Nouvelle méthode pour la mesure des champs magnétiques

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Submitted on 1 Jan 1887

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Nouvelle méthode pour la mesure des champs magnétiques

A. Leduc

To cite this version:

A. Leduc. Nouvelle méthode pour la mesure des champs magnétiques. J. Phys. Theor. Appl., 1887,

6 (1), pp.184-190. �10.1051/jphystap:018870060018401�. �jpa-00238714�

184

I..Aatin1cr-C:lark, ^le moins variable des éléincnLs proposes ^comme f:talons ;

2° La mesure da rapport des unités électromagnétiques ^eL (~Jectroslatiql1es ^{en mesurant, en unités} électromagnétiques ^{à l’aide}

Ele l’électrodynamométre ^{absolu eu en L~nités} électrostatiques ⁱⁱ

l’aide d’un électromètre ahsolu, ^{Ja force} électromotrices de piles

de 30o à 600 éléments.

3° La mesare de l’équilvalenl mécanique ^{de la chaleur., en fai-}

sant passer

^{courant connu 1} dans ^une résistance connue 11 i

placée ^dans

calorimètre. Le travail (121B1--’) ^{converti en chaleur}

peut ^être déterminé ainsi avec une erreur inférieure à -Gu’

En ontre, 31. Carpentier ^{et moi nous} proposons de construire des cco~~~ues-é~alo~z.~ qui ^{auront en} plus petit ^{la même} disposition

(me L’électrod~ nan10111ètre absolu; ils fourniront l’intensité d’uni

courant par la formule

’

Le coefficient A est indépendant ^{de la} température ^et varie pro-

portionnelleiment ^{à la racine carrée} de l’intensité de la pesanteur : 1J sera déterminé pour chaque appareil par comparaison ^avec l’électrodyn anl0nlè tre ^absolu.

Ces ampèrcs-éLatons pourront servir dans les laboratoires a

régler, à leur tour, les divers ampèremètres ^{ou à} faire des expé-

riences directes. En particulier, ^ils permettront ^de déterminer ra-

pidement et exactement la composante horizontale du champ ^ma- gnétique ^{terrestre en lançant}

^{courant connu} dans le cadre d’une houssole des tangentes.

NOUVELLE MÉTHODE POUR LA MESURE DES CHAMPS MAGNÉTIQUES;

PAR M. A. LEDUC.

Dans le cours de mes recherches ^sur le phénomène ^de 11aH, j’ai

du faire de nombreuses mesures du champ magnétique produit

Cil tre les pièces polaires d’un for t électro-aimaant de Faraday.

J’el11ployai d’ahord la méthode (de ’T erdet) qui ^{consiste à lanccr,}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018870060018401

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dans

galvanomètre ^{à faible} amortissement, ^{le courant induit t}

dans

petit ^toron placé ^{dans le} champ normalelnent aux lignes

de force, lorsqu’on ^{le fait tourner} subitement de 180° autour de Fun de ses diamètres. Outre les difficultés ordinaires des mesures

galvanométriques ^dans

laboratoire ou le champ magnétique

terrestre est très variable ( 1 ), ^cette méthode avait pour moi l’in- convénient d’exiger ^{le secours} d’un aide. Elle devenait d’ailleurs

impraticable pour ^une distance des surfaces polaires ^inférieure

à 3 ~ uy

~l’eus recours alors à la méthode (employée ^en particulier par

~1Z. Rolland) qui ^{consiste à induire}

^{courant dans}

^toron placé, ^{comme tout à l’heure,}

par le renversement du champ. ^Les

résultats obtenus furent très notablement inférieurs à ceux des

expériences précédentes, ^et j’ai ^vérifié depuis que ^cette différence tient à la durée considérable du renversement du champ. ^{Il faut}

en effet, ^{dans les} conditions moyennes, de trois ^à dix secondes et

quelquefois plus ^{de trente} secondes pour que le ^courant reprenne,

après renversement, ^les 1‘~,-‘‘~, ^{de son} intensité définitive ( ‘-’ ). ^{Il en}

résulte que, pour connaître, ^à

pour ^10o près, par ^cette 111étl1ode,

la valeur des champs ^en question, il faudrait donner à l’équipage

inobile une durée d’oscillation de plusieurs ^minute.

