Photomètre à lecture directe. Rendement optique de quelques luminaires

HAL Id: jpa-00241385

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00241385

Submitted on 1 Jan 1908

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Photomètre à lecture directe. Rendement optique de quelques luminaires

Ch. Féry

To cite this version:

Ch. Féry. Photomètre à lecture directe. Rendement optique de quelques luminaires. J. Phys. Theor.

Appl., 1908, 7 (1), pp.632-640. �10.1051/jphystap:019080070063201�. �jpa-00241385�

632

lence aux cycles infiniment petits AA’H, BB’H’ donne:

Portons ces expressions dans les relations (12), ^elles deviennent :

Si ^on cherche ce que deviennent alors dO ^trouve les

"

dv dv

formes particulières que prennent les relations (fi) ^et (6) quand ^on

PHOTOMÈTRE A LECTURE DIRECTE.

RENDEMENT OPTIQUE ^DE QUELQUES LUMINAIRES ;

Par M. CH. FÉRY (1).

Principe ^de la méthode.

De nombreuses tentatives ont été faites pour effectuer les comparaisons photométriques ^{sans le secours de}

F0153iL Il est malheureusement difficile de trouver un dispositif ayant

sa sensibilité dans la même région ^du spectre que la rétine. Cette remarque explique pourquoi les actions chimiques ^{de la} lumière, ^la

variation de résistance électrique du sélénium éclairé, etc., ^ne peuvent

fournir que des résultats ^erronés.

La mesure de l’énergie totale de la radiation versée par ^{une source} lumineuse ne donnerait pas de meilleurs résultats, ^{mais il n’en est} plus ^{de même si, par un artifice} quelconque, ^{on ne} laisse passer, de

chaque y°adicction élémentaire du 4aisceatt, quantité propor-

tionnelle cc son activité sur la rétine.

L’absorption devra être complète ^dans l’ultra-violet et l’infra-rouge

et nulle _pour la longueur ^{d’onde de} Langley ^{Pour les autres} radiations, ^on pourra employer les facteurs d’illuminations indiqués

par Macé de Lépinay ^{et Nicati} (2).

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique : ^{Séance du}

1 er mai 1908.

(2) ^{J. due} Phys., ^2e série, ^t. 11, p. 64 ; ^1883.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019080070063201

Pour faire cette sélection des radiations inactives sur l’oeil, ^on pourrait disposer, ^{dans le} spectre ^{de la source en étude, un écran}

limitant la hauteur du spectre ^en chaque point. ^{Cet écran devrait}

avoir la forme de la courbe de sensibilité rétinienne en fonction de la

longueur d’onde, ^on concentrerait ensuite toutes ces radiations sur

l’appareil ^{de mesure.}

Plus simplement ^on peut s’adresser à une cuve absorbante.

Des essais nombreux m’ont montré que la plupart des solutions colorées en vert présentent ^une absorption insuffisante dans l’infra- rouge ; ^au contraire, ^{les sels de} cuivre, ^{et en} particulier l’acétate,

constituent des filtres parfaits.

En faisant varier la concentration d’une solution d’acétate de cuivre,

on déplace ^{le maximum} d’énergie ^{et on peut l’amener à coïncider}

avec 0[1’,54.

FIG. 1.

A ce moment l’expérience ^montre qu’il ^ne passe plus que 0,1 ^à 0,4 0/0 (bec Bengel et ^bec Auer) ^de l’énergie ^totale.

Le problème était donc ramené à réaliser un dispositif ^bolomé-

634

trique suffisamment sensible pour apprécier ^{encore cette faible} énergie, ^et cependant ^assez robuste pour ^trouver place ^{dans la salle}

d’essais photométriques.

L’expérience ^montre que l’excellent appareil ^{de NI. C.-V.} Boys,

connu sous le ^nom de raciio-nuicronzètre, peut ^être disposé ^de

manière à répondre ^{à ces} conditions :

Un cadre cuivre -con stantan est suspendu par ^une lame très mince de bronze phosphoreux ^{dans le} champ d’un aimant NS. Les deux soudures du couple, placées ^{à la même hauteur et côte à} côte,

sont constituées _par deux lames d’argent ^de omm,3 d’épaisseur ^et ayant ^{6 X 12} millimètres. L’une des faces de ces lames est noircie

au noir de platine ^{et l’autre} polie.

Ainsi disposé, ^le système ^{donne 500} millimètres de déviation

sur une échelle placée à 2 mètres quand ^{une des soudures} reçoit

1 bougie-mètre (ceci ^sans interposition d’aucun milieu autre que l’air entre la source et la soudure).

Mais l’interposition ^{de la cuve} absorbante réduit la sensibilité dans des proportions considérables.

Étude de la cuve absorbante.

Voici d’abord quelques ^résultats

relatifs à une cuve d’eau dont on fait varier l’épaisseur (la ^{source de}

radiations était un bec Bengel) :

En portant ^en abscisses les épaisseurs ^{de cuve, et en ordonnées}

les déviations, ^on remarque qu’à partir ^{de 3} centimètres l’absorption augmente bien peu ^avec l’épaisseur. J’ai choisi une cuve de 4 centi- mètres qui ^n’est pas ^{encore très} encombrante et qui permet ^d’absor- ber déjà, grâce ^{à l’eau} seule, ^la majeure partie des radiations obs-

cures.

