Compte Rendu des Séances de L’Académie des Sciences
T. CXXVI
Nº. 8
Pag. 589, 590, 591, 592
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PHYSIQUE. - Sur la prépondérance de l'action mécanique des courants deconvection, dans les enregistrements de figures d'efluves sur plaques voilées soumises à l'action de pôles thermiques dans les bains révélateurs. Note de M. A. Guébhard, présentée par M. Lippmann.
« Frappé, dès les premières observations de pseudo-induction thermiqueque j'ai eu l'honneur de signaler a l'Académie (1) ([i]), de ce fait que l'actiondu liquide révélateur mis en mouvement sous l'influence de pôles thermiques appliqués sur la face verre, seule émergente, d'une plaque supérieure, produisait, sur d'autres plaques parallèles, des tachcs polaires secondaires, dont la coulcur, tantôt noire, tantôt blanche, était absolument indépendante de la température propre des molécules, et uniquement dépendante du sens dans lequel avait lieu l'attaque de la surface sensible par les filets de flux liquide, j'ai tenu à m'édifier par de nouvelles expériences sur le rôle, en ceci, des courants de convection, au point de vue, soit de la véhiculation de la chaleur par les molécules, soit de la véhiculation des molécules par la chaleur.
« Dans une première série, faisant agir les pôles non plus de haut en bas, mais de bas en haut, soit directement sur une plaque inférieure, formant le fond d'une cuve spécialement construite, soit médiatement, en posant simplement, sur le groupe des cylindres à eau chaude ou glacée, des cuvettes de verre, de porcelaine ou de carton noir (1) ([ii]) contenant les piles de deux à quatre glaces parallèles, espacées de 3mm à 5mm , j'ai constaté que, sur la plaque inférieure, ce n'était plus du tout une tache noire qui correspondait au pôle chaud et une tache blanche au pôle froid, mais absolument l'inverse; preuve évidente (comme avec la même plaque, soumise, par en haut, à distance, à l'action des mêmes pôles) que ce n'est point la température elle-même qui provoque ou retarde le noircissement du gélatinobromure, mais le sens positif ou négatif de la pression exercée sur celui-ci sous la double influence de la température et de la gravité.
« Aussi n'y-a-t-il pas lieu de s'étonner de la constance avec laquelle se vérifie, pour les plaques horizontales disposées face à face, la loi des inversions polaires et celle de la correspondance, au contraire, pour les plaques de même sens. Afin d'éviter dans ces constatations les erreurs pouvant résulter de l'emploi de plaques adossées par la face verre, j'ai fait faire par MM. Graffe et Jougla des plaques sensibilisées sur les deux faces. En les observant avant fixage, ou pelliculant ensuite une des faces (2) ([iii]), on trouve toujours, dos à dos, des taches inverses, correspondant évidemment à des conditions thermiques identiques, mais à des sens inverses de la convection par rapport à la gélatine.
« Il devait être intéressant de rechercher ce qui se passerait pour les positions verticales ou inclinées des couples de plaques opposées. Mais, d'une part les cuvettes verticales commerciales en verre monté se prêtent mal, à cause de leur convexité, à l'application de pôles thermiques, même si l'on remplace la fermeture rigide des récipients cylindriques par une membrane, souple tendue à la manière d'un osmométre; et, d'autre part, les cuvettes ordinaires, diversement inclinées, ne s'accommodent que d'un petit nombre de combinaisons des plaques, en Z, ou en V ou W couchés. Aussi ai-je recouru à la construction, au moyen d'étriers en bois, feuille de liège ou plaque de gutta avec joints de caoutchouc, et pinces de serrage, de cuves 9 x 13 à faces parallèles suivant le type imaginé par M. Lippmann pour la photographie des couleurs, et dès que j’eus renoncé au rnodèlc de 2cm, beaucoup trop épais, pour le modèle de 3mm seulemcnt, facile à doubler en cuve à compartiments multiples, je pus étudier facilement, pour toutes les inclinaisons possibles, de 0º à 90º, l'action, par en haut ou par en bas, des pôles thermiques sur les plaques parallèles.
« Il serait oiseux d'entrer dans la description de la trés grande variété de figures, souvent très régulières, qu'il m'a été donné d'observer sur 163 clichés, presque tous 9 x 13, au cours de 81 expériences enregistrées. Mais, dans toutes, et alors même qu'il n'y avait plus, à proprement parler, de taches polaires, mais de simples centres d'irradiation de lignes de flux claires et foncées, on constate toujours:
« 1º Que les plages noires correspondent, indépendamment de la température, aux places où le mouvement circulatoire du liquide tend à appliquer les molécules contre la gélatine, et les plages blanches aux endroits où le mouvement tend à les en détacher, au point que, souvent, on voit une ligne de flux noire se terminer par un dégradé effilé qui, sur le cliché sec, donne l'illusion visuelle d'un relief, faisant sortir l'extrémité de la ligne de la gélatine, à l'endroit même, sans doute, où le filet liquide s'en éloignait ;
« 2º Que, sur des plaques en regard, la loi d'inversion se manifeste dans toutes lcs positions, conformément à cette règle générale que, sur les extrémités opposées d'une même verticale, il y a toujours des teintes contraires;
» 3º Que si l'on veut, dès lors, attacher des signes contraires aux teintes noires ou blanches des taches polaires, leur détermination dépendra uniquement, comme pour une plaque de métal dans un champ magnétique, du sens du recoupement des lignes de force par la plaque.
