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Submitted on 1 Jan 1902
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Nouveaux électromètres capillaires, munis d’un microscope micrométrique très puissant et d’un
manomètre très précis
P. Boley
To cite this version:
P. Boley. Nouveaux électromètres capillaires, munis d’un microscope micrométrique très puis- sant et d’un manomètre très précis. J. Phys. Theor. Appl., 1902, 1 (1), pp.784-788.
�10.1051/jphystap:019020010078401�. �jpa-00240693�
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Ce n’est que sous une pression assez réduite que le phénomène peut se manifester à une certaine distance de la surface, alors que le
trajet libre moyen des véhicules a acquis une certaine grandeur.
NOUVEAUX ÉLECTROMÈTRES CAPILLAIRES, MUNIS D’UN MICROSCOPE
MICROMÉTRIQUE TRÈS PUISSANT ET D’UN MANOMÈTRE TRÈS PRÉCIS;
Par M. P. BOLEY.
1. L’électromètre à goutte libre, précédemment décrit dans ce
recueil (’ ), est très avantageux pour les mesures de force électromo- trice par la méthode de compensation ; mais il se prête mal à la
mesure du maximum de constante capillaire ; il arrive souvent que,
poussée par la pression qu’on exerce, la goutte dépasse sa position primitive, saute hors du tube effilé, et force à recommencer la mesure
entreprise. Néanmoins son emploi a prouvé qu’on peut obtenir une
grande sensibilité avec des ménisques dont le diamètre est de l’ordre du millimètre, et j’ai pu construire deux nouveaux modèles qui
se prêtent comrnodément à toutes les mesures.
La sensibilité, dans ces instruments, dépend de la mobilité du ménisque et de la puissance du microscope qui apprécie ses déplace-
ments. Comme ces deux facteurs sont indépendants, on doit cher-
cher à rendre chacun d’eux maximum.
FIG. 1.
La mobilité du ménisque serait infiniment grande pour une forme d’électromètre telle que le mercure fût en équilibre indifférent.
(1) l~o:r p. 38’~ de ce volume.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019020010078401
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Remarquons que le ménisque est hémisphérique, c’est-à-dire que
son angle de raccordement est nul dans l’eau acidulée, et que l’action
électrique ne modifie pas la loi de variation de la constante capil- laire, puisque les électromètres de tous diamètres fonctionnent sui- vant la loi de Jurin. Soit .~l.o la constante capillaire du mercure non
polarisé, et soient (fi~. ~1~ R,, R2, les rayons du tube en M,, M2;
Ha, 1-12, les distances verticales de M~, M2 à la surface supérieure S supposée assez grande pour être invariable ; h, la différence des niveaux du mercure et de l’acide étendu ; p et p’, les poids spécifiques
de ces deux liguides ; ~g, l’accélération de la pesanteur ; la formule de
Laplace p =
A ~
+~,
donne, pour les pressions capillaires en M, l~ R
et M2 : ~
i CB .~
m 1 G1 .1
Les pressions hydrostatiques correspondantes sont, sensiblement,
L’équilibre exige que 1) t ^ p [ et ~z = p’, c’est-à-dire que :
d’où:
équation de la forme (x -~- cc) y = Cle, qui caractérise une hyperbole.
Le tube devra donc ètre sensiblement un hyperboloïde de révolu- tion, dans sa partie utile. Mais, comme le ménisque doit rester dans la partie effilée, et qu’il suffit de réaliser approximativement la condition
de l’équilibre indifférent pour avoir une grande sensibilité, on peut confondre l’hyperboloïde avec un cône et prendre un tube conique.
Pratiquement, tous les tubes étirés présentent, un peu avant leur sec-
tion minimum, une région d’équilibre indifférent, telle que le ménisque
est instable au-dessous et stable au-dessus. On aura donc un instru- ment très sensible en amenant le ménisque au-dessus et au voisinage
de la région d’instabilité. D’ailleurs la valeur de chaque tube étiré
dépend de la loi d’étirement, et, pour faire varier cette loi, il suffira de pratiquer l’étirement avec des vitesses différentes.
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J’ai essayé une quantité de tubes dont j’étudiais les pointes au microscope, puis j’utilisais celles qui paraissaient le plus conformes
à la loi hyperbolique [formule (1)]. Les meilleures ont été obtenues
en étirant par deux fois un tube de 2"m,5, d’abord jusqu’à 2 milli-
mètres, puis
jusqa’ii £
de millimètre environ. Ces pointes donnent facilement, au ménisque mercuriel, une sensibilité de 1 f volt, pour10,
un fort grossissement (840 diamètres) ; mais on peut obtenir mieux.
J’ai monté un électromètre avec un tube étiré
à 4
de millimètreau maximum, et qui, tout en supportant seulement 2C’m, 75 de mercure,
accuse une force électromotrice
de -1
volt, pour un grossissementde 840. C’est, je crois, le plus petit électromètre de ceti,e espèce, et
le plus sensible. Je fais usage d’un manomètre à eau.
Pour l’étude des amalgames saturés, j’ai employé des tubes encore plus larges, d’au moins 1 millimètre, mais avec la forme ordinaire ;
le ménisque n’est stable que dans une faible région de la pointe, si
celle-ci se rapproche de la forme hyperbolique ; j’ai donc repris la
forme renversée, qui est la première adoptée par M. Lippmann. Pra- tiquement, il suffit d’étrangler br~2csc~~~e~~2en~ le tube (de 5 à 6 millimètres) jusqu’à lui donner 1 millimètre. L’appareil est semblable à l’électro-
mètre à goutte libre, sauf pour l’extrémité du tube, et le ménisque
doit être amené au minimum de l’étranglement. On a une sensibilité
un peu supérieure à 10,t volt, et la position d’équilibre est très stable.
