Absorption de l énergie électrique par un milieu diélectrique

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1 Absorption de l énergie électrique par un milieu diélectrique F. Beaulard, L. Maury To cite this version: F. Beaulard, L. Maury. Absorption de l énergie électrique par un milieu diélectrique. J. Phys. Theor. Appl., 1910, 9 (1), pp < /jphystap: >. <jpa > HAL Id: jpa Submitted on 1 Jan 1910 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published 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.

2 Je crois impossible qu un esprit dégagé de préventions n éprouve pas une impression très forte en réfléchissant à l extraordinaire diversité des phénomènes qui convergent ainsi précisément vers le même nombre, alors que, 2~02~~~ chacune r~e~r, si l on n était guidé par la théorie moléculaire, on pourrait attendre n i~~2~orte quel jeu de valeurs comprises entre zéro et l infini. Il sera donc désormais difficile de défendre par des arguments raisonnables une attitude hostile aux hypothèses moléculaires. Ces hypothèses forceront l une après l autre toutes les convictions, et le temps est venu où on accordera au principe fondamental de l Atomistique autant de créance qu à ceux de l Énergétique. Je n ai d ailleurs jamais 39 vu la nécessité d opposer l une à l autre ces deux grandes disciplines, comme on a voulu quelquefois le faire, et je pense que leur union, bientôt définitive, consacrera leur double triomphe, et permettra de nouvelles conquêtes. ABSORPTION DE L ÉNERGIE ÉLECTRIQUE PAR UN MILIEU DIÉLECTRIQUE; Par MM. F. BEAULARD et L. MAURY. La mesure du pouvoir inducteur spécifique des substances diélectriques a été l objet de nombreux travaux. On a opéré en utilisant des longueurs d onde très différentes (les déterminations par les méthodes statiques peuvent être considérées comme correspondant à des longueurs d onde infiniment grandes). On a cherché à vérifier la loi de Maxwell : Les résultats ont été très différents suivant le mode opératoire ernployé ; il paraît certain que les expérimentateurs ont mesuré sous le nom de pouvoir indncteur spécifique des grandeurs d espèces différentes. D après Drude, il faut distinguerun indice virai et un indice apparent. L indice vrai est obtenu dans les mesures par les méthodes de propagation par fils ; l indice apparent dans les mesures par les méthodes de transmission directe à traversle milieu considéré. Dans le premier cas, le système de fils de concentration étant immergé dans l air, puis dans le diélectrique, on cherche la vitesse de propagation d une onde plane. On arrive au résultat en déterminant les Article published online by EDP Sciences and available at

3 40 longueurs d onde respectives ~ et À1 : -. alors : Les dispositifs imaginés sont nombreux. Presque tous, à quelque s modifications près, se ramènent au dispositif de Lecher. Les indices apparents sont mesurés lorsque le circuit de propagation, siège du mouvement oscillatoire, se termine par deux plateaux de condensateur comprenant entre eux le diélectrique. L onde plane qui se propage le long du fil, arrivée aux armatures.du condensateur, ferme le circuit à travers le diélectrique et donne naissance à un courant de déplacement, dans le cas d un diélectrique parfait, à la superposition d un courant de déplacement et d un courant de conduction, dans le cas d un diélectrique imparfait. Le pouvoir inducteur spécifique trouvé par ces méthodes est en général plus faible que celui qui résulte des méthodes de mesure des longueurs d onde. Une fraction de l énergie électrique mise en jeu dans l onde de propagation est arrêtée, en effet, par le milieu. Cette absorption peut avoir lieu par transformation en chaleur Joule dans le cas où le milieu présente une certaine conductibilité. Dans le cas où le courant de conduction ne peut prendre naissance (ce qui a lieu, si le diélectrique, placé entre les armatures du condensateur, est séparé de celles-ci par une lame d air), le diélectrique peut alors constituer une sorte d aiguille électrométrique dont la déviation sera liée au pouvoir inducteur spécifique. Dans ce cas, il y a absorption d énergie qui, comme l a montré l un de nous, ne peut être liée qu à un phénomène de résonance. On a de véritables bandes d absorption. Drude a trouvé que, dans bien des cas, l absorption est bien plus grande que ne le supposerait la conductibilité. Ainsi l alcool amylique absorbe les radiations de longueur d onde égale à 75 centimètres aussi fortement qu une solution saline dont la conductibilité serait fois plus grande. Si on appelle E le pouvoir inducteur trouvé par méthodes, on peut poser avec Drude : ces dernières

