Annales de Chimie et de Physique. 6e série, t. VII, VIII et IX; 1886

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Submitted on 1 Jan 1887

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Annales de Chimie et de Physique. 6e série, t. VII, VIII et IX; 1886

B.-C. Damien

To cite this version:

B.-C. Damien. Annales de Chimie et de Physique. 6e série, t. VII, VIII et IX; 1886. J. Phys. Theor.

Appl., 1887, 6 (1), pp.251-260. �10.1051/jphystap:018870060025101�. �jpa-00238728�

i- Soit par les vibrations autour de leurs axes de deux _cy- lindres de poids égaux suspendus ^{à la barre, et à} égale ^distance

de son milieu par deux fils métalliques ^{ou non;}

2° Soit _{par les} vibrations pendulaires ^du fil, vibrations dues à

ce que le fil n’est jamais rigoureusement ^{attaché au centre} de gra- vite de la barre;

3° Soit par ^les vibrations transversales du fil, ^{comme cela arri-}

vait quand ^{le fil} supportait ^{une faible} charge.

Outre ces trois causes d’erreurs, ^{M. Tomlinson en découvrit}

une quatrième ^{due à ce} que ^{le fil a,}

^au début, ^une élasticité va-

riable et qui ^{devient maxima} après

temps d’oscillation plus ^ou

moins grand ^{selon la nature du} fil. Ce maximum d’élasticité dis-

paraît d’ailleurs par ^le choc ou par ^une élévation de température

de 2° C. ou 3° C.

Il est bon alors, ^{avant de commencer les} observations, ^{de faire}

effectuer au fil quelques centaines d’oscillations.

Ces quatre ^{causes d’erreurs} pourront ^{affecter toutes les} expé-

riences où l’on utilisera les vibrations de torsion d’un fil.

H. CREVAUX.

ANNALES DE CHIMIE ET DE PHYSIQUE.

6e série, ^t. VII, ^{VIII et} IX; ^1886.

G.-W HIRN. - Recherches expérimentales

la limite de la vitesse que prend

un

gaz quand il passe d’une pression ^à

^autre plus ^faible (’ ). ^T. VII, p. 289- 34 9~

Après ^avoir rappelé ^{les diverses} équations par lesquelles ^{on a} essayé ^de représenter ^{le mouvement des fluides} élastiques ^{ou non} élastiques, ^{l’auteur se demande : i °} s’il existe

~r2aximzcm pour le volume c~’~tn gaz s’écoulant d’un réservoir à charge ^constante

( 1 ) Les Annales de Chimie et de Physique contiennent, ^t. IX, p. 375-,flo6,

Mémoires de jBI. Hugoniot ^où

^trouvent discutées les conséquences que 1B’1. Hirn tire de

expériences. ( Voir p. 79 de

volume

résumé de

Mémoire.)

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018870060025101

252

dans ^{un autre} dont on fait varier à volonté la contre-pression;

2° s’il existe une vitesse limite vers laquelle converge la vitesse

d’écoulement, ^{à mesure} _{que la} contre-pression diminue, ^comme l’indique ^{la formule bien connue de Weisbach ou de Zeuner.}

De l’air à la pression ^{et à la} température ordinaires était ren-

fermé dans un gazomètre qui, pendant l’écoulement, s’abaissait

avec une vitesse mesurée au moyen d’un appareil enregistreur, ^ce qui ^{faisait connaître la} quantité ^{de fluide} écoulé. Le gaz s’écoulait par ^un orifice étroit de forme variable dans

récipient ^{oii l’on}

avait fait le vide au moyen d’une pompe ^{à eau.} La pression, ^dans

le récipient, ^{était mesurée au} moyen d’un manomètre à eau.

C’est avec ces données que 11~I. Hirn calculait les vitesses d’écoule-

ment qui, dans certains _cas, auraient dépassé ^{4000111 et même}

5000"l. Cette vitesse augmenterait d’ailleurs au delà de toute

limite, ^{si la} pression dans le réservoir pouvait ^{décroître indéfini-}

ment.

La vraie loi d’écoulement _{des gaz} serait donc inconnue d’après

M. Hirn, ^{et il faudrait en conclure} que les équations ^de l’Hydro- dynamique ^{sont erronées et} que

la théorie moderne _{des gaz}

reçoit ^un démenti formel de l’expérience

H. RIGHI. - Recherches expérimentales ^et théoriques

la lumière polarisée

réfléchie par le pôle d’un aimant. T. VIII, p. 65-iA5.

