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Les projections et l’enseignement

Albert Londe, La Nature n°900 — 30 Août 1890

Mis en ligne par Denis Blaizot le samedi 11 avril 2020

On sait le succès que rencontrent auprès du public les projections qui sont faites assez fréquemment dans les conférences scientifiques. Leur importance n’est plus aujourd’hui a démontrer, mais néanmoins à notre avis, leur emploi est encore loin d’être suffisamment répandu.

Il est nécessaire en effet de disposer tout d’abord d’un matériel représentant une certaine dépense ; de plus, par suite d’un préjugé qui n’est pas encore disparu, bien des personnes ne considèrent la lanterne à projections que comme une lanterne magique perfectionnée sans tenir compte en aucune manière des services signalés qu’elle peut rendre. Enfin les sujets que l’on désire montrer à l’auditoire doivent être reproduits sur verre, à une dimension déterminée, et cela par des procédés uniquement photographiques.

Pour celui qui est au courant des procédés photographiques, rien ne sera plus simple que d’obtenir ces projections ; mais pour le profane qui veut traiter un sujet inédit, ce sera une véritable impossibilité à moins de s’adresser à quelques rares spécialistes qui exécutent ce travail avec succès.

L’art des projections et la photographie se tiennent donc par des liens très étroits, et pour beaucoup l’appareil de projection n’est bon qu’à l’amplification d’épreuves photographiques sur verre.

C’est là cependant une erreur qu’il ne faudrait pas laisser trop s’accréditer : en effet on a déjà pu, au moyen d’artifices spéciaux, projeter même des corps opaques ; bien que de ce côté les résultats ne soient pas encore aussi complets que lorsqu’il s’agit de vues transparentes, le principe est acquis ; d’autre part, il est possible de projeter tous les phénomènes qui s’effectuent dans des milieux transparents. On peut de cette manière montrer à un public nombreux des phénomènes physiques ou chimiques variés qui, grâce à l’agrandissement considérable obtenu, deviennent parfaitement visibles alors que l’observation directe en eût été délicate pour un seul observateur. Nous avons vu quelquefois réaliser dans les cours publics certaines expériences au moyen de l’appareil de projection, mais nous ne connaissions pas d’instruments construits spécialement dans cet ordre d’idées.

Cette lacune a été heureusement comblée par un de nos excellents collègues, M. H. Fourtier. L’appareil qu’il a combiné se trouvait à l’Exposition universelle dans la vitrine de M. Laverne, le constructeur bien connu, et c’est là que nous l’avons remarqué et étudié.

Dans l’esprit de l’auteur, cet appareil est destiné à compléter l’enseignement du professeur qui peut montrer ainsi à tous ses élèves un nombre considérable d’expériences diverses. Il associe la mémoire des yeux à celle de l’intelligence, et l’on sait que la première n’est pas la moins fidèle ni la moins durable. Il peut de plus ; entre les mains d’un amateur habile, lui permettre d’étudier de fort près les grandes lois des sciences physiques et chimiques. C’est à ce titre qu’il nous a paru mériter une description particulière pour les lecteurs de La Nature.

L’idée de M. H. Fourtier a consisté à placer dans la lanterne à projection un récipient étanche à faces parallèles, dans lequel devront se passer toutes les expériences. Cet appareil a reçu le nom de Cuve-laboratoire (fig. 1). Cette cuve est du reste faite d’une manière fort ingénieuse et très pratique. Un morceau de caoutchouc épais en forme d’U est placé entre deux plaques de verre. L’ensemble est serré au moyen de deux pièces métalliques armées de vis de pression. Pour assurer l’étanchéité absolue il suffit de graisser très légèrement la tranche du caoutchouc au moyen de vaseline, puis de serrer suffisamment les vis de pression.

Le grand avantage de celte cuve est de pouvoir se démonter entièrement et avec la plus grande facilité. Le nettoyage en est donc des plus simples.

La cuve-laboratoire se place dans la lanterne de projection au lieu et place de la vue à projection ordinaire.

La figure 2 montre l’installation générale de la cuve montée sur une lanterne à projection. On voit, à gauche, l’appareil de projection dont le système optique est éloigné suffisamment pour recevoir la cuve-laboratoire ; à droite, l’écran sur lequel se distingue l’image agrandie du phénomène étudié. Dans le cas présent le dessinateur a représenté la décomposition de l’eau obtenue par le passage d’un courant électrique.

On remarquera que la projection est vue dans son vrai sens. On n’ignore pas cependant que la lanterne à projection donne des images renversées, ce qui oblige à mettre les vues transparentes la tête en bas. Ce redressement de l’image est obtenu au moyen d’un prisme placé en avant de l’objectif.

