Sur la conductibilité calorifique du bismuth dans un champ magnétique et la déviation des lignes isothermes

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Submitted on 1 Jan 1887

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champ magnétique et la déviation des lignes isothermes

A. Leduc

To cite this version:

A. Leduc. Sur la conductibilité calorifique du bismuth dans un champ magnétique et la déviation des lignes isothermes. J. Phys. Theor. Appl., 1887, 6 (1), pp.378-383.

�10.1051/jphystap:018870060037800�. �jpa-00238750�

SUR LA CONDUCTIBILITÉ CALORIFIQUE DU BISMUTH DANS UN CHAMP

MAGNÉTIQUE ET LA DÉVIATION DES LIGNES ISOTHERMES (1);

PAR M. A. LEDUC.

Par la découverte et l’étude de l’augmentation considérable de la résistance électrique du hismutli introduit dans

champ ^ina- gnétique, je ^{fus amené à} supposer que la conductibilité calorifique

de ce métal devait être modifiée d’une manière analogue. ^{C’est ce} que j’ai entrepris de vérifier il _y a quelques mois, ^et l’expérience

a pleinement ^{confirmé mes} prévisions. ^{Non seulement} la conduc- tibilité calorifique du bismuth varie avec lc champ niagnétique ^oii

il est placé, ^{mais elle me} paraît diminuer dans le même rapport que la conductibilité électrique.

On conçoit qu’il ^{doive en être} ainsi, si l’on admet avec moi i que le champ magnétique ^{modifie la structure} moléculaire du métal.

Il y ^a plus : ^cette modification qui ^{entraîne la déviation des} lignes équipotentielles (phénomène ^de Ilall) ^doit produire

déviation égale ^des lignes isothermes si l’on introduit dans une

lame de bismuth ^un flux calorifique

lieu d’un courant; c’est ^ce que j’ai ^eu l’avantage de vérifier réceznment.

Il est bien probable que ^ces phénomènes ^{ne sont} pas plus par- ticuliers ^au bismuth que leurs analogues ^eti électricité; ^{niais, s’ils}

leur sont égaux, ^comme je ^suis porté ^{à le croire, il est} clair que leur étude sur un lllétal quelconque ^{sera très} délicate. La variation de la conductibilité pourra néannioins être étudiée assez facile-

ment par ^la méthode que j’ai ^suivie pour le bismuth.

I. Variation ~le lcz condllctibilité calorifique. ^{Un barreau}

de bismuth de 7111111 ^à 8111111 de diamètre ^et de o"1, ^{3o de} longueur ^est

coulé dans

tube de ^verre muni de trois fils de platine ^A, B, ^C Clig’. y équidistants ^et qui pénètrent légèrement ^{dans ce} tube, ^{de sorte} clue leurs extrémités ^{se trouvent} insérées dans le

. - -- ---- --- ---

(1) Yoir Conz~tes rendus de l’ ~caclémie des Sciences, ^du ~o j juin i88î.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018870060037800

(toujours ^tube, qui

s’est fendu

moment de la solidification) ^est placé ^{entre les sur-}

f aces polaires d’un fort électro-aimant distan tes de o’ll,01, ^{et l’une} de ^ses extrémités est introduite dans une étuve à vapeur d’eau, ^de

manière que le fil A ^{se trouve} près de la sortie de l’étuve et à l’entrée du chan1p. Les trois fils ~1, B, ^{C sont} successivement re-

liés deux à deux à

galvanomètre de faible résistance qui ^{sert à}

mesurer ( par la ^méthode d’opposi tion ) les différences de potentiel qui s’établissent entre eux sous l’influence du flux de chaleur.

1~ i~.

Soient t, t1, ^{tz les excès de} température des soudures A, B, ^C.

Les deux fils A et B, par exemple, constituent ^avec le bismuth in-

terposé ^deux couples ^{l3ï - Pt} opposés, ^{de sorte} que la différence de

potentiel ^{entre A et B est} proportionnelle ^{à la} différence de tem-

pérature (t

t1) ^{des deux} soudures, ^et peut lui servir de mesure.

