

TET’E’ qui

^{rencontre le}

^ballon,

la

partie

extérieure

TERX, T’E’R’X’, jusqu’au point X, X’ où l’angle

d’incidence est

égal à ^48° 35’, angle limite,

^traverse la lentille

aérienne, qui agit

^{comme lentille}

divergente

^{et le}

change

^{en un}

faisceau

divergent.

^Son

foyer ^virtuel,

déterminé par la formule

I f

= (n ) ( 1 r +I r’ )

^est

^{situé, si}

^l’on

^prend

^l,

^{= 4 à}

^{une dis-}

tance

f =3r d

2 ^{du centre du}

^ballon,

^{ou à une}

distance f’ =3r

2 ^+h

de la

paroi

^{DC de la cuve, en}

appelant

^Il la distance du centre 0 à

cette

paroi.

^{Une nouvelle} réfraction à la sortie de la cuve

change

^la

position

^du

foyer

^{virtuel et le}

place,

pour ^les rayons peu

obliques,

^à

la

distance 3 3 2 + h)

^{de la}

^paroi

^{CD. On}

^peut

^poser

247 d’où l’on tire

Alors le

foyer

virtuel coïncidera exactement avec le rentre du

ballon;

^{de toutes}

façons,

^{il en est} peu

éloigné quand

h 1)’ d pas

goureuseincnt

^{cette valeur.}

Que

verra-t-on sur 1 écran? En 0 un

très-petit

^cercle

luniinew,

du à la

partie

du faisceau

divergent

^LUL’

qui

^{travcrse la}

^lentille;

le reste cst arrêté par l’écran noir

qui

^{entoure cette} dernière : autour

de

0’,

^un

grand

^{cercle noir N’ON}

’ ( 1) correspondant

^au

ballon ,

^et

enfin, extéricuremcnt,

^{un anneau} lumineux MN

M’N’,

^{dû au fais-}

ceau

qui

^{traverse la cuve en dehors du ballon. Le col de ce dernier}

agit

absolument comine une lentille

divergente cylindrique;

^{il se}

projette

^{sous forme d’une}

large tige

^{noire avec une} très-mimce

ligne

lumineuse au milieu.

Si, maintenant,

^{on verse de l’eau dans le}

ballon,

^{les effets} de réflexion totale et de déviation cessent de sc

produire,

^{et l’on voit} celui-ci s’illuminer au fur et à mesure

qu’il

se

remplit; quand

^{l’eau a}

dépassé

^un peu le centre, le

disque

^lumi-

neux central

disparaît. Les

^{mêmes etléts se}

produisent

^{dans les}

images

du col

lorsqu’il

^est atteint par l’eau. Il

semble, quand

le ballon ou

le col est

partiellement rempli ^d’eau,

que la

partie

^{vide contienne}

un

liquide complétement

opaque ^et que la

partie

^{où se trouve l’eau}

soit vide.

VI. ²⁰¹³

Expérience

^{Sil/’ la}

fluorescence.

On

peut

très-facilement observer les coulcurs des

liquides

^fluo-

resccnts sans aucun

appareil,

de la manières suivantes :

Que

^l’on prenne ^une dissolution aqueuse d’esculine ^ou de sulfate de

quinine

par

exemple,

^et

qu’on

^en laisse tomber

quelques

gouttes dans ^un

grand

^verre

rempli ^d’eau,

^{les nuages formes par h}

liquide

fluorescent

plus

^{dense se colorent du}

plus

^beau

bleu,

^{même a l a l u-}

mière difruse.

Quant

^aux dissolutions

alcooliques,

^on les laissa tomber goutte ^;’1 goutte dans ^{un verre}

rempli d’alcool;

^{une dissolu-}

(’ ) L’image ^{du cercle noir est divisée elle-même en deux} parties, un grand disque

au centre, très-noir, ^{et une} partie ^annulaire extérieure, moins sombre, séparee ^{de la} première par ^une très-mince circonférence lumineuse. Ce dernier eftet est sans doute dû à des reflexions totales à l’interieur des parois du balloti.

tion

alcoolique

^de

chlorophylle (1) employée

^ainsi donne des nuages rouges.

On connaît

l’expérience classique qui

^{consiste à} faire tomber un

faisceau de lumière

électrique,

tamisée par ^{un verre}

violet,

^{sur un}

écran de

papier portant

^un dessin fait avec une dissolution con-

centrée de sulfate de

quinine.

^{Il cst utile de}

remplacer

la lentille, demi-boule

qui

^{sert à} rendre les rayons

parallèles

par ^un miroir

argenté placé

par derrière les

charbons,

^{et dont on}

règle

^{la distance}

ai arc lumineux, de telle sorte que

l’image

^{des deux cônes de charbon}

sc fasse exactement sur

l’écran;

^cela

fait,

^on

place

^{le verre}

violet, qui

^{ne laisse} passer que les radiations les

plus réfrangibles

^du

spectre.

Un

peut

^{de la même manière éclairer une} veine tôrmée par ^un

liquide

fluorescent. Pour

cela,

^{on fait une} dissolution de

quelques

litres

d’esculine,

que l’on obtient

rapidement

^{en faisant bouillir}

pendant

^une demi-heure environ de l’écorce ou de

jeunes

^branches

de marronnier d’Inde

coupées

^en

petits

^{morceaux dans i} litre d’eau que l’on étend ensuite.

Ce

liquide

^est renfermé dans le réservoir

supérieur

^{d’une fontaine}

de

Héron,

que l’on

dispose

^{de tcllc sorte} que le

jet

^{d’eau se} pro- duise dès

qu’on

^{ouvre le robinet.}

La fontaine est

placée

^à

quelques

métres de la

lampe,

^{dont on}

règle

^{le miroir}

argenté

^de

façon

que

l’image

^{des cônes} de cliarboii

se fasse exacteinent au-dessus de

l’appareil,

^{à la}

place

^où

jaillira

^le

liquide. ^Si, après

^avoir

interposé

^{le verre}

violet,

^{on ouvre le robinct}

de la fontaine de

Héron,

^on

voit,

^{au milieu de} l’obscurité presquc

complète,

^un

jet

d’eau lumineux coloré de la belle couleur bleue propre ^aux dissolutions d’csculine.

On

peut placer

^à

l’origine

^du

jct

^une vasque ^{en verre}

d’urane, qui

s illumine en vert sous l’influence des rayons ultra-violets.

Cette

expérience,

peu

scientifique

^{à la}

vérité, produit

^{un très-bel}

ctlet, et

peut-être préparée

^et

répétée

facilement.

(’1) Pour faire des dissolutions concentrées de chlorophylle, le moyen le plus simple

consiste à faire digérer ^des conferves dans de l’alcool. Si l’on emploie ^des feuilles de lierre, par exemple, ^{il est} utile de les faire bouillir quelque temps ^{dans l’eau et de les} faire sécher ensuite, ^ayant de les mettre en macération dans l’alcool.