4 . s, pourvoir inducteur spécifique apparent; ~î 2 carré de l indice électrique ou pourvoir inducteur spécifique vrai ; z, constante liée à l absorption : l affaiblissement de l amplitude de -2~f la vibration étant donnée par une exponentielle e pour une épaisseur égale à et par suite e- 2,-~y pour une épaisseur du diélectrique égale à une longueur d onde. Les théories modernes de la dispersion amènentà cette conclusion que si les phénomènes d absorption sont liés à des phénomènes de résonance on devra trouver dans le voisinage des bandes d absorption une dispersion anomale. Drude part de la formule 41 Eo et Eh sont des constantes ; Eh correspond à la hmc molécule ; a~t, constante d amortissement correspondant à la hme molécule ; r,, période propre du mouvement considéré; T, période du mouvement incident ; ~~, indice d absorption défini par l énergie traversant une épaisseur 1B de diélectrique. d une onde incidente en identifiant

5 Z2), 42 On a remarqué que les corps faisant exception à la loi de Maxwell sont des corps contenant Foxhydride t~h. D autre part, à la suite de ses études sur les tensions superficielles Ramsay a été conduit à admettre que plusieurs molécules chimiques peuvent s associer pour former un groupement moléculaire de masse plus grande. Dans ce cas les molécules seraient réuniespar des liens suffisamment lâches, et les oscillations du système pourraient ètre suffisamment lentes pour atteindre la période des ondes électriques. Pour des oscillations de l ordre du mètre, les vibrations propres de la molécule pour- 2 ront donc être regardées comme suffisamment grandes pour que T2 soit négligeable: T 2 Si on émet l hypothèse d une seule bande d absorption, Pour les charges statiques T est grand, ~ négligeable. Alors et Pour les vibrations petites T est de l ordre des périodes d oscillation de la lumière, et pour les corps transparents pour la lumière: A est donc le carré de l indice optique. eoo est la valeur du pouvoir inducteur spécifique trouvé par la méthode statique pour des lon gueurs d onde très grandes. Drude a trouvé - que n2 (i diminue avec la longueur d onde. La dispersion ne saurait être qu anomale. Cependant l expérience a démontré que, dans certains cas, on peut avoir une faible dispersion normale.

6 Dans les méthodes de détermination par le condensateur, ce que l on détermine c est en summe le terme global s2== n2 (i- X2). Nous avons appliqué une méthode de ce genre à l étude des phénomènes d absorption présentés par des mélanges d eau et d alcool de richesse déterminée. C est celle décrite par l un de nous (1), dans laquelle un ellipsoïde en quartz contenant l e diélectrique considéré est placé dissymétriquement aux lignes de force d un condensateur relié aux extrémités des deux fils de concentration d un champ hertzien. La déviation de cet ellipsoïde compensée par un bifilaire permet de connaître le pouvoir inducteur spécifique apparent dans les conditions de l expérience. Les résultats sont contenus dans le tableau suivant : 43 Les courbes (fig. i) montrent les variations de e (constante diélectrique). Si l on prend pour n2 le nombre trouvé par les méthodes de grande longueur d onde, c est-à-dire les méthodes statiques, on trouve: Pour ces solutions limites, la dispersion est anomale. Les courbes qui représentent les variations de K présentent deux ( 1) BEAULARD, J. cle Phys., 4e série, L. Y, p. 16D; 1906.

7 44 maxima décalés les uns par rapport aux autres. Il semble que, pour certaines concentrations, e ait une valeur plus grande, dans le cas Fic,. 1. si on utilise une où on opère avec une longueur d onde faible, que longueur d onde plus élevée. Pour ces concentrations, la dispersion pourrait ètre normale. POMPE A MERCURE AUTOMATIQUE (1); Par M. P. KLEIN. C est presque un aphorisme de dire que- la machine pneumatique est devenue l un des instruments les plus indispensables du physicien. Cette considération nous a conduit à chercher la réalisation d une machine pneumatique entièrement en verre qui permit d obtenir rapidement les vides les plus élevés tout en satisfaisant aux conditions suivantes : fonctionnement entièrement automatique résultant de l emploi d une trompe à eau, absence de toute complication mécanique, ces complications rendant nécessairement les appareils onéreux, dimensions réduites. L appareil que nous avons réalisé est représenté dans son en- ( 1) Communication faite à la Société française de Physique : séance du 2 juillet 1909.