Appareils nouveaux de laboratoire - article ; n°1 ; vol.22, pg 224-236

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L'année psychologique - Année 1920 - Volume 22 - Numéro 1 - Pages 224-236
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : jeudi 1 janvier 1920
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Henri Piéron
Appareils nouveaux de laboratoire
In: L'année psychologique. 1920 vol. 22. pp. 224-236.
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Piéron Henri. Appareils nouveaux de laboratoire. In: L'année psychologique. 1920 vol. 22. pp. 224-236.
doi : 10.3406/psy.1920.4430
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1920_num_22_1_4430NOUVEAUX DE LABORATOIRE APPAREILS
(Dispositif de rotation, Photoptomètre différentiel,
Esthésiomètre . )
Par Henri Piéron.
I. — DISPOSITIF DE ROTATION, A VITESSE RÉGLABLE
ET USAGES MULTIPLES.
Pour un grand nombre d'expériences psychologiques — et au
premier chef pour la détermination du seuil de fusion des impres
sions rétiniennes, — il est nécessaire de disposer d'un appareil de
rotation dont on puisse régler et connaître à chaque instant la
"vitesse.
Aucun des appareils réalisés jusqu'ici ne me donnant toute
satisfaction, j'en ai fait construire un sur le principe suivant (fig. 1).
Un moteur électrique à vitesse constante M est relié à un arbre
de couche tournant sur roulements à billes, et portant une poulie
tronc-conique (34 cm. de long, diamètres de base de 80 et 32 mm.),
le long de laquelle peut se déplacer une courroie co qui transmet
le mouvement du premier arbre A à un deuxième arbre_B semb
lable, mais dont la poulie tronc-conique de dimensions identiques,
est disposée en sens inverse • .
De cette «façon, grâce à une manivelle m1 qui déplace un chariot
sur une vis sans fin, avec 2 guides dirigeant la courroie, on -peut, dé"
< faire varier d'une façon en changeant la position celle-ci,
continue le rapport des vitesses de l'arbre B à celles de l'arbre A.
Les rapports extrêmes utilisables, avec les dimensions ci-dessus
indiquées, sont de 1,975 et de (1,496, c'est-à-dire que d'une façon
continue, on peut avoir sur l'arbre B des vitesses graduées allant
du simple au quadruple, ou de la moitié de la vitesse de l'arbre A
au double de cette vitesse.
Le chariot guidant la courroie porté un curseur qui se déplace
devant une échelle millimétrée. Un tableau, établi une fois pour
toutes, avec une courbe d'interpolation, permet, d'après la position
du curseur, de connaître le rapport de la vitesse de l'arbre B à celle
de l'arbre A.
1. C'est là un dispositif déjà, employé dans certaines machines qui
doivent tourner à vitesse graduellement croissante ou décroissante (fil
atures). PIERON.— APPAREILS NOUVEAUX DE LABORATOIRE 225 H.
La vitesse de l'arbre A étant supposée constante et connue, il est
possible d'établir le tableau des vitesses de l'arbre B d'après les
positions du curseur.
Cette vitesse de l'arbre A est fonction de la vitesse de rotation du
moteur et de son rapport à cette vitesse. La du moteur étant
constante et connue, on détermine une fois pour toutes le rapport
Fig. 1.
des vitesses de l'arbre A à celle du moteur suivant les systèmes de
roues démultiplicâtrices employées.
Il y a, sur l'arbre A, deux roues R et r auxquelles peut être
transmis, par une courroie, le mouvement de rotation de l'axe du
moteur par l'une des deux roues de celui-ci l. ■
1. Avec les- deux roues de l'arbre A ayant des longueurs de circon
férence de 66 cm. et 37 cm. 5, on a 4 combinaisons donnant, pour le
rapport de la vitesse de l'arbre ~à celle de l'axe du moteur les valeurs
1/2,038, 1/3,614, 1/3,571. et 1/6,333. Les longueurs de circonférence des
deux roues du moteur ont en effet 18 cm. 4 et 10 cm. ö."
L'ANNÉE PSYCHOLOGIQUE. XXII. 8 .