Sur les deux côtés de la cure se trouvent deux piliers métalliques qui supportent des tiges fixées à angle droit. Ces tiges, que l’on peut charger du reste suivant la forme de l’objet à maintenir, serrent à tenir les divers accessoires que nous allons décrire.

Ils sont en communication avec les deux bornes placées sur le socle et peuvent par suite servir de conducteurs électriques.

Le courant nécessaire pour les diverses expériences est fourni par une pile à bouteille au bichromate de potasse. Sur le devant de la figure on aperçoit un inverseur de courant qui est fort utile dans les expériences d’électrolyse (Voir détail,fig. 1). — La figure 3 représente les divers accessoires qui accompagnent la cuve-laboratoire et qui sont nécessaires pour les expériences dont nous donnons l’énumération.

Lames de verre inclinées. — Ce dispositif sert à mettre en évidence le principe de la capillarité. Les lames étant placées dans la cuve, on introduit dans celle-ci une petite quantité d’un liquide quelconque légèrement coloré. Ce liquide s’élève alors entre les deux lames et d’autant plus qu’elles sont plus rapprochées (fig. 3, n° 1). On obtient ainsi une combe tout à fait caractéristique.

Un autre dispositif (fig. 3, Ut 4) permet de faire la même expérience sous une autre Conne. ne série de tubes de verre de diamètres différents remplacent les lames inclinées ; on opère de même avec un liquide légèrement coloré. Celui-ci monte alors dans les divers tubes, mais d’autant plus haut que leur diamètre est plus réduit.

Le dispositif n°2 (fig. 3) qui n’est qu’un simple tube en verre recourbé en forme d’U, a pour but de montrer la loi de l’équilibre des liquides. En effet quelle que soit l’inclinaison de l’appareil, les deux surfaces du liquide sont toujours sur le même niveau.

Le tube n° 3 a au contraire des branches de diamètre inégal. En y introduisant deux liquides comme du mercure et une solution de chlorure de sodium, par exemple, on voit que l’équilibre étant établi, la hauteur des liquides est précisément inverse de leur densité.

Le n° 5 représente une lame de palladium dont l’extrémité est enroulée en une spirale, et un des côtés enduit d’un vernis isolateur. Celle simple lame permet de mettre en évidence le phénomène si curieux de l’occlusion indiqué par Graham. Le palladium a en effet la propriété fort curieuse d’absorber 376 fois son volume d’hydrogène. — L’expérience est ainsi disposée. On remplit la cuve d’eau légèrement acidulée, puis on y plonge un fil de platine et la lame de palladium. Le courant positif passant par le fil de platine, on voit se dégager une série de bulles très fines d’oxygène. Au pôle négatif l’hydrogène est absorbé immédiatement par le palladium et aucun effet n’est visible ; mais peu à peu, par suite du vernis appliqué sur rune des faces de la lame, il se produit une dilatation de la spirale qui se redresse.

Puis enfin lorsque le palladium a occlus la quantité voulue d’hydrogène, celui-ci se dégage à son tour sous forme de bulles plus grosses et plus nombreuses que celles d’oxygène. Si à ce moment on inverse le courant, l’hydrogène occlus par le palladium se dégagera vivement et se recombinera alors avec l’oxygène ; peu à peu la lame reprendra sa forme première.

Le n° 6 représente un récipient en verre qui permet d’introduire un liquide dense dans. un autre moins dense qui remplit la cuve. La diffusion des deux liquides se fait successivement et donne lieu à des volutes tout à fait caractéristiques.

La pipette n° 7 permet de faire tomber une goutte d’un produit quelconque dans un liquide donné, afin de produire telle ou telle réaction.

Les deux fils représentés en 8 sont des fils de platine destinés à montrer l’électrolyse de l’eau. La cuve étant remplie d’eau légèrement acidulée avec de l’acide sulfurique, si l’on fait passer le courant, on voit se dégager le long de leur surface de nombreuses bulles de gaz, qui sont d’ailleurs plus nombreuses du côté du pôle négatif. On sait en effet que l’eau est décomposée en deux volumes d’hydrogène contre un d’oxygène. Si l’on veut faire l’électrolyse de certains sels métalliques, on emploie des fils représentés en 9 et qui se terminent en éventail.

La cuve contenant du chlorure cl’ étain, si l’on envoie le courant, on voit se produire au pôle négatif une magnifique végétation métallique. Lorsque le courant est renversé, elle disparaît peu à peu pour se reformer sur l’autre conducteur. On peut très facilement varier cette expérience en remplaçant le chlorure d’étain par l’acétate de plomb qui donne une arborescence très belle bien connue sous le nom d’arbre de Saturne.

Le dernier accessoire représenté en 10 (fig. 3) est un électroaimant dont le noyau a été prolongé intentionnellement. On remplit la cuve de glycérine, et on répand à la surface du liquide des paillettes de fer qui à cause de leur légèreté descendent au fond avec lenteur. Vient-on à placer l’électro-aimant dans le liquide, dès que le courant passe, les paillettes sont attirées vivement, se groupent en formes variées et constituent ce qu’on nomme le spectre magnétique.

