HAL Id: jpa-00240888
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Submitted on 1 Jan 1904
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Pyromètre à absorption
Ch. Féry
To cite this version:
Ch. Féry. Pyromètre à absorption. J. Phys. Theor. Appl., 1904, 3 (1), pp.32-37.
�10.1051/jphystap:01904003003201�. �jpa-00240888�
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que1- était exacte, les composantes que voient MM. Ijnnmerot Gehrke, et clne l’on ne retrouve pas par les autres méthodes, seraient
analogues am (’ausses ii)iayes (que les Alnél’icain..., appellent des ghost), données par certains réscanx et dues, elles aussi, à des
variations dans la différence de marche de deux ondes consécutives.
Dans tous les cas, la divergence entre les résultats de MM. Lum-
mer et Gehrkeet ceux des autres observateurs ne peut pas s’expliquer
par une supériorité de leur appareil, qui leur permet[rait de voir ce qui échapperait avec les antres llélllo;?es : d’après les nomhres cités par les antPurs, il est certain que leur appareil est moins puissant
que la méthode des franges argentées ; on devrait, avec cette méthode, voir avec la plus grande facilité les satellites annoncés.
Des objections analogues sont applicables ii iin travail des mêmes auteurs (1), dans lequel ils essayent de montrer qu’avec la lumière de la raie verte de l’arc au mercure on peut obtenir des interférences entre des oldes présentant des différences de marche de plns de
2 millions de longueurs d’onde. En réalité, de pareilles interférences n’ont pas été directement observées par les auteurs, mais leur possibi-
lité a été déduite d’une expérience que le moindre défaut de construc- tion devait profondément troubler. En employant la même radiation, produite par un tube de Michetson, dans les meilleures conditions
possibles, nous avons trouvé comme limite 790.000 longueurs
d’onde (2’). L’arc au mercure (cl’m emploi d’ailleurs si commode) est
"
bien intérieur au tube de Michelson sous le rapport de la finesse des
raies.
PYROMÈTRE A ABSORPTION ;
Par M. CH. FÉRY.
I. ()n èl plusieurs fois proposé d’évaluer la température d’un
corps inranùescent au moyen d’une 11leSHre photométrique portant
sur unu des l’f1lliations élémentaires qu’il émet :
(l) 1>, ut-id E. GEBBKE, Ueber die 1?ile»fe>.enz des Lichtes bei mehr (ils zwei ?>iillin>i»>1 Wellenlangen GangunteJ’sc/Úed (Ventartmllurigen cler J)ellls(--Ilen
Physikallschell (1 (J.;;ellschaft, IV, n° 14).
(’2) Ch. ÎÀrilE]iY >1 11. PEBOT, Stli’ les sources cle lU?12ièi°e 1rlOnoch,tolnatiques (J. de phys., 3c s(,rie, t. IX, p. 369; 19001,
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01904003003201
C’est Ed. Becquerel qui, vers 1864, semble avoir indiqué cette
méthode pour la première fois; il avait même remarqué que les radia- tions rouges doivent être employées de préférence, parce qu’elles permettent de commencer les mesures à plus basse température,
étant émises les premières.
1B1. Le Châtelier, reprenant l’idée de Becquerel, emploie un dis- positif très simple permettant d’effectuer la comparaison photo- métrique entre les radiations d’un four et celles d’une petite lampe
étalon. Ce dispositif avait d’ailleurs été antérieurement combiné par Cornu, sous le nom de microphotomètre, pour mesurer l’éclat intrin-
sèque des flammes.
Il semble bien établi aujourd’hui que la loi de variation d’une radiation élémentaire, fournie par un corps noir, est une exponen- tielle de la forme :
dans laquelle T est la température absolue, A et B sont des cons-
tantes renfermant la longueur d’onde de la radiation choisie.
L’équation (1) n’est en effet autre chose que la formule de Wien;
et celle de Planck ne diffère de la précédente qne pour de très
grandes longueurs d’onde, inutilisables dans la méthode qui nons
intéresse.