Pour faire un choix entre les divers sels de cuivre, j’ai opéré ^{de la}

manière suivante : je dissolvais 1 gramme d’hydrate d’oxyde ^de

cuivre dans les divers acides que je ^{voulais étudier, de maniére à}

obtenir une solution aussi neutre que possible.

Sous une épaisseur ^{uniforme de 2} centimètres, et pour ^un volume

de 50 centimètres cubes de solution, les résultats ont été les

suivants :

L’eau sous la même épaisseur ^{donnait avec la même source} (bec Bengel) ³⁵⁰ millimètres.

En étendant à 100 centimètres cubes, ^{on trouve dans les mêmes} conditions :

Enfin, ^{en amenant le volume à 200} centimètres cubes :

’

Et cependant ^l’acide acétique ^est plus diathermane que l’eau, puisque ^le spot ^sort des limites de l’échelle ^en emplissant ^{la cuve}

avec ce liquide.

Une solution à 50 0/0 ^d’acide acétique cristallisable et 50 0/0 ^d’eau

donne 370 millimètres, plus que l’eau pure.

Une expérience ^très simple ^{montre l’énorme} absorption ^{des sels de}

cuivre pour les radiations ^de grande longueur ^{d’onde: i} gramme ^de cuivre est dissous dans la quantité exactement nécessaire d’acide

azotique, puis ^on étend à 1000 centimètres cubes.

La déviation donnée par ^ce liquide ^{dont la} coloration est à peine

sensible est de 270 millimètres.

L’eau pure ^{donne sous la même} épaisseur ^{de 2} centimètres et dans les mêmes conditions (bec Bengel) ³⁵⁰ millimètres ; ^{soit la différence}

très notable de 80 millimètres pour la faible concentration indiquée.

La nature du dissolvant de l’acétate de cuivre joue ^{un rôle} impor-

tant, ^{comme le montre} l’expérience ^{suivante :}

On a amené à un même volume un volume fixe d’une solution

636

très concentrée de ce sel :

La solution alcoolique ^{est verte,} celle dans l’eau bleu ver iet

celle dans l’ammoniaque ^bleu très foncé.

A part ^{le cas de} l’ammoniaque, ^les déplacements ^{des bandes} d’absorption s’expliquent ^sans doute par des phénomènes ^d’ioni-

sation.

d’une lentille de concentration.

L’emploi d’une lentille est donc indispensable pour rendue ^à l’appareil la sensibilité que lui fait perdre ^l’énorme absorption ^{de la cuve.}

Je me suis rendu rapidement compte que ⁿⁱ la position ^de l’image

sur la plaquette-soudure ^{du cadre de} l’appareil ^{ni la netteté de}

cette image n’intervenaient dans le résultat, que ^tout le faia-

ceau soit occulté par ^cette plaquette.

Pour rendre le réglage plus ^{commode, on a collé au} dos des deux lamelles d’argent ^aussi identiques que possible ^une feuille de papier qui permet de voir s’il ne tombe pas de lumière ^en dehors de la sur-

face noircie. Cette feuille de papier ^{sert à une mise au} point appro- chée de l’image, quand ^on fait tomber cette dernière entre les deux soudures. Enfin, pour éviter ^autant que possible ^le rayonnement par

°

l’envers des lames d’argent, ^ce papier ^est recouvert, ^{du côté non} collé aux lames, d’une mince couche d’étain brillant.

_

Détails de construction de l’appareil.

Description ^{des 1nesures.}

- Deux précautions ^sont indispensables ^à observer, ^{si on veut avoir}

un zéro présentant quelque ^{stabilité avec un} appareil d’une sensi- bilité aussi grande que celle du radio-micromètre (~ ) .

La première ^{est de} disposer ^{dans un même} plan horizontal les deux soudures de l’instrument, ^{car si on} agit ^autrement les couches d’air

qui ^se rangent toujours par ordre de densité sous la cloche de l’ins-

(1) lI. Duddell a tiré un parti extrêmement habile de cet appareil, ^{dont il a} pu faire un oscillog¡’aphe thermique qui permet ^de mesurer avec facilité l’intensité des courants les plus faibles, ^même périodiques, ^{tels que ceux} qui prennent ^nais-

sance dans le téléphone [DUDDELL, Meslu>e des petits ^courants alleinatifs> ^{de haute}

f>.équence pat- le

Thennogalvano1nèl1’e» (Journal ^de Physique, ^t. I‘’, ^4e série,

p. 5; 1905)].

637 trument donneraient à l’appareil ^{une déviation variable avec la tem-} pérature de la salle.

La deuxième précaution ^est d’employer, ^comme couvercle du _sys- tème, ^{une cloche} épaisse ^en cuivre rouge dont la bonne conducti- bilité calorifique ^{tend à former une enceinte} isotherme, malgré ^les

rayonnements parasites qui peuvent frapper l’instrument.

