Page:Journal de Physique et le Radium - 1953 - vol. 14 (extrait Sur un électromètre monofilaire de grande sensibilité).djvu/2

Cette page n’a pas encore été corrigée

fonctionnement subsistent, qu'il peut être utile de corriger tout en améliorant également la sensibilité ; celle-ci, déjà assez élevée, de l'ordre de 5.10^(-14) Cb, n'est cependant pas comparable à celle de l'électromètre Hoffmann.


2. En tenant compte des remarques précédentes, nous avons construit un modèle monofilaire qui permet d'obtenir une amélioration assez notable sur les précédents, notamment dans la sensibilité.

Les modifications effectuées sont les suivantes :


  • 1) Le volume d'air adopté pour la cage est intermédiaire entre celui du modèle Wulf dans lequel un trop grand nombre d'ions risque de perturber la stabilité du zéro, et celui du Pohl dont la réduction excessive entraîne un accroissement nuisible de la capacité ;


  • 2) Dans tous ces appareils à couteaux, le déplacement du fil n'est linéaire que dans la partie centrale, c'est pourquoi on les utilise de préférence en méthode de zéro : ceci nous a conduits à introduire, comme dans le modèle Hoffmann, un anneau d'influence qui permet une compensation facile et bien définie ;


  • 3) Dans certains des appareils existants, les lignes de force, à cause de la présence de l'objectif du viseur, sont dissymétriques par rapport au plan des couteaux et le fil se trouve parfois entraîné hors de ce plan. Pour remédier à cet inconvénient qui oblige à corriger de temps à autre la mise au point, nous avons ajouté, symétriquement au viseur, un tube métallique fixé dans la partie postérieure de la cage et qui rétablit la symétrie des lignes de force ;


  • 4) En ce qui concerne la tension mécanique du fil, dont dépend étroitement la sensibilité, il nous a paru indispensable de réaliser une finesse de réglage bien supérieure à celle des modèles courants, et d'ajouter un système de blocage plus maniable qui assure la fixité de ce réglage : en conséquence, nous avons introduit une vis de pas beaucoup plus petit munie d'un tambour gradué et d'un vernier, qui permettent des déplacements de 1/10ème à 1/100ème de millimètre suivant la graduation du tambour ; ce système est solidaire de la paroi inférieure, d'où une grande simplicité de démontage pour les vérifications éventuelles ;


  • 5) Une autre condition essentielle de sensibilité maximum est que le fil de suspension ait une masse aussi faible que possible ; mais l'étirage de fils à la Wollaston de très faible diamètre est très délicat en raison du défaut d'homogénéité, d'où risque de rupture qui en rend la manipulation très minutieuse : c'est ce qui explique que l'on n'ait pas réussi, pendant longtemps, à utiliser des diamètres inférieurs à 1,5 microns. Or l'industrie produit maintenant des fils de 1 micron enrobés dans une gaine d'argent de 50 microns ; il nous a paru intéressant d'en profiter pour améliorer la sensibilité de notre appareil.


3. Pour pouvoir utiliser un fil de ce diamètre, nous avons mis au point la technique de préparation suivante : on prend un fil de longueur un peu supérieure à celle des couteaux, c'est-à-dire d'environ 7 cm, que l'on soude par une de ses extrémités au bout de la tige supérieure de l'équipage ; on replie l'autre extrémité sur une longueur de 2 à 3 mm, on le soude à lui-même et l'on enrobe le petit crochet ainsi formé d'une pellicule de piscéine qui permet d'introduire le fil dans une solution nitrique à 50 pour 100 sans que cette partie soit attaquée ; la soudure alourdit le fil juste assez pour que, l'argent une fois dissous, il reste verticalement dans le liquide sans risquer, par flottement, de se coller à lui-même ou à la paroi. La difficulté principale de l'opération consiste à régler la quantité de soudure et la forme de la goutte de piscéine de manière à éviter la rupture du fil, extrêmement fragile, soit dans le bain, soit au moment où on l'en retire. Le rinçage dans l'eau distillée et le recuit dans une très petite flamme se font à la manière habituelle[1].


4. L'ensemble des perfectionnements qui viennent d'être indiqués permet d'obtenir un progrès notable dans la sensibilité. Dans le graphique ci-dessous, on donne la sensibilité à la charge en fonction de la tension mécanique du fil, pour diverses positions des couteaux. En ordonnées, on a porté la charge qui fait dévier l'image du fil d'une division de l'échelle arbitraire d'un micromètre comportant 200 divisions. Une division du micromètre projetée sur une règle à 1 m de distance couvre 2,8 mm, ce qui correspondrait dans l'observation habituelle à l'aide d'un

  1. Ouang Te Tchao, Fils fins en silice et à la Wollaston, Techniques générales du laboratoire de physique (Jean Surugue), volume II, pages 107-118.