C’est la suite de recherches déjà ^{résumées dans} le Journal de

Physique ( ~ ~. ^Dans le deuxième Mémoire, ^{l’auteur suit une marche}

inverse de celle adoptée ^{dans le} premier. ^{Il commence} par l’étude

théorique, ^examine particulièrement ^{le cas des} vibrations recti-

lignes réfléchies et applique ^{sa théorie au cas des} réflexions mul-

tiples ^{et à} celui des réflexions sur

corps transparent placé

sur le pôle. Il décrit ensuite une disposition nouvelle pour l’étude du phénomène ^{de Kerr et} rapporte les résultats de nouvelles ex-

périences qu’il ^a exécutées, ^soit pour vérifier de nouveaux ré- sultats théoriques, ^soit pour ^étudier l’effet des diverses longueurs

d’onde de la lumière incidente, ^soit pour arriver ^{à la} détermi-

(’ ) ^Voir

série, ^t. V, p. 188.

nation des constantes qui ^{entrent dans les formules} auxquelles ^il

est conduit.

BOUTET. 2013 Étude expérimentale

les meilleurs moyens de produire ^des

purs ^{et constants} dans des tuyaux ^et spécialement

l’influence de la

tière, ^{de la} forme, ^{du diamètre et de} l’épaisscur ^{des orifices}

^{T. I~,}

p. ~06-~22.

Voici les conclusions de ce Mémoires

10 Il ’n’est _pas nécessaire que les disques ^soient métalliques

pour produire ^{des sons; les} plaques ^{en bois} percées ^{à la manière}

des disques de Masson fournissent les plus ^{beaux sons. Les ori-}

fices faits avec de vieux bouchons de laboratoire, ^{s’usant à la lime}

avec beaucoup ^de régularité, ont surtout été excellents.

2~ La forme circulaire de l’orifice n’est _pas indispensable; ^des

orifices triangulaires, ^{carrés ou} rectangulaires, ^{ont donné des sons}

d’une grande pureté.

3° L’épaisseur ^des disques ^est limitée, ^{et l’on n’a} obtenu des

sons qm’a~Tec ^des épaisseurs comprises ^{en tre 2,111111 et ce nombrc} augmenté du double du diamètre. Pour étudier la loi des épais-

seurs, NI. Boutet a fait construire plusieurs jeux ^de disques ^nlétal- liques ^{en zinc} ayant ^{1 mm} d’épaisseur ^et pouvant ^se superposer

exactement. Les orifices en liège ayant ^{d’abord une} grande épais-

sem°, ^on les usait peu ^à peu ^{avec une} lime fine. Ceux qui ^{n’étaient,}

pas circulaires n’on t donné de sons qu"avec ^des épaisseur s peu

considérables; 1"épaisseur ^{des orifices} triangulaires n’a j«amais dépassé ^{le côté et celle} des orifices carrés ou rectangulaires ^{a tou-} jours ^{été très faible.}

4° ^Le diamètre semble pouvoir grandir indéfiniment avec la

puissance ^{de la} soufflerie et les dimensions des tuyaux.

5° Le timbre varie avec la matière du disque, ^{et les sons les} plus

doux ont été fournis par le bois ou le liège.

6° M. Boulet n’a pas obtenu de ^{sons en} dehors de la loi de Bernoulli. Quelques-uns, difficiles à classer parmi ^{les harmo-} niques ^{du son} fondamental, ^étaient produits par l’orifice _sonore,

et le tuyau ^{ne les} renforçait pas, ^ainsi qu’on ^a pu le vérifier en

enlevant ce tuyau.

254

Ces expériences ^{ont, en outre,} confirmé les observations sui- vantes, qui ^{avaient été faites} par Masson :

1 ° Pour ^un mêlne _son, la pression peut ^{varier entre certaines}

limites sans que le ^son change sensihlement. L’intensité entre ces

limites augmente ^{avec la} pression. ^La transition d’un harmonique

à

autre, par variation de pression, ^est toujours brusque ^{et le}

son qui finit hausse un peu ^à la limite supérieure, ^{de même} que

’

le son qui ^{naît est un} peu trop ^{bas. Dans ces deux cas,} l’intensités

a faibli. Cette légère différence de ton que présentent ^{les harmo-} niques, quand ^ils commencent ou finissent, explique ^{les incerti-}

tudes que présentent parfois les tableaux d’expériences.