(les difficultés m’amenèrent à créer deux nouvelles méthodes

fondées, ^{l’une sur le même} principe que le galvanomètres ^{à mercure}

de M. Lippmann, ^{l’autre sur} la variation de résistance du bisinuth dans un champ magnétique.

Première nléthode.

L’appareil ^se compose essentielle-riielit de deux parties :

explorateur ^et

^manomètre différentiel.

L’explorateur ^{est formé} par ^une petite ^{chambre à mercure} qui ^a,

à l’intérieur, ^{i"- de} largeur ^{et de} hauteur, ^{et de} on’~’,

^à omm, 5 ^d’é- paisseur. Je la construis au moyen de deux lames de verre bien

dressées, séparées par quatre petites ^cales découpées ^dans

couvre-objet ^de microscope ^{et enduites, sur les deux} faces, ^de

- --- ---~--~ -- _-- --_~ - --- - - .

(1) ^{La tare du} galvanomètre doit être fréqucmment répétée. D’ailleur~, ^lc’

champ de l’électro-aimant est

sensible à l’extrémité du laboratoire.

(2) COlnptes rendus de l’Acadénlle des Sciences, ^{séance du JI} jauYÎel’ i88~.

186

baume de Canada (~~’. ï)’ Deux lames de platine, ajustées ^{en P}

et P’, ^servent d’électrodes ^au courant que l’on devra faire _passer dans le mercure.

Fig. I.

On vojL en .A- et B les orifices auxquels ^sont adaptés ^{et fixés à la} cire, par exemple (,fig.. 2), ^deux tubes verticaux AC, BD, ^munis

Fig.2.

de renflements cylindriques ^{C et D d’environ 3cm} de diamètre. Le

tube CG doit avoir un diamètre intérieur bien uniforme d’environ

,1"’~’. L’appareil ^est rempli ^{de mercure} jusqu’en ^{C et D; une}

187 colonne d’eau s’étend de C en E. Le tout est supporté par ^une

planchette ^d’ébonite percée ^{d’un trou} circulaire dont le centre est

occupé par l’explorateur.

Plaçons ^ce dernier normalement aux lignes de force du champ

M qu’il ^s’agit d’étudier, ^{et admettons au travers de la chambre à}

mercure

courant d’intensité I. Le niveau va s’abaisser ou s’é-

lever, suivant le sens du courant et la direction positive ^du champ

d’une certaine quantité ^lz qui ^{fera connaitre} la valeur de celui-ci par la formule

L’épaisseur s ^{de la lame de Inercure contenue dans} l’explora-

.

teur peut ^être déterminée, ^{à moins de I} pour ^{i oo} près, par les

~

procédés ^{suivants :}

i° Mesurer ^au sphéro111èlre l’épaisseur totale de l’explorateur,

et en retrancher celles de ses parois mesurées à l’avance ;

2° Examiner, ^{avec un} microscope ^muni de micromètre oculaire

et dont le grossissement ^{est bien connu,} les orifices A et B;

prendre la moyenne.

30 Peser l’explorateur vide, puis rempli ^de merc:ure, ^et déter- miner la surface présentée par ^ce liquide.

Un grand ^nombre d’observations, faites par ^ces trois procédés

sur l’un de mes explorateurs, ^{m’ont donné} des nombres compris

entre Ûmm,3I3 ^et o"~32o. ^{Je crois} pouvoir ^admettre que l’épais-

sieur 2 de cet appareil ^{était, à moins de I} pour ^{i oo} près, Omm,3Ij.

Õ est le nombre par lequel ^{il faut} multiplier ^{la hauteur} h pour évaluer en colonne d’eau la différence de pression correspondante.

Il est bien facile de le déterminer directement.

