HAL Id: jpa-00240793
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00240793
Submitted on 1 Jan 1903
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Drude’s Annalen der Physik; T. X, n, 3; 1903
M. Lamotte, L. Marchis
To cite this version:
M. Lamotte, L. Marchis. Drude’s Annalen der Physik; T. X, n, 3; 1903. J. Phys. Theor. Appl., 1903,
2 (1), pp.522-534. �10.1051/jphystap:019030020052201�. �jpa-00240793�
522
métaux alcalins précédents et un autre métal de la famille du
magnésium ou du fer, que l’aspect extérieur, les variations très
petites que l’on observe dans les angles des faces cristallines, l’in-
clinaison de l’axe oblique pour les cristaux du système monocli- nique varient proportionnellement au poids atomique de trois
métaux alcalins. Il en est de même pour les propriétés optiques :
vitesse de propagation de la lumière suivant les trois axes de l’ellip-
soïde optique, angle des axes optiques, etc.
R. PAILLOT.
DRUDE’S ANNALEN DER PHYSIK ;
T. X, n, 3; 1903.
K. SÉIIOEPS. - Bolometrische Uiitersuebung über die erwarmende Wirkung der
’Rôntgenstrahlen (Recherches bolométriques sur l’effet calorifique des rayons de Rôntgen).
-Diss. Ilalle, 1899.
G. HOLTSMARK. - Eine Méthode für die Intensitatsmessung von Rôntgen- strahlen nebst einer Bereclinung der Wellenlange derselben (Méthode pour
Inesurer l’intensité des rayons de Rôntgen, calcul de leur longueur d’onde).
-
P. 522-542.
Schoeps fait arriver les rayons de Rôntgen sur la surface d’un bolomètre, construit sur le modèle de ceux de Lummer et Kurlbaum.
Seulement l’épaisseur du platine a été augmentée de manière que
l’absorption des rayons fut à peu près complète. On évalue la frac- tion non absorbée en mesurant par la méthode électrométrique l’in-
-
tensité du faisceau en arrière du bolomètre.
La résistance du bolomètre est partagée en quatre portions égales qui forment les quatre branches d’un réseau de Wheatstone : deux branches conjuguées reçoivent seules les rayons. On tare le bolo- mètre, pour évaluer la perte de chialeur par rayonnement, en mesu-
rant l’effet d’une quantité de chaleur connue, qui lni est apportée par
.
une augmentation du courant principal dans le réseau ou par un
courant alternatif.
Les expériences sont très délicates : le galvanomètre, du type Thomson, doit avoir une sensibilité extrême, obtenue en employant
un équipage magnétique très léger, suspendu à un fil d’araignée.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019030020052201
523
Leininger a, depuis cette époque, essayé sans succès de mettre en
évidence l’effet calorifique de rayons de Rôntgen.
Holtsmark définit l’intensité des rayons de Rôntgen par celle des rayons secondaires qu’émet une lame de platine frappée par ces rayons. Curie et Sagnac ont montré que ces rayons secondaires
transportaient de l’électricité négative. Ces charges se portent sur
les parois du tube et la lame reste électris~ e positivement. Holts-
mark relie la lame au sol par l’intermédiaire d’une très grande résis-
tance (de l’ordre de 109 olims) formée par une bagette d’émail. Il
mesure l’intensité du courant à l’aide d’un électromètre à quadrants,
en déterminant la différence de potentiel aux extrémités de cette résistance i il admet que cette intensité est proportionnelle à celle
des rayons secondaires et, par suite, à celle des rayons de Rôntgen.
En fait, elle varie à peu près comrrle l’inverse du carré de la distance-
qui sépare le tube de Crookes de la lame de platine.
Cette méthode permet de déterminer l’absorption des rayons de
Roentgen dans divers milieux. Les rayons issus du tube de Crookes sont formés par un mélange de rayons inégalement absorbables.
D’une manière générale, les rayons émis par un tube mou sont plus.
absorbables que les rayons provenant d’un tube dur.