2° Il résulte de l’observation précédente qu’il y ^a réaction entre

les vibrations de l’air produites ^{à l’orifice et} celles de la colonne renfermée dans le tuyau; ^{d’où l’unisson dans les diverses} parties

d’un système qui, prises isolément, produiraient ^{des sons diflé-}

rents.

Cette réaction est encore mise en évidence en substituant au

tuyau employé ^{un autre un} peu plus ^{court ou} plus long : ^l’harmo- nique ^{se trouve élevé ou abaissé,} bien que le ^son de l’orifice soit resté fixe.

31 Pour

même orifice et un même tuyau, ^des pressions ^très

différentes peuvent occasionner le même son; dans ce cas, leurs racines carrées paraissent toujours ^{être dans un} rapport simple ^ou harmonique.

4° ^{Les sons} rendus par

même tuyau ^ne dépendent pas des diamètres des orifices _sonores, mais seulement de la pression ^de

l’air. Néanmoins, ^{les sons} graves ^sont plus facilement obtenus

avec des plaques ^{minces et des} ouvertures d’un plus grand ^dia-

mètre.

5~ Un tuyau ^{rend souvent deux sons,} quelquefois ^{trois; seule-}

ment les sons obtenus sont toujours ^{dans des} rapports simples.

6° On obtient des sons en plaçant indifféremment les orifices

sonores au-dessous ou au-dessus des tuyaux.

~° Enfin, ^les dimensions de la caisse sont sans influence sur la

nature des sons et sur la facilité de leur production; seulement la

caisse ne peut ^être percée ^{de deux} ouvertures se correspondant

par deux faces opposées : ^sans cela, ^{on ne} produirait ^{des sons que}

par la rentrée de l’air dans la caisse.

M. Boutet fait remarquer, ^en terminant, qu’il ^{a fallu beaucoup}

de tâtonnements pour déterminer les orifices qui convenaient aux

divers tuyaux ^et pour faire vibrer ^ceux de grandes dimensions. Il y ^est parvenu ^en perçant ^des bouchons de liège ^{et les} travaillant

avec soin; ^{il a} pu ainsi faire varier graduellement la forme des orifices et l’épaisseur ^des disques. ^{Il a} également ^{obtenu de bons}

résultats avec des jeux ^de disques ^{en zinc de illlm} d’épaisseur ^et

pouvant ^se superposer exactement.

LÀNGI,EY. - Sur les spectres invisibles (1). ^T. IX, p ~3-5o~.

L’objet ^{de ce Mémoire est :}

1° De décrire la formation réelle de spectres invisibles formés par des corps froids, ^{le sol de notre} planète ^{ou la} glace par

exem ple ;

2° De déterminer la relation qui ^{existe entre la} réfraction et la

longueur ^d’onde.

Le spectre ^{visible et le} spectre ultra-violet ont été jusqu’à pré-

sent beaucoup plus étudiés que ^le spectre infra-rouge. ^{Ce n’est} qu’en i 883 que furent publiés les résultats de mesures montrant

t’importance ^{de ce dernier} spectre ^dans lequel ^{il existe à} peu près

cent fois autant d’énergie solaire que dans l’ultra-violet.

En 1880, Draper assignait ^{à la} longueur ^{d’onde la} plus grande

obtenue avec certitude la valeur 1 (L. Quant ^aux longueurs ^d’ônde supérieures, ^on les cherchait

moyen de formules d’extra-

polation dont les résultats sont discutés dans ce travail. Une des

meilleures, ^{celle de} Cauchy, assigne ^{une limite} comprise ^{entre 1 tL et} IF,5 ^{à la} longueur ^d’onde qu’un prisme quelconque peut ^faire

distinguer. Indépendamment ^{de cette limite} théorique, ^on suppo- sait d’ailleurs _{que le} verre absorbait toute la chalcur obscure, ^de

( 1 ) ^Voir Journal de Physique, ^2e série, ^t. V, p. 337,

analyse d’un mémoire de

1I. Langley publié ^{dans le} Plzitosoplzicat lJfagazine, ^{et relatif}

^mêmes ques-

tions.

256

telle sorte que la chaleur solaire de la longueur d’onde la plus grande était arrêtée par ^la substance des prismes, ^{même s’il} n’y

avait pas d’autreS obstacles.