Seiisibilité de cette îîzéthode. on ^mesure aisémenl fi à -’ 2 ^Inil-

limètre près. ^{Donnons aux} constantes les valeurs _moyennes

2 == 0111111, 31 7, 8==i,25 ^{et 1 - 3amp, 88.}

On a

de sorte que la valeur 31 du champ sera connue à 3 unités près.

On pourrait décupler ^la sensibilité de la méthode : il suffirai t, ^en

188

effet, ^{de donner à} la chambre à mercure une épaisseur plus petite,

d’ajouter ^{au manomètre}

^troisième llqlllde ^{non miscible à l’eau}

et de surmonter le tube CG d’une ampoule ^{semblable à C et D,}

d’incliner ^ce tube CG à ~E5° par exemple, de doubler enfin l’in- tensité I du courant. Toutefois ces modifications font naître plus

d’une difficulté : elles ont d’ailleurs l’inconvénient de diminuer la

simplicité ^et la commodité de notre méthode.

Observons _que ^notre instrument permet de déterminer la di- rection des lignes ^{de force du} champ. La dénivellation Ia est en

effet maxima lorsque l’explorateur ^{est normal aux} lignes ^{de force.}

Elle est, ^{dans le cas} général, proportionnelle ^à 1B1 cos a.., si l’on dé-

signe par

l’angle formé par les lignes de f’orce du chanlp ^{avec la}

normale à l’explorateur.

Il est quelquefois commode de séparer ^ce dernier du mano-

mètre.

J’ai, ^{dans ce} but, ^{modifié sa} construction de la manière suivante.

L’une des lalnes de verre qui le ^{forment est creusée d’un sillom} prismatique ^{destiné à} contenir la petite ^{lame de Inercure, elle est}

fixée directement sur la seconde au moyen de baume de Canada.

Les orifices A et B sont forés et rodés de manière à recevoir deux

petits ajutages ^{reliés au} rnanomètre par deux tubes de caoutchouc

plus ^{ou moins} longs. ^{Pour cette nouvelle forme, y notre} appareil ^est

très facile à mettre en expérience. ^Il n’a d’autre inconvénient que

d’exiger ^{une tare faite} par l’intermédiaire d’une ^autre méthode.

Si cette dernière est irréprochable, ^on pourra ^néanmoins compter dans les mesures courantcs sur une erreur absolue inférieure a 5 unités C.G.S.

Il est facile d’en déduire, ^dans chaque ^{cas, l’erreur relative,} pour les champs intenses : celle-ci n’est limitée que par la hauteur du tube CG. Elle pourra descendre au-dessous de idoo si la dénivella- tion h peut dépasser ^{o"’, 5o, et cela} n’exige pour le tube CG qu’ une

hauteur de o"1, 5o ^{si l’on} dispose

commutateur ’du courant I,

de manière que le liquide ^monte toujours ^{dans cette brandie.}

Deuxième nîéthode.

J’ai eu l’occasio~a d’examiner ici mêlne (’ ) l’augmentation ^de résistance présentée par

certain

(’ ) Journal de Ph~yszque, ^2e scrie, ^t. Y, p. 1 IG; 1886.

189 échantillon de bismuth. J’en ai étudié dehuis,

grand ^{nombre et}

me suis arrêté particulièrement ^{à ceux} clue ~’ai préparés par l’élec-

trolyse de l’azo-tate acide de bismuth. Ce sont

effet les plus

sensibles ^à l’action du magnétisine.