Comme on le voit, les accessoires qui accompagnent la cuve-laboratoire ne sont pas nombreux, mais il n’en est pas de même des expériences qu’ils permettent de réaliser : l’opérateur peut les multiplier à l’infini. À titre d’exemple, nous allons en signaler un certain nombre, en dehors de celles qui ont été décrites incidemment à propos de l’emploi des divers accessoires de la cuve laboratoire.

I. - Réactions chimiques. — Ces réactions se font dans la cuve avec des solutions diluées de façon à ne pas éteindre les rayons lumineux. On se sert, suivant les cas, de la pipette ou de la cuiller en verre : 1° mettre dans la cuve une . solution de sulfate de protoxyde de fer, ajouter goutte à goutte une solution de ferrocyanure de potassium ; production de bleu de Prusse ; 2° remplir la cuve d’une solution de sulfate de cuivre ; ajouter de l’ammoniaque ; on obtient un précipité verdâtre ; si l’on ajoute un excès d’ammoniaque, ce précipité se dissout et le liquide prend une teinte bleue magnifique, le bleu céleste des pharmaciens ; 3° remplir la cuve d’une solution étendue d’azotate d’argent, y ajouter une solution de sel marin ; précipité blanc de chlorure d’argent qui se redissout si l’on. verse une solution d’hyposulfite de soude ; 4° remplir la cuve d’une solution de chlorure de baryum ; ajouter peu à peu de l’acide sulfurique étendu ; précipité de sulfate de baryte sous forme de fines granules ; 5° remplir la cuve d’une solution d’azotate de plomb (4 parties d’eau, 1 de sel), projeter un cristal un peu de sel ammoniac. Il se formera des arborescences très curieuses de chlorure de plomb.

II. - Phénomènes de coloration. — 1° Remplir la cuve de teinture de tournesol bleue et verser quelques gouttes d’acide sulfurique dilué ; le tournesol vire au rouge ; une addition d’ammoniaque ramène le tournesol au bleu ; on peut répéter cette expérience avec le sirop de violettes ou le curcuma ; 2° mettre dans la cuve une solution de rosaniline et ajouter quelques gouttes d’ammoniaque ; le liquide. est décoloré ; si l’on sature l’ammoniaque par une petite quantité d’acide, la couleur est régénérée.

III. - Mélange et diffusion des liquides. — La cuve laboratoire est éminemment propre pour montrer ces phénomènes très curieux qui se prêtent mal à l’observation directe. Les liquides se mélangent par pénétration ou par diffusion : dans un cas, les molécules s’interposent par suite d’agitation ou de toute autre cause ; dans l’autre, les molécules se mélangent par action spontanée, mais dans aucun des deux cas il n’y à d’actions chimiques : 1° remplir la cuve d’eau pure et y laisser tomber, au moyen de la pipette, un liquide coloré, de l’encre par exemple ; celle-ci, en pénétrant dans l’eau, produit une série de volutes du plus curieux effet ; 2° la cuve étant remplie d’une solution d’eau alunée, l’introduction d’un liquide moins dense, une solution alcoolique d’une couleur d’aniline, par exemple, donnera naissance à des mouvements du liquide d’une forme tout à fait particulière ; 3° un cristal de violet d’aniline très léger posé sur la surface de l’eau contenue dans la cuve se dissoudra peu à peu et donnera de minces filets violets qui se formeront en volutes particulières ; 4° dans la cuve contenant de l’eau tiède de 15 à 20 degrés. on déposera un petit morceau de glace. Le mélange des deux liquides de densités différentes donnera lieu à de curieuses ondulations. qui seront très visibles, grâce à l’amplification du phénomène alors qu’elles ne le sont pas à l’observation directe. — Nous nous arrêtons dans la description des expériences qui peuvent être réalisées au moyen de la cuve-laboratoire.

Cet ingénieux appareil devrait être d’un emploi constant dans les cours de physique et de chimie où le professeur est réduit à ne montrer que les grosses réactions pouvant être saisies de son auditoire ; il pourrait compléter ainsi son enseignement d’une manière éminemment instructive [1].

Albert Londe


[1La cuve-laboratoire de M. H. Fournier permet de réaliser avec la plus grande facilité devant un auditoire nombreux l’expérience du développement de l’image latente sur une préparation photographique. Dans ce cas, on remplace le verre postérieur de la cuve par un verre rubis assez foncé. Cette expérience qui a été faite pour la première fois par notre savant collègue M. Davanne, dans une conférence à la Sorbonne, pourra être exécutée très aisément avec la cuve-laboratoire.