Or, ^en 1881, ^~1. Langley ^{trouve par} expérience que le verre or-

dinaire était comparativement diathermane pour presque ^toute la chaleur obscure solaire et que des ondes thermiques, ^{dont la lon-}

gueur d’onde dépassait ^de beaucoup ^{la limite} théorique, traversaient

un prisme ^de flint-glass. ^Au moyen d’un ^réseau de 1to’B’B land, ^il

montra en outre qu’il ^{existait des} longueurs ^{d’onde de} 2U~, J ^dans

une région ^du spectre ^{solaire à} partir ^de laquelle la chaleur cesse

d’une .façon relativement brusque) ^comme si elle éua* IL remplacé

par ^une bande froide d’une étendue indéfinie. Ces résultats ont

d’ailleurs été confirmés _{par MM.} Abney ^et Festing ^et par M. Bec-

querel.

Une question importante ^se présente ^{donc :}

«

Cette valeur 2u~, 7 ^{de la} longueur ^{d’onde la} plus ^lointaine qui puisse ^{être observée avec certitude} correspond-elle ^{à la chaleur la} plus ^basse qui puisse ^{être obtenue de} 11’11111J()rte quelle ^source

terrestre, ^{oc1 bien notre} planète émet-elle, ^vers l’espace, ^{des ondes}

de longueur ^encore plus grande?

Pour répondre ^{à cette} question, ^{il faut} prendre unc source à

température ^très basse, comparable ^{à celle du sol, et non seule-}

ment mesurer la chaleur invisible extrêmement f’aible, ^{mais en}

outre l’étendre en un spectre ^au moyen ^d’un prisme ^{ou d’un}

réseau, puis déterminer les indices de réfraction de ses parties saillantes, et, ^{s’il est} possible, ^leurs longueurs ^d’onde.

Ivl. Langley ^{décrit d’abord les} expériences qui ^{lui ont} permis ^de

déterminer les indices de réfraction. Ne pouvant ^{se servir d’un}

prisme ^{de ver3’e,} lequel ^est presque absolument ^t athermane pour la chaleur d’ une source à la température ^{de l’eau} bouillan te, ^{ni de}

réseaux dont les spectres empiètent ^{les uns sur} les autres, il prit

des prismes ^{de sel gemme taillés avec une} précision ^inconnue jus- qu’ici ^{et dont les} faces devaient être repolies ^de temps ^en temps.

Les lentilles de son spectrométre ^étaient également ^en sel gemme.

Comme surfaces radiantes, ^il employait :

1 ° La partie ^la plus chaude du charbon positif ^{de l’arc élec-}

trique ;

257

~° Des bandes de plane incandescent chauffées entre le _rouge sombre et le point ^{de fusion;}

3° Des surfaces de cuivre à toutes les températures ^au-dessous

du rouge ;

4° Des cubes de Leslie pleins ^{d’aniline à 100’1 et} 178° ^et pleins

d’eau entre i oo° e t o° ;

5° Enfin les bandes dit bolomètre lui-même ^{pour des} tempéra-

tures

peu au-dessous de ^o".

Le bolomètre avait subi quelques perfectionnements ^concernant

surtout la forme de la boîte et la facilité de la mise au point. ^Un

ruban ou

fil de platine, ^{de fer ou de} charbon, ^{de 1 ~’°’ de} long ^et de ~ o‘oo à 1 ôo ^de millimètre d’épaisseLir, ^le plus ^{souvent relié à}

galvanomètre, ^est soumis à l’influence de la chaleur radiante. Pour le mettre à l’abri des courants d’air, ^{ce bolomètre est} placé ^{à l’in-}

térieur de chan)bres ou tambours successifs sépares par des dia-

phragmes ^et ayant ^{une ouverture centrale comnune.} Un bolomètre pourvu d’une bande de £ ^de millimètre de largeur ^et fonctionnant

sous l’influence de la chaleur obscure seule peut ^{être mis au} point

à 10" d’arc près.