Or il est facile de constater que ^cette différence ( t - 1j ) augmente

lorsdLi’on ^excite l’électro-aimant, ^ce qui indique ^{une diminution}

dans la conductibilité. J’ai d’ailleurs constaté par des expériences directes, ^{au début de cette} étude, que la température ^d’un point quelconque du barreau s’abaisse quand ^{on excite} l’électro-aimant,

ce qui ^{suffit à établir notre} proposition. ^{Il est} bon de remarquer que la différence des températures ^{de deux} points suffisamment

éloignés ^{de la source} peut ^{diminuer sous} l’influence du champ 111a~11ét1CILle.

Je donnerai, ^{à titre} d’exelnple, les résultats d’une expérience

dans laquelle ^{on avait à} peu près AB == BC === 2Clll. Le champ ⁸¹

valait environ ~800 ^{C.G.S. Nous} représenterons les différences de température par les différences de potentiel exprimées ^en

111icrovolts :

Les teinpérauures ti

^{et t.,} peuvent ^être exprimées ^{en fonction}

de t par les formules

dans lesquelles x désigne ^la distance AB.

dn en tire

On obtient donc deux valeurs diiérentes de ci, suivant _{due le} barreau est ou non dans

champ magnétique, ^{et le} rapport ^des carrés de ces deux valeurs exprime ^le rapport inverse c CI ^{des con-}

ductibilités correspondantes.

Le calcul fait sur les nombres ci-dessus donne

’

Or j’ai ^trouvé autrefois, ^en opérant ^sur divers fils de bismuth

préparés ^{comme le barreau actuel, que la} résistance électrique

augmente ^{dans les ii-iêmes} conditions de 18 à 20 pour i oo, ^ce qui correspond ^{à une} diminution de conductibilité de 16 pour ^{ioo en} moyenne (au ^{lieu de} i~1). ^La différence entre ces deux derniers nombres peut ^{être attribuée d’une} part ^aux particularités ^{de l’é-}

chantillon et, ^d’autre part, ^{aux diverses causes} d’ erre ur de l’expé-

rience actuelle, ^et particulièrement ^{à ce} que l’égalité ^AB

^BC

n’était pas exactement t réalisée. Je compte ^{iu’en assurer} prochai-

nemen t.

II. Déviation des Zz~°72es zsot~LCn~~zes.

Une lame de bismuth de 20cm de longueur, 4cm de largeur, et o~1’1,3 d’épaisseur ^est placée

entre les surfaces polaires de l’ é]ectro-aiman t distantes de o~"1, ~ .

L’une de ses extrémités pénètre ^{dans l’étuve et une sonde thermo-} électrique ^est appliquée ^en

point ^{fixe A} (fig. 2).

Cette sonde est reliée au galvanomètre ^dont l’aiguille ^{est ra-}

menée au zéro par la méthode de compensation. ^{Il est facile de}

s’assurer due la température ^du point ^{A est modifiée en} général

’

quand ^{on excite} l’électro-aimant, ^{et en tous cas} lorsque ^{l’on ren-}

verse le champ.

L’expérience que la déviation de la ligne

AB (~y. 3) ^se produit ^{dans le même sens} que celle de la ligne équipotentielle ^{de même nom} (dans ^{le cas où le flux} calorifique

Fig.

est remplacé par ^un courant). Reportons-nous ^{à la} fL~~. ^{3 ou les} grandes flèches courbes indiquent ^{le sens du courant} magnétisant.

La ligne ^{isotherme AB} prend ^{la direction A’B’. Mais, en vertu}

de la diminution de conductibilité constatée plus hau t, ^{elle se} transporte ^à peu près parallèlement ^{à elle-même en} !’-~"B". L’effet

Fig. ^3.

constaté en A est la différence des deux autres, ^tandis qu’en ^B

l’on observe la somme de ces deux effet. L’inverse ^a lieu si l’on

renverse le champ. ^Si donc la lame ^est placée ^{en avant d’un} pôle austral, ^{comme le montre la} figure, ^{la variation de} température

observée en A pourra ^être positive ^ou négative suivant la position

de ce point ^{et la} largeur de la lame.