« La preuve expérimentale est donc faite: la chaleur qui, clans ces expériences, semblait, de prime abord, être le facteur principal, n'a pas d'autre rôle que celui de force motrice, et la pesanteur, ainsi que je l'avais tôt soupçonné, a la plus grande part aux curieux simulacres d'induction therrnique que j'avais signalés. Si les figures observées, dans le cas où le mouvcment est confiné entre deux plans parallèles rapprochés, sont bien conformes à celles des écoulements soit thermiques, soit électriques, cela tient à l'identité de la formule potentielle qui régit tous ces écoulements stationnaires deux dimensions. Mais toute autre cause motrice que la chaleur, capable de créer cl de maintenir en des points déterminés des différences de potentiel hydrodynamique, devra produire identiquement les mêmes effets: c'est ce que je démontrerai expérimentalement dans une prochaine Communication. «
([i]) (1) Comptes rendus, t. CXXV, p. 814; 15 novembre 1897;
([ii]) (1) Notons, en passant (mais sans altacher aucun sens extraordinaire à un phénomène aussi facile à prévoir qu'à expliquer), qu'il s'agit ici d'une véritable action photographique à travers corps opaques, action qui, sans l'intermédiaire d'aucune espèce de radiation, par le simple transfert de vibrations thermiques à travers l'épaisseur de la cuvette, puis de la glace et de la gélatine elle-même, va produire, sur les mouvements du liquide sus-jacent, une modification capable de reproduire à son tour, sur le gélatinobromure, la silhouette, par exemple, d'un corps, ou très conducteur, ou très peu, interposé entre la source de chaleur et la plaque.
([iii]) (2) Opération des plus faciles une fois qu'on s'est habitué à disposer une plaque sur des supports appropriés (perles de verre ou punaises à dessin la pointe en l'air) de manière que l'une des faces, seule, soit en contact avec le liquide.
PHYSIQUE. - Sur la prépondérance de l'action mécanique des courants deconvection, dans les enregistrements de figures d'efluves sur plaques voilées soumises à l'action de pôles thermiques dans les bains révélateurs. Note de M. A. Guébhard, présentée par M. Lippmann.
« Frappé, dès les premières observations de pseudo-induction thermiqueque j'ai eu l'honneur de signaler a l'Académie (1) ([i]), de ce fait que l'actiondu liquide révélateur mis en mouvement sous l'influence de pôles thermiques appliqués sur la face verre, seule émergente, d'une plaque supérieure, produisait, sur d'autres plaques parallèles, des tachcs polaires secondaires, dont la coulcur, tantôt noire, tantôt blanche, était absolument indépendante de la température propre des molécules, et uniquement dépendante du sens dans lequel avait lieu l'attaque de la surface sensible par les filets de flux liquide, j'ai tenu à m'édifier par de nouvelles expériences sur le rôle, en ceci, des courants de convection, au point de vue, soit de la véhiculation de la chaleur par les molécules, soit de la véhiculation des molécules par la chaleur.
« Dans une première série, faisant agir les pôles non plus de haut en bas, mais de bas en haut, soit directement sur une plaque inférieure, formant le fond d'une cuve spécialement construite, soit médiatement, en posant simplement, sur le groupe des cylindres à eau chaude ou glacée, des cuvettes de verre, de porcelaine ou de carton noir (1) ([ii]) contenant les piles de deux à quatre glaces parallèles, espacées de 3mm à 5mm , j'ai constaté que, sur la plaque inférieure, ce n'était plus du tout une tache noire qui correspondait au pôle chaud et une tache blanche au pôle froid, mais absolument l'inverse; preuve évidente (comme avec la même plaque, soumise, par en haut, à distance, à l'action des mêmes pôles) que ce n'est point la température elle-même qui provoque ou retarde le noircissement du gélatinobromure, mais le sens positif ou négatif de la pression exercée sur celui-ci sous la double influence de la température et de la gravité.