NOTES ET REVUES 226
L'échelle millimétrée est portée sur le côté d'un paraliélipipède
rectangle, tournant autour de son axe longitudinal, et dont les
3 autres faces peuvent recevoir des échelles, avec inscription directe
des vitesses de l'axe B, pour trois vitesses étalonnées de l'axe A.
Un dispositif annexe permet d'obtenir une rotation d'un tro
isième axe CY dont la vitesse diffère, de la. valeur que l'on veut, de
celle de l'axe B : l'axe B porte une deuxième poulie tronc-conique
(13 cm. 5 de long, diamètres de base de 55 et 32 mm.), sur laquelle,
par le même dispositif que précédemment (manivelle m2), une
courroie se déplace, qui met en mouvement l'arbre C, par l'inte
rmédiaire d'une poulie tronc-conique identique, mais renversée, que
porte ce dernier arbre.
Les rapports extrêmes utilisables des vitesses de l'arbre G par
rapport à B, sont de 1,412 et 0,684 pour les dimensions employées.
Avec un moteur réglé à 2 000 tours à la minute, les vitesses
extrêmes qui -peuvent être obtenues sur l'axe G sont de 1,78 et 47
tours à la. seconde '. Les arbres B et C sont terminés d'un côté par
des axes en saillie, av et a2, distants de 22 cm. sur lesquels on peut
disposer 4es disques, avec taquet d'immobilisation et vis de serrage.
On peut utiliser des disques de trois catégories au moins :
1° Des disques métalliques recevant de's disques de carton ou de
papier bristol pour toutes les expériences optiques (D. o.).
2° Des disques portant des rangées de trous, disposés en cercle
et constituant sirène de Seebeck (D. ac).
3° Des disques à bordure indentée pour les expériences sur la
fusion tactile.
i° Expériences optiques. — Des disques métalliques, (D, o.) de
20 cm, de diamètre, comportent une plaque support et un anneau
de bloquage périphérique, avec deux saillies à rainure s'engageant
dans un axe, sur lequel une vis permet l'immobilisation. Une gra
duation en degrés de l'anneau de bloquage permet, avec des secteurs
variables, de connaître les grandeurs respectives de ceux-ci.
Avec des disques à secteurs, on peut facilement déterminer les
seuils de fusion. On peut aussi Comparer des papillotements voisins,
avec des disques identiques placés sur les deux axes B et C, et
déterminer des seuils différentiels dans cette impression de papillo-
tement, ou le seuil différentiel dans l'appréciation des vitesses de
rotation. . -
On peut également, avec un dispositif stéréoscopique, faire
regarder avec chaque œil, respectivement, l'un et l'autre des
disques, tournant à des vitesses différentes (expériences de Sher-
rington).
Quand les disques tournent à la même vitesse, on peut faire
toutes les expériences de seuils différentiels de clarté, de satura
tion, de nuance, par la méthode des secteurs hétérogènes fusionnés.
1. On peut obtenir des vitesses plus lentes en utilisant les roues
démyltiplicatrices du moteur. Il est difficile de dépasser, pratiquement,
la vitesse la plus rapide. H. PIÉRON. — APPAREILS NOUVEAUX DE LABORATOIRE 221
26 Expériences acoustiques. — Avec un support à glissière fixé sur
l'appareil, on déplace, devant des disques percés de trous, deux
ajutages de soufflerie.
Des disques (D. ac.) portant des cercles de trous (de 4 mm- de dia
mètre avec. intervalle de 4 mm. environ) interrompant régulièr
ement le jet d'air fournissent, pour une même vitesse de rotation,
des sons de hauteur différente, obtenus par déplacement de l'aju
tage (9 rangées sur un disque, avec 20, 26, 32, 39, 45, 51, 58, 64 et
70 tours par rangée, soit autant de vibrations doubles par tour de
disque). Pour une rangée donnée, la hauteur du son est modifiée
progressivement, de façon continue, par variation de la vitesse de
rotation. Et l'on peut, pour l'étude des seuils différentiels, faire
varier à son gré la hauteur du son correspondant au disque placé
sur l'axe G par rapport à la hauteur étalon au disque
de B. Le son étalon et le son de comparaison pourront, en
gardant le même rapport, être modifiés de façon continue, en
changeant la vitesse de l'axe B par rapport à celle de l'axe A.