A l’aide des formules de dispersion d’Helmholfz et des constantes
optiques des métaux déterminées par Drude, Holtsmark calcule les
longueurs d’onde des rayons de Rôntgen, d’après leur coefficient
d’absorption : ces longueurs d’onde seraient comprises entre 0,0069 et 0,00065 ~.
Si l’on utilise dans ce calcul les données relatives à l’or, à l’argent,
au cuivre, les nombres trouvés sont d’un tout autre ordre de gran- deur. Mais il faut remarquer que ces métaux présentent une disper-
sion anomale dans les régions rouge et jaune du spectre et que les constantes des formules se rapportent
’à ces régions.
M. LA)IOTTE.
A. WEHNELT. --- Potentialverteilung Îln dunklen Kathodenraum (Répartition
du potentiel dans la région cathodique obscure).
-P. 5~2-58i .
Autour d’une cathode sphérique, assez éloignée des parois du récipient pour que celles-ci n’exercent pas d’influence appréciable
.
sur la répartition du courant, il est évident a priori que les surfaces
de niveau sont des sphères concentriques à la cathode. C’est ce que
524
vérifient les mesures faites au moyen d’une sonde dont on fait varier la distance à la cathode. Cette méthode ne permet pas de mesurer le
potentiel au voisinage immédiat de la cathode, par suite des actions
électrostatiques qui s’exercent entre la cathode et la sonde. On ne
peut donc voir s’il se produit en ces points une chute brusque du potentiel.
Le potentiel ne présente ni maximum ni minimum à l’intérieur de la région obscure. Si l’on fait varier la pression, en maintenant cons- tante l’intensité de la décharge, le potentiel augmente quand la pres- sion diminue ; mais cette augmentation est à peu près proportion-
nelle au potentiel de chaque point, en sorte que la forme des surfaces de niveau ne change pas. C’est toujours au voisinage de la cathode que la variation est le plus rapide.
A pression constante, le gradient est d’autant plus grand que l’intensité est plus grande. Les surfaces équipotentielles se res-
serrent et l’épaisseur de la région obscure diminue un peu.
Il ne se produit pas de variation brusque du potentiel à la limite
dé la région obscure.
Quand la cathode est plane, la variation du potentiel le long d’une
normale à la cathode est d’autant plus rapide que la pression est plus
basse. Il n’y a pas de variation brusque à la limite de la région
obscure. Les surfaces de niveau ne sont pas des plans parallèles à
celui de la cathode, mais s’infléchissent vers les bords. Leur fornle
ne dépend guère de l’intensité ; mais le gradient augmente avec
celle-ci.
Lorsque la cathode remplit presque toute la section du tube, les parois influent sur la répartition du courant. A la cathode même, il y
a une chute de potentiel normale ou anormale suivant que la
décharge recouvre ou non la surface entière de la cathode. Dans le
premier cas, les surfaces de niveau sont des plans parallèles
normaux à l’axe du tube, qui se resserrent au voisinage de la cathode.
Dans le second cas, si la pression est très basse et par suite le fais-
ceau de rayons très étroit, on trouve des différences de potentiel
notables entre divers points d’un plan normal à l’axè. Les surfaces de niveau sont fortement bombées sur l’axe. Sous l’influence d’un
champ magnétique, elles se déforment en s’inclinant sur l’axe.
En employant deux sondes, Graham trouve des maximums et des minimums de potentiel dans l’étendue de la région cathodique
obscure.
525 Ces maximums et minimums n’existent pas et sont dus à une erreur d’observation tenant à ce que les deux sondes ne sont pas exactement l’une derrière l’autre.
Ni le potentiel, ni le gradient, ni la température n’éprouvent de
variation brusque à la limite de la région obscure.
On ne peut représenter le potentiel yTx à la distance ce de la cathode par la formule :
proposée par Schuster : A oscille d’une manière irrégulière entre des
valeurs grandes et petites.