Le galvanomètre employé rappelle ^{dans son} ensemble le galva-

nomètre à réflexion de Sir ~~. Thomson.Le miroir est rigoureuse-

ment concave, il pèse og’,o63; ^{il est} platiné ^{sur le} devant. La

palette ^de platine des instruments ordinaires a été remplacée par des ailes de libellule. La plaque ^{de verre} qui ferme le devant du

galvanomètre ^{a des côtés} optiquelnent plans ^et parallèles ; quant ^à l’écran, ^{c’est une} portion ^d’un cylindre ^{de 1 m de} rayon partagée

en 5oo divisions de il" chacune. On peut évaluer facilement le /0

d’une de ces divisions. Pour donner une idée de la précision ^de l’instz.~ument, ^on peut dire que, quand ^{il exécute une} oscillation

simple ^en vingt secondes, ^{une déviation de} 10foo ^{de division de l’é-}

chelle est produite par

^{courant 1 de} oamp, o00 000 000 ~ à travers

les bobines d’une résistance de 20 011111s. L’expérience ^{a montré}

que le bolomètre, ^{relié à cet} instrulnent, pouvait indiquer ^environ , ouuo~uouuu ^de degré centigrade ^{et non seulement} indiquer, ^mais

mesurer une quantité inférieure à 100’000 ^de degré.

Ayant construit les courbes représentant ^les radiations des

sources à différentes températures. ^{l’auteur constate} que ^la posi-

258

tion du maximum varie ^avec la température ^{de la source contrai-}

rement à ce qu’avaient ^{récemment annoncé certains} physiciens.

En traçant ^{une courbe} représentant ^le spectre solaire fourni par le prisme de sel gemme ^{et en} le plaçant ^{dans sa vraie} position par rapport ^aux spectres ^des chaleurs étudiées par 11~I. Langley, ^{on voit}

que ^le maximum de ces dernières se trouve toujours ^{bien au-}

dessous de la partie ^la plus ^{basse de} la chaleur solaire invisible.

Pour la détermination des longueurs d’onde, ^M. Langley ^em- ployait ^{un réseau concave de Rowland} éclairé par la lumière de l’arc électrique. ^{Mais le réseau étale} les rayons émis par ^{cet arc en}

un grand ^{nombre de} spectres superposés. ^{Si l’on} place ^{une fente}

en

point convenable, ^{il existe sur cette fente}

certain nombre de spectres. ^{Pour les} distinguer ^{les uns} des autres, ^1~~. Langley ^fait

tomber les _rayons passant par ^cette fente sur

prisme ^{de sel}

gemlne ^et il étudie avec le bolomètre les quantités de chaleur de

qualités différentes qui ^{ont été ainsi} dispersées.

Le Tableau suivant résume le travail de llrl. Langley. ^{Gomme or-}

dinairement l’indice est la quantité ^{connue et la} longueur ^d’onde

la quantité inconnue, ^ce Tableau contienu l’erreur probable

moyenne, ^telle qu’elle ^est finalement corrigée. ^La longueur

d’onde D2 ^{du sodium est} prise égale ^{à 0{L,} 589o.

La figure ^ci-contre représente les relations entre n et À _{pour le}

prisme ^{de sel} gemme. Les courbes ponctuées représentent ^les

résultats de l’extrapolation par diverses formules.

On voit qu’aucune des formules de dispersion ^{connues ne donne,}

259 par l’extrapolation, ^{des résultats exacts} (la formule de ^Ketteler n’a pas ^été examinée). Le trait le plus ^{saillant de ces nouvelles} observations, c’est que la courbure de la courbe, ^{aussi loin} qu’on puisse ^{la suivre, diminue de} plus ^en plus, ^{et la} courbe, ^{dans les}

derniers points ^{ou elle soit} visible, ^fait plus que ^se rapprocher ^sen-

siblement de la ligne ^{droite : i elle} forme avec l’axe des ~, ^un angle

bien défini;

^{devient donc une} fonction linéaire dé ~,(i2

a~~.

En outre, le fait précédent signifie aussi qoe, ^aussi

loin que s’é-

tendent ces observations, ^{on ne} trouve yuère de hmzte cc l’il1 dice du rayon que le ~risn2e peut transmettre, sauf celle provenant de l’absorption par ^ce prisme.

Le Tableau suivant résume les connaissances actuelles, ^{sur les} longueurs ^{d’ondes visibles et} invisibles, ^{et sur les} longueurs ^des

ondes sonores :

260

M. Langley ^{termine en disant :}

^{L’abîme entre la} plus ^courte

vibration sonore et la plus longue vibration de l’éther est donc maintenant comblé dans une certaine mesure.

B.-C. DAMIEN.