se portant d'une extrémité des circuits à l'autre, s'accumulerait aux pôles, se condenserait par suite et se raréfierait, comme le fait l'air dans les vibrations sonores, et elle engendrerait des vibrations longitudinales. << Mais Maxwell n'admet que des courants fermės; » cette accumulation est dès lors impossible et l'élec» tricité se comporte comme l'éther incompressible de » Fresnel; ses vibrations sont transversales » (1); il démontre de plus que, dans un milieu isotrope, la densité reste constante, et il en déduit que le déplacement est perpendiculaire au plan de polarisation, comme le suppose la théorie de Fresnel.

Maxwell retrouvait de la sorte tous les éléments du mécanisme des ondes lumineuses; c'était un triomphe, un premier triomphe; mais il fallait autre chose pour arracher aux physiciens « séduits plutôt que convaincus », un assentiment complet; ces vues de l'esprit avaient besoin d'une confirmation expérimentale. La relation K n2, trouvée exacte pour les gaz et quelques liquides, ne se vérifiait ni pour l'eau, ni pour le verre, ni pour beaucoup de solides (2). La thèse de Maxwell attendait donc toujours son expérience cruciale; il fallut l'attendre vingt ans. Ce fut l'oeuvre de Hertz.

Celui-ci a raconté, en 1889, aux naturalistes et médecins allemands, réunis en congrès à Heidelberg, comment il fut amené à entreprendre les travaux qu'il a eu le rare bonheur de mener rapidement à bonne fin et qui ont immortalisé son nom (3).

(1) Cf. H. Poincaré, La théorie de Maxwell, p. 18; Electricité et Optique, p. 170.

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(2) Lorsque Maxwell formulait la loi K n2, il ne connaissait que le pouvoir de la paraffine K = 1,97, dont la racine carrée est 1,405: or, n = 1,422; l'écart était notable, mais ces chiffres se rapportaient à deux états différents. On s'accorde aujourd'hui à admettre que la relation serait vérifiée si l'on comparait les résultats obtenus dans des conditions identiques, et si l'on opérait sur des isolants parfaits avec des ondes de longue période.

(3) La conférence de Hertz avait pour titre : L'Identité de la lumière et de l'électricité; elle a été traduite et publiée par la REVUE SCIENTIFIQUE, dans le numéro du 26 octobre 1889.

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REVUE DES QUESTIONS SCIENTIFIQUES

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Pas plus que Faraday, Maxwell n'avait réussi à démontrer, par une expérience indiscutable, que la propagation des forces à travers le diélectrique exige réellement un temps déterminé tous les essais effectués dans ce but avaient échoué. De quoi s'agissait-il en somme? De décharger une bouteille de Leyde et d'observer s'il y avait un retard dans l'oscillation d'un électroscope voisin. Comme celui-ci ne pouvait guère être éloigné de la bouteille que d'une dizaine de mètres, il fallait apprécier un intervalle de temps de l'ordre des millionièmes de seconde. C'était assurément une opération délicate, mais Foucault en était venu à bout, puisqu'il avait mesuré en chambre la vitesse de la lumière. Malheureusement, en électricité, la difficulté la plus grande ne consistait pas dans l'appréciation d'un intervalle de temps excessivement court; elle résidait surtout en ce que l'on ne possédait pas de repère assez bref et assez précis pour marquer le moment initial et final du phénomène de propagation. Lorsque nous voulons, disait Hertz, prendre une longueur jusqu'au dixième de millimètre, nous n'en » marquons pas le commencement par un gros trait à » la craie; si nous voulions déterminer un temps au » millième de seconde près, il serait absurde d'en » marquer le début par le son d'une grosse cloche ». Le fruit des longues réflexions du jeune savant (il avait alors 24 ans) fut qu'il fallait renoncer à résoudre le problème directement au lieu d'aborder l'obstacle de front, il le tourna, conformément aux préceptes de la stratégie.

De célèbres expériences de Feddersen, dont lord Kelvin avait donné la théorie, lui servirent de point de départ.

Un condensateur, qui se décharge à travers un conducteur ayant une capacité C et une self L, ne le fait pas d'un coup et en un seul temps, mais d'une façon

alternante, ce qui veut dire qu'il se produit une série d'étincelles discontinues, jaillissant d'une électrode A à une électrode B, puis de B en A, et ainsi de suite. On le constate en glissant rapidement une carte entre les deux électrodes; elle présente une série de petits. trous, percés alternativement de la face avant à la face arrière du carton et réciproquement. On dit que la décharge est oscillante. Il se produit un va-et-vient entre les armatures pendant que s'effectue la décharge, et ce va-et-vient est analogue au mouvement d'un diapason, mis en vibration. La durée de la période est calculable; sa valeur T est proportionnelle à la racine carrée du produit de la capacité par la self (1). Feddersen avait réalisé des périodes de l'ordre du millionième de seconde. Hertz perfectionna le dispositif en intercalant des plaques métalliques dans le circuit et en terminant les conducteurs par des boules, bien polies et de distance réglable à volonté ; la coupure ainsi opérée partageait l'appareil en deux moitiés symétriques qui étaient reliées respectivement aux bornes d'une bobine de Ruhmkorff. Par ce procédé, l'étincelle conservait une valeur constante de sa période, et celle-ci pouvait être abaissée à l'ordre du billionième de seconde. Nous venons de décrire ce qu'on a appelé l'excitateur de Hertz; c'était un centre de vibrations électriques, qui se propageaient dans le diélectrique ambiant de ce centre partaient des courants de déplacement et des effets d'induction.