La densité p de l’électricité calculée par la formule de Poisson, d’après les potentiels mesurés, n’a pas le même signe dans toute
l’étendue de la région obscure. L’électricité positive se trouve sur-
tout au voisinage de la cathode et à la limite de la région obscu re;
entre ces deux régions positives, l’espace est occupé surtout par de l’électricité négative. La somme algébrique de ces charges est tou- jours positive.
D’après la nature des phénomènes qui se produisent au voisinage
des parois d’un tube et qui provoquent la concentration des rayons
cathodiques sur l’axe, cette répulsion ne peut s’exercer sur ces
derniers. Puisque le potentiel décroît à partir des parois vers l’axe,
ce sont les rayons-canal, formés par les ions positifs, qui devraient
être refoulés vers l’axe. Il faut en conclure que la répartition du potentiel provient des ions positifs et que les rayons-canal repré-
sentent le phénomène primaire.
Les rayons cathodiques prennent naissance aux points de la
cathode frappés parles rayons-canal ou par les rayons ultra-violets.
En dehors de la région obscure, la déviabilité magnétique est la
même pour ces deux espèces de rayons.
Ils suivent les mêmes trajectoires, en sens inverse des rayons-
canal, s’ils proviennent du même point de la cathode. Mais les rayons qui sont émis par des points éloignés de l’axe sont déviés.
Cette déviation résulte des enfoncements que présentent les surfaces
de niveau autour de leur saillie centrale. Il se forme un faisceau en
entonnoir, comme le prouve l’observation des taches fluorescentes.
Cette déviation est susceptible, d’ailleurs, d’être mise en évidence par des expériences directes.
M. LAMOTTE.
526
A. SCFIMAUSS. - Notiz zur inagnetischen Doppelbreclung (Note sur la double réfraction magnétique). - P. 658-661.
Une cuve contenant une dissolution concentrée de fer de Bravais est placée entre les pôles d’un électro-aimant. Un faisceau de lumière
polarisé à 4~0 des lignes de force magnétiques traverse la cuve sui-
vant sa longueur, dans la direction perpendiculaire aux lignes de
force.
’
Dans la direction perpendiculaire aux rayons lumineux, à 45~ des lignes de force, on aperçoit une série de franges sombres irisées, qui sont parallèles à la paroi antérieure de la cuve. Ces franges se
resserrent ou s’écartent smivant qu’on augmente ou diminue l’in- tensité du champ. Les franges noires correspondent aux points où
le plan de vibration est parallèle à la direction du rayon visuel, les franges brillantes aux points où ce plan est perpendiculaire au rayon
visuel.
Si l’on observe dans la direction perpendiculaire ou parallèle aux lignes de force, on n’aperçoit aucune frange. En observant dans la direction à 4.5°, on aperçoit autant de franges qu’il y a de longueurs
d’onde dans la longueur de la cuve. Suivant les deux directions à 4~°,
perpendiculaires entre elles, les phénomènes sont complémentaires.
En lumière circulaire, le point d’entrée du rayon n’est jamais
flbscur : les franges se rapprochent de ce point. Dans un champ uni- forme, les franges sont parallèles et équidistantes : dans un champ
non uniforme, leur forme permet de se faire une idée de la réparti-
tion des lignes de force.
M. LA1BIOTTE.
A. SLABY. - Antwort an Hrn. Braun (Réponse à 1B1. Braun).
-P. 661-664.
FR. BRAUN. - Erkhirung auf Brun. Slabys Antwort (Explications sur la réponse de M. Slaby). - P. 664-672.
Suite et clôture de la discussion de priorité engagée entre les
deux auteurs à propos de la télégraphie hertzienne.
M. LA1BIOTTE.
527
>. LUMMER et L. GEHRCKE. - Ueber die Anwendung der Interferenzen an plan- parallelen Platten zur Analyse feinster Spektrallinien (Empioi des franges des
lames parallèles pour l’analyse des raies spectrales les plus fines). - P. 457-4’n.