Les causes qui limitent la sensibilité du radio-micromètre sont tout d’abord l’amortissement : un cadre de trop ^faible résistance

suspendu par ^un fil de torque insuffisant, ^se déplacera ^{avec une}

extrême lenteur et les ^mesures ne présenteront ^{aucune sûreté.}

Ensuite, malgré ^les précautions ^sur lesquelles je ^viens d’appeler l’attention, ^{le zéro de} l’appareil ^se déplace ^{lentement sur l’échelle}

avec une vitesse ne dépassant jamais quelques millimètres par ^mi- nute.

FIG. 2.

_

C’est afin d’éliminer cette dernière cause d’erreur que j’ai toujours employé ^une méthode utilisant alter’nativement les deux plaquettes

comme soudure chaude, ^ce qui ^{a en ontre} l’avantage ^{de doubler la}

déviation.

Dans ce but, la lentille L (fly. 2) peut ^être déplacée à distance par

deux poires ^en caoutchouc (fig. 3), de manière à amener l’image

successivement sur les deux soudures.

En faisant cette manceuvre à des intervalles de temlJs égaux, ^de l’ordre de la demi-minute ^{ou de} la minute, suivant le degré ^d’amor-

tissement de l’appareil, ^les déplacements ^{du zéro se trouvent éli-}

J. cle Phy.s., ^4- série, ^{t. VII.} (Août 19us , ⁴²

638

minés, ^{car ces} déplacements ^sont très lents et se font toujours

dans le même sens pour ^{une série de mesures} qui n’exige que

quelques ^minutes.

lnc. 3.

L’exemple suivant, ^{relevé sur mon cahier} d’expériences, ^{fera encore}

mieux saisir la méthode:

Moyenne ^{d’un nombre}

pair de différences

Rapport ^{trouvé au} photomètre ^{de Lummer et Brodhun :}

Dans le cas de sources très intenses, ^on doit réduire dans un rap- port ^connu la sensibilité de l’appareil, qui ^{donne environ} -±- 30 mil-

limètres, ^{soit 60} millimètres de déviation totale pour ^la lampe ^Carcel

à 1 mètre. Pour cela, la lentille est munie d’un des diaphragmes D,

visibles sur la fig. ^{3 donnant la vue} d’ensemble de l’instrument.

Toutes les lampes ^en étude doivent toujours ^être disposées ^{à une dis-}

tance uniforme de 1 mètre de la lentille de concentration pour que les résultats soient comparables.

01Jtique ^de quelques lurninaires.

Pour terminer, je

donnerai quelques résultats relatifs aux lampes ^à incandescence : ¹

Ce qui ^{conduit aux} rendements suivants :

résultats conformes à ceux obtenus par les méthodes photolnétriques

ordinaires.

Le temps ^ne m’a pas ^encore permis ^{de faire l’étude des} lampes ^{à arc}

à l’aide de cet appareil, ^mais je m’en suis servi pour ^faire quelques

mesures du

rendement optique

^de quelques luminaires.

Dans ce but, je ^mesurais successivement la déviation produite par

l’appareil ^{muni de la lentille et de la cuve} absorbante, puis ^{celle ob-}

tenue en faisant sur les soudures l’image ^{de la} source au moyen

d’un petit ^trou (sténopé) percé ^{dans .une} plaque ^noircie remplaçant

la lentille, ^ce qui permettait ^de supprimer ^{entre la source et la sou-}

dure tout milieu transparent ^autre que l’air.

Le rapport des surfaces de la lentille et du petit ^trou ayant ^{1 mil-} limètre de diamètre fut mesuré avec soin et trouvé égal ^{à 21~6.}

J’obtins ainsi pour la lampe ^à incandescence à fil de charbon nor~

640

malement poussée (110 volts) :

Le rendement baisse à 0,187 0/0 quand ^on réduit le voltage ^à 97,~ ^volts.

Le bec Auer étudié de même a donné :

et le bec Bengel :

Je me propose d’étudier de la même manière les arcs et les lampes

à vapeur ^{de mercure.}

PHYSIKALISCHE ZEITSCHRIFT ;

T. VII ; ^1906.

On peut définir les unités électriques d’après ^des prototypes,

comme on l’a fait pour les unités mécaniques, ^{ou en donner une dé-}

finition empirique qui puisse ^{être à} chaque instant réalisée ^avec exactitude.

La définition absolue (rattachée ^{aux unités} mécaniques) ^{se heurte}

à de grandes difficultés d’exécution. Il est donc préférable ^{de ne la}

faire intervenir que ^{dans le} choix des unités et de fixer celles-ci de manière que ^le passage ^du système électrique ^au système ^méca- nique n"exige que ^des corrections _peu importantes. ^{Une fois les}

unités pratiques ^{fixées, on} déterminera ces corrections par des _pro- cédés analogues ^{à ceux} qui ^{ont servi} pour établir la relation entre le kilogramme ^{et le mètre.}

(1) ^En négligeant l’absorption ^{de la cuve et} de la lentille pour les rayons lumi-

neux 1-

0,54 u. Ces valeurs sont donc trop faibles, ^{elles ne} donnent que l’ordre

de grandeur du rendement optique.