Il existe du côté de A un point ^{dont la} température ^ne change

pas quand ^on produit ^le champ, ^{et la} détermination de ce point

permettra ^{de connaître la} déviation A~ A.~. Mais la mesure de cet

angle ^s’obtient plus facilement par le renversement du champ. ^On

élimine ainsi l’effet de ^la diminution de conductibilité et l’on ob-

serve une variation de température ^{double de celle} qui ^{est due à la}

déviation étudiée. Il suffit de connaître cette variation 0, ^l’excès

moyen T de la température ^{T du} point ^A pendant l’expérience, ^le

coefficient a’ déterminé comme ci-dessus et la largeur ^{1 de la lame,}

pour calculer ^la déviation AUA’.

En :e£fet, ^{si l’on} désigne par ^{x une} petite longueur comptée ^de

part ^{ou d’autre du} point ^{A, on a} sensiblement

avec

Vu la petitesse ^{de la} quantité ^{a’.~, on} peut remplacer (e~~~.-ew~’x)

par ^les premiers ^{termes de son} développemen t, ^ce qui ^donne

et l’on a une première ^{valeur très} approchée

que l’on pourra corriger par la méthode bien ^connue.

On a donc, _pour ^valeur approchée ^{de la} déviation, -

Je me suis borné jusqu’ici ^{à constater les faits} que je ^viens d’exposer; je ^me propose d’effectuer prochainement quelques ^me-

sures.

J?~/?~r~M6. 2013 ^MM. Ettingshausen ^{et Nernst ont} publié, ^en

novembre dernier ( ~ ), ^des expériences qui ^{on t la} plus grande analogie ^{avec les} miennes, ^{mais dont} les conclusions sont opposées.

Ils ont observé en particulier que, si l’on soude en deux points ^A

et B d’une ligne ^isotherme ( fin’. 3 ) ^deux électrodes réunies aux

(1) Poggendorll’s Annalen, ^t. XXIX, p. 3~3 ; 1886. Voir p. a92 de

Volume

l’anal~lse ^de

^Mémoire.

galvanomètre, produit champ

une force électromotrice entre ces points ^{A et B. Ils} ignorent ^la

cause de ce phénomène, mais ils affirment qu’il ^n’est point ^de

nature thermo-électrique. ^{Ils ont vérifié, en} effet, disent-ils, que la température des soudures ne varie pas ^sous l’influence du champ,

et que le phénomène ^ne change pas quand ^on fait varier la~ nature des électrodes.

Ce dernier fait est peu surprenant, ^{car le} pouvoir thermo-élec-

trique du bismuth est tellemen t considérable par rapport ^{à celui} des métaux, ^en général, due l’on altère peu la force électromotrice d’un couple ^{à bismuth en faisant varier} l’autre métal. Il est pro- bable cependant que l’on observerait

changement ^{notable si}

l’on employait successivement le fer et le maillechort.

Quant ^{à la} première affirmation, j e ^ne puis ^121e l’expliquer qu’en

admet tant que ^ces observateurs ont opéré ^dans

champ ^{de di-}

rection constante et ont placé par hasard leur sonde thermo-

électrique ^au voisinage ^du point ^{dont la} température ^{reste en effet}

invariable pour la raison que j’en ai donnée ci-dessus.

RECHERCHES SUR L’APPLICATION DU POUVOIR ROTATOIRE A L’ÉTUDE DE CERTAINS COMPOSÉS QUI SE PRODUISENT DANS LES SOLUTIONS D’ACIDE

TARTRIQUE;

PAR M. D. GERNEZ.

Après ^de longues ^{années d’études} persévérantes ^{sur le} pouvoir

rotatoire des liquides ^{et sur les} applications que l’on peut ^faire de cette propriété ^aux

recherches de Mécanique chimique ^)~

Biot avait reconnu que l’acide borique (i ), bien que dénué d’action sur la lumière polarisée, ^{à l’état solide ou en solution}

aqueuse, peut ^faire éprouver ^aux solutions d’acide tartrique ^droit

des changements perceptibles ^{seulement aux} épreuves optiques;

il montra que ^ces changements ^se traduisent : 1 ° parla disparition

des anomalies que présente ^la dispersion ^des plans ^de polarisation

pour les rayons diversement ^colorés qui traversent les solutions

~ 1 ) ~tTérrzoires de l’Académie des Scieiices, ^t. WTI, p. ~~ g (; g~ 7 ) ~