« Aussi n'y-a-t-il pas lieu de s'étonner de la constance avec laquelle se vérifie, pour les plaques horizontales disposées face à face, la loi des inversions polaires et celle de la correspondance, au contraire, pour les plaques de même sens. Afin d'éviter dans ces constatations les erreurs pouvant résulter de l'emploi de plaques adossées par la face verre, j'ai fait faire par MM. Graffe et Jougla des plaques sensibilisées sur les deux faces. En les observant avant fixage, ou pelliculant ensuite une des faces (2) ([iii]), on trouve toujours, dos à dos, des taches inverses, correspondant évidemment à des conditions thermiques identiques, mais à des sens inverses de la convection par rapport à la gélatine.
« Il devait être intéressant de rechercher ce qui se passerait pour les positions verticales ou inclinées des couples de plaques opposées. Mais, d'une part les cuvettes verticales commerciales en verre monté se prêtent mal, à cause de leur convexité, à l'application de pôles thermiques, même si l'on remplace la fermeture rigide des récipients cylindriques par une membrane, souple tendue à la manière d'un osmométre; et, d'autre part, les cuvettes ordinaires, diversement inclinées, ne s'accommodent que d'un petit nombre de combinaisons des plaques, en Z, ou en V ou W couchés. Aussi ai-je recouru à la construction, au moyen d'étriers en bois, feuille de liège ou plaque de gutta avec joints de caoutchouc, et pinces de serrage, de cuves 9 x 13 à faces parallèles suivant le type imaginé par M. Lippmann pour la photographie des couleurs, et dès que j’eus renoncé au rnodèlc de 2cm, beaucoup trop épais, pour le modèle de 3mm seulemcnt, facile à doubler en cuve à compartiments multiples, je pus étudier facilement, pour toutes les inclinaisons possibles, de 0º à 90º, l'action, par en haut ou par en bas, des pôles thermiques sur les plaques parallèles.
« Il serait oiseux d'entrer dans la description de la trés grande variété de figures, souvent très régulières, qu'il m'a été donné d'observer sur 163 clichés, presque tous 9 x 13, au cours de 81 expériences enregistrées. Mais, dans toutes, et alors même qu'il n'y avait plus, à proprement parler, de taches polaires, mais de simples centres d'irradiation de lignes de flux claires et foncées, on constate toujours:
« 1º Que les plages noires correspondent, indépendamment de la température, aux places où le mouvement circulatoire du liquide tend à appliquer les molécules contre la gélatine, et les plages blanches aux endroits où le mouvement tend à les en détacher, au point que, souvent, on voit une ligne de flux noire se terminer par un dégradé effilé qui, sur le cliché sec, donne l'illusion visuelle d'un relief, faisant sortir l'extrémité de la ligne de la gélatine, à l'endroit même, sans doute, où le filet liquide s'en éloignait ;
« 2º Que, sur des plaques en regard, la loi d'inversion se manifeste dans toutes lcs positions, conformément à cette règle générale que, sur les extrémités opposées d'une même verticale, il y a toujours des teintes contraires;
» 3º Que si l'on veut, dès lors, attacher des signes contraires aux teintes noires ou blanches des taches polaires, leur détermination dépendra uniquement, comme pour une plaque de métal dans un champ magnétique, du sens du recoupement des lignes de force par la plaque.
« La preuve expérimentale est donc faite: la chaleur qui, clans ces expériences, semblait, de prime abord, être le facteur principal, n'a pas d'autre rôle que celui de force motrice, et la pesanteur, ainsi que je l'avais tôt soupçonné, a la plus grande part aux curieux simulacres d'induction therrnique que j'avais signalés. Si les figures observées, dans le cas où le mouvcment est confiné entre deux plans parallèles rapprochés, sont bien conformes à celles des écoulements soit thermiques, soit électriques, cela tient à l'identité de la formule potentielle qui régit tous ces écoulements stationnaires deux dimensions. Mais toute autre cause motrice que la chaleur, capable de créer cl de maintenir en des points déterminés des différences de potentiel hydrodynamique, devra produire identiquement les mêmes effets: c'est ce que je démontrerai expérimentalement dans une prochaine Communication. «
([i]) (1) Comptes rendus, t. CXXV, p. 814; 15 novembre 1897;
([ii]) (1) Notons, en passant (mais sans altacher aucun sens extraordinaire à un phénomène aussi facile à prévoir qu'à expliquer), qu'il s'agit ici d'une véritable action photographique à travers corps opaques, action qui, sans l'intermédiaire d'aucune espèce de radiation, par le simple transfert de vibrations thermiques à travers l'épaisseur de la cuvette, puis de la glace et de la gélatine elle-même, va produire, sur les mouvements du liquide sus-jacent, une modification capable de reproduire à son tour, sur le gélatinobromure, la silhouette, par exemple, d'un corps, ou très conducteur, ou très peu, interposé entre la source de chaleur et la plaque.
([iii]) (2) Opération des plus faciles une fois qu'on s'est habitué à disposer une plaque sur des supports appropriés (perles de verre ou punaises à dessin la pointe en l'air) de manière que l'une des faces, seule, soit en contact avec le liquide.
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