On peut obtenir des interférences à très grande différence de marche par une disposition analogue au spectroscope à échelons de
Michelson, mais d’une réalisation plus facile. Soit un faisceau paral-
lèle de lumière homogène de longueur d’onde ),, d’intensité a’2, abor- dant sous l’incidence i une lame à faces parallèles indéfinie, d’épais-
seur d et d’indice n ; le calcul classique des intensités à l’infini 1 et I’
dans les faisceaux réfléchi et réfracté montre que, ~ représentant la
variation de phase 2 n d’une emergence à la suivante et ?"
le coefficient de réflexion donné par les formules de Fresnel, on a
pour
c’est-à-dire que l’on a deux systèmes de franges complémentaires.
On peut obtenir un troisième système, identique au système par
transmission, en supprimant artificiellement le premier rayon
réfléchi, qui introduit la variation de phase x, origine du caractère complémentaire des deux systèmes.
Le calcul de l’intensité en fonction de la phase ~ pour différentes
,
valeurs numériques de (5 montre qu’elle varie, au voisinage d’un mini-
mum de 1 ou d’un maximum de I’, d’autant plus rapidement que a
se rapproche plus de 1, d’où la nécessité, pour avoir des franges fines, d’employer les grandes incidences. La composition graphique
des amplitudes montre alors que, si deux ondes homogènes d’égale
intensité et en discordance complète abordent simultanément la lame, le système résultant montre par réflexion des minimums très déliés
noyés dans un éclairement général notable, et par transmission des maximums très fins s’enlevant sur un fond très peu éclairé ; c’est donc
ce mode d’observation qui sera le plus favorable. On gagne d’ail-
leurs en intensité en polarisant la lumière incidente dans le premier
azimut, où 7 possède une valeur plus grande que dans le second
528
_
(formules classiques de Fresnel). Le verre argenté donne un pouvoir
réflecteur moins grand que l’emploi de l’incidence rasante ; comme les franges d’Herschel ne sont pas utilisables à cause de la faible valeur qu’elles donnent pour 2nd cos ~°, on est amené à se servir d’une lame de verre. Mais, sous l’incidence rasante, la réflexion du
premier rayon détermine une énorme perte de lumière, dont l’in- fluence est d’autant plus sensible que les maximums sont plus fins.
On remédie à cet inconvénient en recevant la lumière incidente sur la face hypoténuse d’un petit prisme rectangle collé sur la lame, ce qui supprime la première réflexion et rend identiques le faisceau réfléchi et le faisceau transmis. Comme ces apparences se produisent
à l’infini, on les observera commodément dans le plan focal d’une lentille.
FIG. 1.
L’appareil comprend donc (fly. 1) un collimateur C, un prisme P
pour disperser la lumière, un nicol N pour la polariser, une fente F
pour limiter une région du spectre, la lame L à faces parallèles
munie de son petit prisme p et disposée très obliquement sur le faisceau, enfin une lunette F réglée sur l’infini.
La nécessité d’employer une lame de dimensions finies modifie un
peu l’aspect des phénomènes, car le nombre des réflexions inté- rieures est faihle, et l’intensité résultante n’est pas celle que donne la somme de la série théorique, infinie ; on montre qu’il en résulte
un élargissement des maximums, un abaissement de l’intensité, et la
formation de maximums de second ordre, montrant l’analogie de ces
interférences avec les phénomènes de diffraction; mais, tant que le
nombre des rayons interférents n’est pas trop faible, ces maximums
secondaires restent imperceptibles, et l’on n’a à souffrir que la dimi- nution de l’intensité et l’élargissement des maximums.
On a employé trois plaques parfaitement travaillées, de
529
Ocm,5 et 1 centimètre d’épaisseur, sur 12, 14 et 20 centimètres de
longueur, donnant des différeneps de marche de 20000 et 40000 )B
environ ; comme on pouvait apprécier le dixième d’intervalle de
franges, l’appareil permettait de séparer des radiations homogènes
différant de 1 ou de 1 de la distance des deux raies D.