II. La loi de l’absorption étant elle-même exponentielle, il m’a
semblé qu’il y aurait intérêt à remplacer la lentille à reil de chat, qui permet d’amener l’égalité des éclats dans l’appareil précédent,
par un prisme de verre absorbant, analogue à celui qui sert dans le photomètre à coin employé en astronomie:
Soit x,, l’épaisseur du prisme au point traversé par les rayons du
four, on a :
K étant la constante du verre absorbant pour la radiation employées, laquelle est déterminée par un verre rouge fixé à l’oculaire.
Des équations (i) et (2), on tire :
d’où:
en posant log A i, qui est constant, égal à M.
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L’épaisseur x de la matière absorbante interposé devant le foyer
dont on veut prendre la température, en amenant intensité 1 à être égale à celle de la lampe étalon i, varie donc en raison inverçe de la
te1npérature absolue 1’ du corps radiant supposénoir. Il eatà reinarquer que les mesures portent sur fez et non sur l’intensité totale; elles
sont donc indépendantes des dimensions du corps rayonnant.
-
111. Description de l’appareil.
-La py. 1 est une coupe du
pyromêtre ; la fi g. 3 donne une vue d’ensemble de l’appareil tel qu’il
a été exécuté par M. Pellin.
FIG. 1 et 2.
Les rayons venant du four traversent d’abord un verre absorbant A à faces parallèles (fil. 1), qu’on peut écarter du champ en le faisant pivoter en v ; ils rencontrent ensuite les deux prismes P et P’,
mobiles en sens contraire au moyen d’un pignon visible sur la fil. 3;
l’ensemble de ces deux prismes réalise ainsi une lame à faces paral-
lèles d’épaisseur variable.
Le faisceau est ensuite admis par l’objectif O’ (fig. 1), puis, après
avoir ainsi été rendu convergent, il rencontre le diaphragme d, qui le limite à une ouverture angulaire indépendante de la distance O’G,
et par conséquent de Zcc distance du four, laquelle détermine le tirage
de la lunette.
La glace G est à faces parallèles ; elle porte en son milieu une bande d’argenture ab ((lg. 2), qui réfléchit vers l’oculaire les rayons issus de la lampe L. La bande lumineuse d’éclat constant ainsi obtenue, et qui coupe diamétralement le champ, sert de terme de comparaison.
La fig. 2 donne l’aspect du champ de l’appareil pointé sur un
creuset.
Les rayons venant de la lampe L (fig. i) traversent d’abord la len- tille 1, un verre absorbant A’, identique à A, et l’image fournie ainsi vient se faire sur la surface de la glace G. En réalité, aux images ab
et c de la fig. 2 vient s’ajouter la quantité constante de lumière
réfléchie sur la première face de la glace (argentée au dos comme
les miroirs ordinaires) ; mais ceci ne modifie nullement la position
de l’équilibre photométrique, comme il est facile de le comprendre.
Il est même avantageux de voir, au besoin, l’image complète de la
flamme de la lampe pour s’assurer que la bande argentée passe bien par son axe.
On fera ce réglage en enlevant le verre rouge r de 1’oculaire ; le centrage de la flamme de la lampe dans le champ s’obtient en faisant
tourner cette lampe autour de son axe vertical, qui est excentré dans
son support.
Le réglage de l’anneau oculaire se fait dans cet appareil comme
dans le microphotomètre et dans le pyromètre optique de M. Le
Châtelier. En déplaçant une loupe derrière l’oculaire, on aperçoit
deux petits disques : l’un est l’image de l’objectif o’, et l’autre celle de 1. Ces deux disques peuvent être amenés à coïncider, en déplaçant
la vis v (fig. 3) qui commande la glace argentée. Pour que les images
des deux disques soient simultanément au point, il suffit que les dis-
.
tances des lentilles 0’ et 1 à la glace G soient égales. Remarquons,
en passant, qué l’image des anneaux oculaires reste de dimensions constantes pendant les mesures, contrairement à ce qui a lieu dans
les appareils à oeil de chat, où l’image d’un des objectifs est un carré
de dimensions variables avec l’ouverture du diaphragme.