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Comment a-t-on pu mettre ces effets en évidence? Hertz se servit, comme appareil d'investigation, d'un cerceau de métal, constituant un circuit ouvert en un point il faisait varier la grandeur de la coupure par

(1) La formule exacte est T = 2π VCL; il est nécessaire que la résistance R du circuit parcouru par le courant de décharge soit plus petite que 4L sinon la décharge serait continue.

l'emploi d'une vis micrométrique, dont se trouvait munie une des extrémités du conducteur formant le cerceau. Dans son idée, empruntée à l'acoustique, c'était un résonateur. Quand un diapason vibre, ses vibrations se transmettent à l'air ambiant, et si un autre diapason d'accord avec le premier est amené dans le champ sonore, il entre à son tour en vibration. De même, l'excitateur développe une perturbation dans le champ électrique créé par lui et fait vibrer l'appareil voisin, si la période est la même (1). Il joue donc bien le rôle de résonateur.

<< La solution du problème se présentait dès lors d'elle-même », s'écriait Hertz dans sa conférence. En effet, présentant le cerceau-résonateur à l'excitateur à deux mètres, à quatre mètres, voire même à vingt mètres et plus, à travers cloisons et murs en maçonnerie, on vit, dans l'obscurité, jaillir dans l'intervalle micrométrique une minuscule étincelle; elle dénotait par sa présence la propagation d'une action électrique depuis l'excitateur, qui la produit, jusqu'au détecteur qui la révèle à l'observateur. La géniale découverte était faite et Hertz pouvait entonner un triomphal

ευρηκα.

Il devenait pour lors possible, il était même aisé de mesurer la vitesse de propagation de l'onde en empruntant à l'acoustique et à l'optique la méthode des ondes stationnaires (2). Elle est classique et n'exigera de nous qu'un rappel sommaire. Suivons dans sa progression une de nos perturbations périodiques, se propageant le

(1) Il faut pour cela que la valeur de 2n VCL pour le résonateur soit ellemême celle de l'excitateur.

(2) La considération de ces ondes est due au colonel du génie Savart, qui fit ses premières expériences dans les fossés des fortifications de Strasbourg, en se servant d'un pendule acoustique très sensible aux vibrations de l'air. Wiener a observé les ondes stationnaires produites par des ondes lumineuses dans des couches de bromure d'argent, à grain suffisamment petit, relativement à la longueur de l'onde.

long d'un fil ou le long d'un axe quelconque de longueur finie; arrivée à son extrémité, qui lui barre le chemin, elle se réfléchit et revient en arrière, en croisant celles qui continuent de venir d'amont; elle se compose et interfère avec elles. En certains points les perturbations d'aller et retour sont de même phase et elles s'ajoutent; c'est qu'alors les courants alternatifs, dus aux deux perturbations, sont tous deux positifs ou négatifs en même temps; elles se retranchent, là où elles présentent des phases contraires, c'est-à-dire lorsque les courants de l'une sont positifs au moment où ceux qui sont dus à l'autre sont négatifs.

Or, il est aisé de démontrer que pour les perturbations directe et réfléchie qui s'ajoutent, parce qu'elles sont de même phase, la différence de marche est d'un nombre entier de longueurs d'onde (1): en ces points, l'action est maximum, et il se produit ce qu'on appelle un ventre. Au contraire, on constate l'existence d'un noeud, c'est-à-dire d'un point d'action nulle, quand la différence de marche est d'un nombre entier de demilongueurs d'onde. Ventres et noeuds sont fixes, dans l'espace, d'où le nom d'ondes stationnaires; de ventre. à ventre et de noeud à noeud, on mesure une demilongueur d'onde. De la distance de deux noeuds consécutifs, on déduit par conséquent la valeur du produit VT et finalement celle de V, si l'on peut calculer &

celle de T.

Or, l'existence d'un nœud était révélée à Hertz par

(1) On s'en rend compte également bien par la formule w= a sin (2,+ d)

T

ou bien par le tracé des sinusoïdes correspondantes; mais il faut tenir compte de ce que la réflexion se produit avec changement de signe contre un obstacle solide, tel que l'extrémité fermée d'un tuyau, un mur, ou encore le bout d'un fil; d d étant la différence de marche et à la longueur d'onde,

d

d

λ VT'

c'est-à-dire le chemin parcouru dans le temps T.

III SÉRIE. T. XXIX.

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