Henri Poincaré

“ Importance de l‘amortissement. — L’énergie accumulée dans l’excitateur se dissipe par le rayonnement ; l’amplitude des oscillations décroît donc rapidement : c’est ce qu’on appelle l’amortissement. Il est clair que, plus cet amortissement sera grand, plus courte sera la durée totale de l’ébranlement ; plus par conséquent l’ébranlement maximum sera grand pour une même quantité d’énergie accumulée. Or comme nous l’avons vu le cohéreur a d’autant plus de chance d’être impressionné que l’ébranlement maximum est plus fort ; l’ébranlement moyen n’importe pas. ”

“ Ensuite par la résistance des conducteurs, qui agit sur les oscillations électriques comme le frottement agirait sur un pendule, de sorte que, les conducteurs s’échauffant, une partie de l’énergie est transformée en chaleur, et définitivement perdue. C’est le petit espace où l’étincelle éclate qui est de beaucoup le plus résistant, de sorte que presque toute cette énergie perdue est employée à produire la lumière et la chaleur de l’étincelle. ”

“ De même, augmenter l’intensité des courants, c’est augmenter la force vive de l’éther ; et il faudra, pour le faire, fournir du travail et surmonter une résistance, qui n’est autre chose que l’inertie de l’éther, et que l’on appelle l’induction. La force vive sera plus grande si les courants sont de même sens et rapprochés ; le travail à fournir et la force contre—électromotrice d’induction seront donc plus grands. C’est ce que l’on exprime, dans le langage ordinaire, en disant que l’induction mutuelle des deux courants s’ajoute à leur self-induction. ”

“ Si la longueur d’onde dans l’air est la même que la longueur d’onde le long d’un fil, c’est que la vitesse de propagation dans l’air est la même que le long d’un fil. C’est donc que la théorie de Maxwell est vraie. ”

“ J’ai dit tout à l’heure que le courant FG ne s’annule jamais, ainsi que cela devrait arriver si l’électricité se propageait avec une vitesse parfaitement déterminée. Tout se passe comme si la perturbation s’estompait, en se propageant, de façon à occuper plus d’étendue sur le fil à l’arrivée qu’au départ. Ce phénomène mis hors de doute par les expériences de Fizeau a été appelé par ce physicien la diffusion du courant. ”

“ Ces actions mécaniques tendent à diminuer les différences de potentiel. Si on les vaine, et qu’on éloigne par exemple deux corps qui s’attirent, on dépense du travail, on emmagasine de l’énergie électrique et on accroît les différences de potentiel. Si, au contraire, on laisse les conducteurs libres d’obéir à leur attraction mutuelle, l’énergie électrique ainsi emmagasinée est en partie restituée sous forme de travail mécanique, et les potentiels tendent à s’égaliser. ”

“ Le radioconducteur est d’ailleurs infiniment plus sensible ; nous le retrouverons dans les expériences de Bose au chapitre XI ; c’est lui aussi qui a rendu possible la télégraphie sans fil. A un certain point de vue on peut même dire que le cohéreur est un appareil trop sensible ; il n’admet d’ailleurs pas de nuances ; il fonctionne complètement ou ne fonctionne pas du tout, puisque ce n’est qu’un appareil de déclenchement. Il n’aurait donc pu remplacer le résonateur dans la mesure des longueurs d’onde ou dans les autres expériences que nous avons décrites plus haut. ”

“ Chacun des morceaux de limaille est bon conducteur de l’électricité : mais l’électricité rencontre une résistance notable pour passer d’un morceau à l’autre, de sorte que la résistance totale de l’appareil s’exerce presque exclusivement aux points de contact des divers petits morceaux entre eux.
Or, l’expérience prouve que cette résistance diminue considérablement quand l’appareil est exposé aux radiations hertziennes, c’est-à-dire aux forces d’induction qui s’exercent dans le voisinage d’un excitateur de Hertz et qui changent de sens un très grand nombre de fois par seconde. ”