L’augr~.entation 2 éprouvée par l’unité de résistance dans

champ ^{M est liée à} la valeur de celui-ci par l’équation ^d’une hy- perbole

On en tire

Si l’on exprime ,~ ^en millièmes, ^le coefficient vu reste compris /0t

entre 27 ^et 9-2, ~varie ^{de 2£fi à 3 J o.}

Il est facile d’obtenir sous de très petites diinei-isions des fila-

ments très maniables d’une résistance de

ohm à ² ohms, qui pourront ^être introduits dans les champs ^les plus étroits. Je compte ^{utiliser cette méthode} pour l’étude ^du champ des machines

dynamos ^{e~z marche.}

Nous avons supposé ^{dans ce} qui précède que le support ^{du fila-}

ment de bismuth était normal

lignes ^{de force du} champ. ^La

variation de la résistance est alors maxima, ^{elle est minima} lorsque

le filament est dirigé suivant les lignes ^{de force. Il sera donc} facile,

si les dimensions du champ ^le permettent, ^{de trouver} la direction de ces lignes. ^{Dans le cas} contraire, ^{il sera} impossible ^{de déter-}

miner par ^ce procédé ^la valeur absolue du champ, ^{ni même de sa}

composante ^{dans une} direction donnée : on pourra néanmoins suivre ses variations si la direction des lignes ^{de force est inva-}

riable.

Théoriquement, ^la précision ^{de cette méthode est} illimitée. Pour

ne parler que d’expériences courantes, ^{on mesure aisérnent une}

.

résistance voisine d’un olm à J uao ~ près ^{de sa vale ur.} Or, ^{si le} champ dépasse 2000 C.G.S., la résistance de notre bismuth aug-

mente d’environ j 010u pour ^une augmentation ^{de ce} champ ^d’environ

25 unités.

Cette nouvelle méthode permet ^{donc d’obtenir} couramment la valeur des champs ^{à 5 unités} près. ^On pourrait ^{avec des} précau-

tions spéciales ^en décupler la sensibilité. L’ee~reur relative n’a pas

de limite inférieure. Cette méthode exige pour chaque ^{sonde bis-} Tnuthique ^{une tare, très} simple d’ailleurs, opérée ^au moyen de deux chainps ^connus.

INDICES DU QUARTZ DANS LE SPECTRE VISIBLE;

PAR M. J. MACÉ DE LÉPINAY.

Le principal ^intérêt que peuvent présenter ^{ces nouvelles me-}

sures d’indices, ^venant après celles de Rudberg 1’ ); ^{de Van der} Willigen (=’~ ^et de M. Mascart (3~, ^est que, pour ^la première ^fois,

elles sont relatives à

échantillon de quartz dont la densité ^a été déterminée avec le plus grand ^soin ( ’). La connaissance de cette

dernière me parait ^d’autant plus nécessaire, pour contribuer à dé- finir l’état physique de la matière étudiée, _{que les} propriétés ^du

quartz, ^méme parfaitement pur ^et limpide, semblent varier légè--

rement d’un échantillon à ^un autre (5).

Le quartz employé ^est lévogyre ; ^{sa densité à} 0°, par rapport ^à l’eau privée d’air, ^à 4°, ^est

à quelques ^unités près ^{du dernier ordre décimal. Il a été taillé}

par 81. Laurent ^et possède des faces d’une remarquable planéité,

( ) Pogg. Annalen, ^t. XIV, p. 45 ; ^1828.

( ’ ) Arclaives du ll~usée Teylei~, II, p. 153 ; 1869 ^et III, p. i~ ; i 8~0.

(3) ^{~.nn. de} l’École Normale, [y, ^t. l, p. 238; 186~.

(4) Journal de Physique, [2J, ^t. V, p. 4~ 5 ; ~ ^1886.

( ~) ^C’est

que prouvent, ^d’une part, ^les

^de densité les plus précises:

2,65i22 ( Dr ^J. Herr),

2,65o7~4 ( ~’iareh),

~ , 65085 (Macé ^de Lépinay ) ;

et de l’autre les diverses

d’indices. Pour

citer que trois nombres, ^les expériences ^de

^der Willigen, ^{relatives à la raie} D, ^{ramenées à la même tem-} pérature, ^1.)° (rayon ordinaire), l’ont conduit

résultats suivants :

1 er Quartz (lévogyre)

i,5~2i,

2e

Quartz ( dextrogyre )

1,5~4-~123,

31 Quartz ( ^? ) n = I,5!~C~I~.