, Les petits instruments que je viens de décrire sont très faciles à
établir, leur bon fonctionnement assuré, car leurs tubes sont assez
peu capillaires pour échapper à l’obstruction. Il est vrai que les sen- sibilités précédentcs n’ont été atteintes qu’en augmentant le grossis-
sement du dispositif optique employé. Avec ces électromètres, le microscope ordinaire ne donne pas plus de 200 diamètres, parce
qu’il faut se contenter d’un objectif dont la distance frontale soit de
~ à J millimètres, de f’açon à pouvoir viser le ménisque au travers de
la cuvette.
II. Pour avoir de forts grossissements, j’ai monté une sorte de micros-
cope double, où l’oculaire est remplacé par un véritable microscope composé à large objectif. Cet instrument, susceptible d’autres appli-
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cations, comporte un tube deux fois plus long que celui du micros- cope ordinaire ; ce tube porte, à son extrémité antérieure, l’objectif principal et, au milieu de sa longueur, on introduit l’objectif du micros-
cope oculaire porté par un tube rentrant dans le premier. L’appareil
est installé sur un support muni de trois mouvements rectangulaires qui permettent la mise au point.
La netteté est moindre qu’avec le microscope ordinaire. Pour
apprécier avec précision un déplacement, on visera l’une des pre- mières franges de diffraction produites par le bord de l’objet qui se déplace, quand on l’éclaire un peu oblicluement par rapport à l’axe
optique du microscope. Ces franges sont très fines, pour un éclaire- ment convenable, et permettent d’évaluer les déplacements avec toute
la précision que donne le micromètre placé dans l’oculaire.
La nécessité d’avoir au moins 2 millimètres de distance frontale m’a limité au grossissement de 840 pour les électromètres précédents, mais, dans bien d’autres cas, on pourra prendre un objectif à plus
court foyer qui donnera un grossissement d’autant plus fort.
III. Pour mesurer le maximum de constante capillaire avec les petits électromètres, on est conduit à exercer et à mesurer des pres- sions qui ne dépassent pas 25 centimètres d’eau ; à cet effet, on se ser- vira avec avantage d’une machine à diviser disposée verticalement,.
Le réservoir d’eau mobile est porté pa.r le chariot de la machine à
diviser, et il est relié p.ar un tube de caoutchouc étroit et épais au
sommet de l’électrométre effilé en forme d’ajutage. On a dû, avant d’opérer la jonction, remplir complètement d’eau l’électromètre et le tube de caoutchouc. La pression est alors mesurée directement en eau par la différence des niveaux entre la surface supérieure du
mercure de l’électromètre et l’eau du réservoir mobile.
Cette différence de niveaux est connue avec toute la précision que comporte le pas de vis de la machine. Avec un bon instrument, on peut compter sur une précision de £ 100de millimètre, ce qui corres- pond
à ~ 6
atmosphère. On voit que la sensibilité est au moins égaleà celle que donne l’emploi combiné du manomètre ordinaire et du cathétomètre, avec les avantages suivants : ce manomètre peut
.
mesurer des pressions en valeur absolue, avec un réglage de vertica- lité moins rigoureux que celui du cathétomètre, puisque la hauteur
vraie du réservoir passe par un maximum pour la position verticale
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-de la vis, et, par suite, varie peu dans le voisinage de la verticale ; à
cause de sa simplicité, l’appareil n’est pas déréglable, s’il est solide-
ment assujetti à son support; enfin, on suit les déplacements de l’eau
à l’oeil nu. Pour les mesures de maximum de constante capillaire,
tout réglage est même inutile.
Ce manomètre peut encore rendre des services pour l’étude des ascensions et dépressions capillaires, et en général pour toutes les expériences où l’on comprime directement un système dont la varia- tion de niveau résultante est négligeable.
V.-E. BOCCARA. - La Fala Morgana, Studio storico-scientifico, con appendice bibliografica e sei fotoincisioni (La fée Morgane, étude historico-scientifique,
avec appendice bibliographique et six photogravures). 2014 Memorie della Soc.
degli Spetroscopisti Italiani, t. XXXI, 1902.
Le phénomène désigné sous le nom de Fata Morgana (fée 1B101’- gane) s’observe à Ileggio de Calabre, et dans les portions voisines
de la côte italienne, à de très rares intervalles, principalement en
été.
Après avoir résumé toutes les descriptions connues, émanées de
témoins oculaires dignes de foi, l’auteur rend compte de trois obser- vations personnelles, confirmées par des témoignages indépendants.
Il distingue sous les noms de fée nforgane ~~Zarine, fée ll~To~ ç~cc~ze
aérienne sir~2~Ze et ~~zuZ~ipZe, trois aspects divers du phénomène.
Voici la description de la fée Morgane marine telle que l’a obser- vée le professeur Puccini, conjointement avec l’auteur, le 2 juil-
let 1901 : « Ce jour-là, je vis la mer tranquille, calme, qui paraissait
comme une grande masse de mercure terni. Sur la surface de la
mer fortement illuminée (il était environ huit heures), on voyait une
sorte de brouillard, quoique l’atmosphère fût sereine et limpide. Je
m’arrêtais à observer cette mer, d’une beauté peu commune, quand je vis avec stupeur, à l’intérieur, sous l’eau, de grandes arches dans la position ordinaire, c’est-à-dire non renversées, les plans et les
contours des pilastres et des courbes supérieurs très nets, parfai-
tement polis. Pour me rendre compte du phénomène, je regardai
les côtes de Sicile, et je vis que des arches réelles et semblables il..
celles que l’on voyait sous l’eau de la mer se trouvaient sur la hauteur au-dessus du cimetiére de Messine, sur le chemin de fer qui