“ La télégraphie optique et la télégraphie hertzienne ont sur la télégraphie ordinaire un avantage commun : c’est qu’en temps de guerre l’ennemi ne peut pas interrompre les communications en coupant les fils. Mais avec la télégraphie optique, le secret est assuré à moins que l’ennemi ne puisse se placer sur la trajectoire du mince filet lumineux envoyé d’une station à l’autre, et qui passe le plus souvent à une grande hauteur. ”

“ Mais ce n’est pas tout : un courant variable produira des forces électromotrices d’induction dans le fil même qu’il parcourt. Cette force sera résistante si le courant est croissant, elle tendra à renforcer le courant s’il est décroissant : c’est ce qu’on nomme la self-induction.
Dans notre comparaison, la self-induction s’explique aisément. Il semble que, pour mettre l’électricité en mouvement, on ait à surmonter une résistance contre-électromotrice ; mais qu’une fois le mouvement commencé, il tende à se continuer de lui-même. La self-induction est donc une sorte d’inertie. ”

“ Si deux conducteurs chargés sont au même potentiel, et qu’on les mette en communication par un fil, l’équilibre ne sera pas troublé ; mais si les potentiels initiaux sont différents, un courant circulera dans le fil d’un conducteur à l’autre, jusqu’à ce que l’égalité de potentiel soit rétablie. ”

“ C’est plutôt parce qu’en augmentant leurs dimensions, on augmente la longueur d’onde et par conséquent le phénomène de diffraction par lequel peut être contourné l’obstacle dû à la rotondité du globe.
D’ailleurs plus l’antenne réceptrice est longue, plus est grande la surface par laquelle les radiations sont captées ; tout se passe comme si on regardait une lumière lointaine avec une lunette dont l’objectif aurait une très grande ouverture.
Si l’on a avantage à relier l’excitateur au sol, c’est parce que la capacité de la seconde partie de l’excitateur devient ainsi pratiquement infinie. ”

“ J’ai dit plus haut qu’un excitateur presque fermé rayonne très mal ; c’est justement pour cela qu’il conserve son énergie et qu’il s’amortit lentement. Il la conserverait bien plus longtemps encore si, par le transformateur, il n’en transmettait une partie au secondaire et à l’antenne. Celle—ci rayonne rapidement ce qu’elle a reçu, et cependant l’amplitude de ses vibrations se maintient quelque temps, parce qu’à mesure qu’elle perd de l’énergie par rayonnement, elle en reçoit du transformateur jusqu’à ce que la provision accumulée dans le primaire soit épuisée. ”

“ Si la lumière visible se propage sensiblement en ligne droite et suit les lois connues de la réflexion et de la réfraction, c’est parce que sa longueur d’onde est plus petite qu’un millième de millimètre, extrêmement petite, par conséquent, par rapport aux dimensions des obstacles qu’elle rencontre, des lentilles qu’elle traverse, des miroirs qui la réfléchissent. ”

“ Mais si, au lieu d’un écran métallique, on fait jouer le rôle du corps opaque à un diélectrique, les phénomènes sont plus compliqués, car il faut tenir compte des ondes secondaires émanées du diélectrique. L’application du principe de Huygens et de la théorie purement géométrique qui s’en déduit n’est donc pas toujours suffisante. On peut s’en contenter en optique, parce que, par suite de la petitesse de la longueur d’onde, la diffraction ne produit que des déviations extrêmement faibles. ”

“ Tel est le phénomène des ondes stationnaires, comme le comprenait d’abord Hertz, qui espérait en tirer un moyen simple pour mesurer les longueurs d’onde.
Malheureusement comme nous allons le voir, les choses sont un peu plus compliquées.
La réflexion à l’extrémité du fil peut se faire de différentes manières. Si le fil se termine sans aboutir à une capacité, l’électricité ne peut s’accumuler à l’extrémité, le courant doit donc s’y annuler, l’extrémité est un nœud. ”