200 400
’ ’L’arc au mercure donne des résultats très nets ; toutes les lignes
examinées sont multiples, de structure plus complexe qu’on ne ’ie croyait ; et, d’après les auteurs, l’intensité des satellites est quelque-
fois assez grande pour qu’il y ait lieu d’hésiter sur la fixation de la raie principale. Ainsi :
L’observation est rendue difficile pour les autres métaux par
l’élargissement des raies dans l’étincelle. On n"a eu de résultats certains qu’avec un tube de Geissler à vapeur de cadmium ; les inter- férences sont moins nettes qu’avec le mercure, les maximums plus larges, l’intensité est moins grande. Cependant la raie 180 p.!). montre nettement trois satellites, la raie 508 pp en montre deux, et la ligne
rouge 644 pop. en montre trois, dont la différence de longueur d’onde
est de l’ordre due 100000 de la longueur d’onde de la raie principale,
ce qui donne raison à l’hypothèse émise par les autenrs ~~’ ~, que l’ano- malie du phénomène de Zeeman (que présente cette raie) peut être liée à la complexité de la radiation.
Il est difficile d’admettre dès lors que la valeur donnée par
Michelson, An - 643,84722 représente une longueur d’onde iso- lable, exactement mesurable jusqu’au dernier chiffre donné ; ce
nombre définit sans doute u~a certain centre de d’un complexe
d’au moins quatre lignes, centre de gravité qui doit dépendre de
l’ordre des interférences employées ; avec les spectres d’ordre élevé
(1~ d. Il. cl. Wisseiiscli. zzi p. 1902.
530
que donnent les interférences, il peut y avoir superposition des sys-
tèmes de franges de différents ordres dus à des satellites très voisins,
ce qui n’est pas possible avec un fin réseau de Rowland à grand
nombre de traits et des spectres d’ordre peu élevé. Il se pourrait
alors que les écarts entre les nombres de Rowland et ceux de Fabry
et Pérot eussent simplement pour origine la différence des méthodes.
employées, et non point l’imperfection des appareils de Rowland.
P. LUGOL.
RUNGE et PRECHT. - Ueber das Bunsentlammenspektrum des Radium (Spectre-
du radium dans la flamme du bec de Bunsen). - P. 65-G.
Les auteurs ont mesuré 30 raies ou bandes dont les plus intenses.
ont, pour longueurs d’onde exprimées en pp :
V. RALPH SMiTH-MINOR. 2013 Dispersion eniger lB1:etalle, besonders für ultra- violette Strahlung (Dispersion de quelques métaux, spécialement pour les ra--
diations ultra-violettes).
-P. 581-622.
Les constantes optiques de l’acier, du cobalt, du cuivre galva- nique et de l’argent ont été déduites, au moyen d’un calcul indiqué
par Drude (1), de l’analyse de la lumière réfléchie par une plaque polie,
sans rayures, frappée sous une incidence m voisine de l’angle de pola--
risation maximum (incidence principale) par un faisceau de lumière
parallèle polarisée dans l’azimut 45°. La détermination de l’azimut de polarisation rétablie ~ et de la différence de phase à des deux composantes (que l’on suppose varier de 0 à x quand l’incidence
croît) permet de calculer l’incidence principale l’azimut de pola-
risation rétablie ~, l’indice n, le coefficient d’absorption c, le coeffi-
cient d’extinction ne, le pouvoir réflecteur J sous l’incidence nor--
male.
La méthode d’analyse de la lumière, généralisation de la méthode
photographique de Cornu, a été donnée par Voigt (2).
(1) DRUDE, Wied. Ann., t. XXXIX, p. 512; ’1890 ; et LXIX, p. 161 ; 1898 ;
-J. de Phys.., 2° série, t. X, p. 537 ; 1891 ; et 3° série, t. VII, p. 350; 1898.
(2) C. R., t. CVIII, p. 917 et 1211 ; 1889 ;
-VOIGT, t. Il,.
p. 303 ; 1901.