-
Observons que l’image dn corps visé est redressée par la lentille L’,
fonctionnant comme l’oculaire des lunettes terrestres, ce qui peut
être avantageux quand on veut mesurer la température d’un corps mobile, et ce qui a en outre l’avantage d’allonger l’appareil et de permettre de l’équilibrer par le plateau p, servant à la fois de contre-
poids et d’écran destiné à protéger l’oeil de l’observateur des rayon- nements étrangers.
’
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Une vis de pression V (visible sur la fifl. 3) permet de fixer la position de l’appareil, qui peut être incliné autour d’un axe horizon- tal ; enfin la vis v sert au réglage de la glace argentée.
Fic’. 3.
IV. Graduation et ernplois de 1’(zl)l)aî-eil.
--Je n1C suis d’abord
assuré que, si on porte en abscisses les déplacements lus sur
l’échelle E (/if;. 3j et en ordonnées les inverses des températures
absolues du corps radiant, on obtient une droite ; ce que l’expé-
rience vérifie.
Si, pour une certaine température, on peut obtenir l’équi-
libre avec ou sans le verre absorbant A supplémentaire (fil}. 1 ),
condition qui exige seulement que l’épaisseur de ce verre A soit
inférieure à la somme des épaisseurs des prismes P et I’’, les deux
points obtenus appartiennent à deux droites parallèles,. le coefficient
de proportionnalité des prisnies n’est, en effet, pas changé par l’in-
terposition de A ; il ne dépend que de l’angle de ces prismes.
La même remarque s’applique au verre de la lampe A’ ; son intro-
duction revient à diminues d’une épaisseur uniforme les prismes P
et P’ ; on obtiendrait, en graduant l’appareil avec ce verre, une
troisième droite parallèle aux deux autres. Il est à remarquer que les trois droites de graduation ainsi obtenues sont non seulement
parallèles mais équidistantes.
L’étendue des températures qu’on peut ainsi explorer, par la
manoeuvrc de ces deux verres, est énorme, bien que la sensibilité de
l’appareil soit très acceptable. Dans le modèle construit, on peut
aller de 1.100 à 3.800° par la seule manoeuvre du pignon P et sans
avoir à changer les verres supplémentaires. L’expérience montre,
en employant comme source étalonnée un four électrique chauffé
par une lame de platine, que les plus grosses erreurs, entre 1.000 et 1.500°, n’atteignent pas 101, représentés par un déplacement de
1 millimètre environ de l’échelle.
Les droites représentant les inverses des températures absolues
en fonction des déplacements des prismes peuvent être facilement
tracées et extrapolées. Elles rectifient les points d’expérience et permettent de construire la véritable courbe d’étalonnage de l’ins-
trument, en portant cette fois en ordonnées tes températures vulgaires
et non les inverses des températures absolues; la courbe, de forme hyperbolique, ainsi obtenue, permet facilement de relever la tempé-
rature correspondant à chaque point de l’échelle.
C’est au moyen de cet appareil que j’ai pu mesurer la température
du cratère de l’arc électrique (1) ; il se prêle, avec une très grande commodité, à une foule de mesures scientifiques ou industrielles, et
en particulier quand le corps radiant est trop petit (fil de lampe à
incandescence par exemple) pour être mesuré par la lunette pyro-
înéti-ique (2), basée sur la mesure du rayonnement calorifique.
Ce dernier appareil doit cependant être employé de préférence quand on le peut, car il est sensible à de plus basses températures,
et la mesure fournie par une aiguille qui se déplace sur un cadran
ne dépend d’aucune appréciation personnelle.
30 octobre 1903.
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