“ Ces exemples mécaniques suffiront pour faire comprendre ce que devient la décharge de la bouteille de Leyde quand la résistance ohmique est très grande.
L’équilibre électrique est atteint lentement et il n’est pas dépassé. La décharge n’est plus oscillante, elle est continue. C’est bien ce qu’ont montré les expériences de Feddersen, qui confirment ainsi entièrement la théorie de Lord Kelvin.
Le frottement et les résistances analogues ne sont pas la seule cause de l’amortissement, et toute la force vive des corps oscillants n’est pas transformée en chaleur. ”

“ On sait que le soleil nous envoie plusieurs sortes de radiations, les unes lumineuses parce qu’elles agissent sur la rétine, les autres obscures (ultraviolettes ou infrarouges) , qui se manifestent par leurs effets chimiques ou calorifiques. Les premières ne doivent leurs qualités qui nous les font paraître d’une autre nature, qu’à une sorte de hasard physiologique. Pour le physicien, l’infrarouge ne diffère pas plus du rouge que le rouge du vert ; la longueur d’onde est seulement plus grande ; celle des radiations hertziennes est beaucoup plus grande encore ”

“ D’après les idées de Maxwell, la lumière n’est autre chose qu’une perturbation électromagnétique se propageant à travers l’air, le vide, ou divers milieux transparents. Les radiations électriques émanées d’un excitateur ne diffèrent donc de la lumière que par leur période ; c’est seulement parce que leur longueur d’onde est trop courte qu’elles n’impressionnent pas la rétine. ”

“ Supposons un pendule se mouvant dans un milieu très résistant et très visqueux ; au lieu de descendre avec une vitesse croissante, il descendra lentement, arrivera sans vitesse à sa position d’équilibre et ne la dépassera pas. Il n’y a plus d’oscillations.
C’est ainsi qu’on a construit des galvanomètres dits apériodiques ; l’aiguille placée près d’un limbe en cuivre où se développent des courants de Foucault, doit pour se mouvoir surmonter une résistance considérable qui agit comme un véritable frottement. ”

“ Mais quand la différence de potentiel sera assez grande, l’étincelle de la bobine éclatera et frayera un chemin à l’électricité accumulée sur les conducteurs. La coupure cessera tout à coup d’isoler, et, par une sorte de déclenchement électrique, notre pendule sera délivré de la cause qui l’empêchait de retourner à l’équilibre. Si des conditions assez complexes, bien étudiées par Hertz, sont remplies, ce déclenchement est assez brusque pour que les oscillations se produisent. ”

“ Les courants alternatifs industriels, les oscillations de Feddersen elles-mêmes, sont tout à fait insuffisants pour cet objet.
C’est pour cette raison que les idées de Maxwell ont attendu vingt ans une confirmation expérimentale. C’est à Hertz qu’il était réservé de la leur donner. Ce savant dont la vie fut si courte et si bien remplie, se destine d’abord à la carrière d’architecte : mais il fut bientôt poussé par une vocation irrésistible vers la science pure. ”

“ Tout doit, en somme, se passer comme si une partie de l’électricité se mouvait avec la vitesse même de la lumière, pendant que le reste suivrait avec une vitesse moindre et d’ailleurs variable. Nous aurions alors une forte tête de colonne s’avançant avec une vitesse de 300.000 kilomètres, mais en laissant en arrière des traînards qui s’éparpilleraient sur la route. ”

“ Il n’y a donc plus connexion directe entre l’antenne et l’excitateur : et l’ébranlement ne se transmet à l’antenne que par induction ; voici comment. On sait ce que c’est qu’un transformateur : c’est une bobine sur laquelle s’enroulent deux fils ; quand on produit un courant variable dans l’un des fils il naît un courant induit dans l’autre fil. C’est un appareil analogue qui transmet ici l’ébranlement ; autour d’un cadre de bois plongé dans l’huile s’enroulent, d’une part, quelques spires du fil primaire de l’excitateur et, d’autre part, une spire du fil secondaire qui relie l’antenne au sol. ”

“ Remarquons en passant que certains corps, comme le soufre, sont opaques pour la lumière parce qu’ils sont formés de petits cristaux à la surface desquels il se produit des réflexions. Ils se comportent comme le verre pilé. ”