531 Si l’on place normalement à un faisceau polarisé rectilignement
une plaque de quartz D perpendiculaire à l’axe, formée de deux
prismes opposés de même angle et de rotations contraires, le plan
de polarisation éprouve de part et d’autre du centre, dans une sec- tion principale des prismes, deux rotations symétriques ; si l’on dis- pose une pareille plaque entre un compensateur de Babinet V’ et un
analyseur A, de telle sorte que les franges soient parallèles à la sec-
tion principale des prismes D, on aura le long d’une frange de la
lumière polarisée dans un azimut constamment variable. Le champ
de vision comprendra donc, au lieu de franges régulièrement espa-
cées, un système de séries équidistantes de taches noires, corres-
pondant aux points où la rotation déterminée par D est égale à Kc ; à
ce système s’en ajoute un autre correspondant aux maximums d’inten-
sité du compensateur et à iine rotation (2K -F 1 ) £ ; le nombre des
points dans chaque série dépendra de l’épaisseur de D. Si l’on vient à changer l’état de polarisation de la lumière incidente, la différence
de phase introduite déplacera tout le système des séries de points,
et la variation d’amplitude des composantes (dont l’une était nulle dans le cas de la polarisation rectiligne), changeant l’azimut de po-
larisation, déplacera les points sur les droites de polarisation recti- ligne ; la mesure des déplacements par rapport à un repère fixe fera
connaître de suite les modifications introduites.
Le calcul de l’effet produit sur une vibration elliptique dont les composantes sont a et b montre, que si l’on appelle ljj la différence
de phase initiale, 0 celle qu’introduit V, 6 la rotation due à D, j5 l’angle de la section principale de l’analyseur avec la direction de la composante a, et si l’on pose b - tang x, les minimums sont donnés,
a In
par rapport à un système de coordonnées rectangulaires ô, 6, par:
Un changement dans l’état de polarisation de la lumière incidente n’atteint due « et °0; on pourra donc le déterminer complètement
par la mesure des variations des a et des 0; cette mesure se fera
commodément en projetant sur une plaque photographique l’image
d’un réticule placé entre V et D, dont un fil est orienté parallèlement
532
aux franges de V, et en comparant, au moyen de la machine à divi- ser, les clichés obtenus : i 0 quand le système V + D -~- A reçoit di-
rectement la lumière rectiligne; 2° quand il reçoit la lumière réflé- chie. Une rotation de l’analyseur déplace les fils 0 dans le même
sens pour les deux systèmes.
La disposition inverse, D + V + A, donnerait:
Une rotation de l’analyseur déplace les fils 0 en sens contraire pour les deux systèmes.
Si la lumière incidente est circulaire, la plaque D n’intervient pas.
On n’a plus qu’un seul système de minimums, définis par
La disposition V + D g- A est la plus favorable aux expériences
de réflexion métallique, car elle permet d’opérer j usqu’à --~- ~° de l’angle de polarisation. La seconde serait préférable pour les obser- vations sur des milieux transparents.
Dans le spectre visible, en peut utiliser la méthode pour l’observa- tion directe ; le rapport des amplitudes pourrait être obtenu avec
quelque exactitude en tournant le polariseur jusqu’à ce que l’on eût rétabli les points d’intensité nulle dans leur position initiale. La pho- tographie donne une exactitude bien supérieure.
Dans les expériences de l’auteur, la lumière homogène était four-
nie par une fente placée dans le plan focal de la lunette d’un spectro-
mètre dont l’oculaire avait été enlevé ; tout l’appareil optique du spectromètre était en quartz; les nicols étaient à lame d’air pour éviter l’absorption des radiations ultra-violettes par le baume ; les prismes D étaient unis par de la glycérine. Une division du tambour
de la machine à diviser correspondait à 1, 25 p.; la position des points
dans les conditions les palus défavorables était évaluée, en moyenne, à 5 divisions près ; l’auteur estime l’exactitude de ses nombres à
’