On a ainsi un appareil tonométrique très pratique avec connais
sance des fréquences vibratoires, qui peuvent être très élevées. Sur
l'axe G on obtiendra, avec la rangée de 70 trous, jusqu'à 3 300 vibra
tions doubles. /
On pourrait, avec des diamètres plus petits des trous, obtenir
naturellement des sons encore beaucoup plus hauts.
Pour étudier l'influence du nombre des vibrations, on utilisera
des disques (D. t.) dans lesquels les rangées de trous seront incomp
lètes : on limitera ainsi, pour une fréquence donnée, la durée
d'excitation, en disposant 2r 3, 4, ou plus, orifices équidistants sur
une rangée. Toutefois, comme le retour, à chaque tour de disque,
de la zone percée de trous, entraînerait là production d'un son dont
la fréquence correspondrait à celle des tours de disque, si cette était assez élevée, il importait de ne laisser passer le jet
d'air que pendant un seul tour de disque.
Pour réaliser ce desideratum, un ajutage spécial (aj.) à soupape
(bille attirée par un électro-aimant) permet d'ouvrir le passage de
l'air, par action d'un courant électrique. Il suffit donc d'avoir une
fermeture de courant limitée à la durée d'un tour de disque. Cette
limitation est obtenue par le procédé suivant : à l'extrémité de
l'axe B opposée à celle sur laquelle est monté le disque, est fixé
un manchon d'ébonite à pas de vis hélicoïdal h; un tour de cette vis
est métallique et en connexion avec Taxe.
Dès lors en plaçant horizontalement une fine tige de métal (T)
sur le manchon d'ébonite à son extrémité, la tige se trouve déplacée
par le pas de vis, touche, pendant un tour, la partie métallique, la
dépasse, et est finalement chassée. La tige métallique peut donc
fermer un courant en passant sur le tour de vis métallique du.
manchon d'ébonite, et ainsi commander le passage de l'air par
l'intermédiaire de la soupape pendant la durée d'une rotation d'un
seul tour de l'axe B, qui entraîne le disque de sirène à rangées
incomplètes d'orifices. . ' NOTES ET REVUES 228
3° Expériences tactiles. — En utilisant des disques à indentations
(D. t.), et en plaçant le doigt sur un support évidé réglable (S. t.),
avec dépassement de la pulpe du doigt, on provoquera une série
de pressions successives au passage des dents du disque. Le
nombre de celles-ci et la vitesse de rotation détermineront le des pressions par seconde. On pourra étudier ainsi la
nature des sensations tactiles en fonction de la forme des indenta
tions et de la fréquence, des pressions, en recherchant s'il se fait
une fusion réelle. On remarquera d'ailleurs l'analogie des impres
sions obtenues avec les sensations vibratoires.
Sur un procédé de contrôle des vitesses.
Connaissant la vitesse de rotation du moteur, et les rapports des
diamètres des roues de transmission, on peut obtenir par le calcul a"
les vitesses des différents axés. Toutefois il est bon de procéder
vérification. Or, un procédé très pratique permet cette vérifune
ication avec une précision parfaite, le procédé stroboscopique.
Si l'on éclaire un disque à secteurs pendant la rotation au moyen
d'une lampe à incandescence alimentée par du courant alternatif
ou interrompu, on constate que pour une certaine vitesse de rota^
tion, il se forme une figure radiée à secteurs fantômes.reproduisant
la disposition des secteurs du disque ; ces secteurs tournent, suivant
la vitesse, dans un sens ou dans un autre. Entre les deux sens de
rotation, il y a une vitesse critique pour laquelle la figure se montre
immobile, rigoureusement immobile si la vitesse est constante, avec
des alternances de déplacement dans un sens ou dans l'autre si la
vitesse est oscillante, ce qui fournit sur la constance de la vitesse
des indications précieuses *.
Or, lorsque la figure radiée est ainsi immobile, le nombre de
passages de secteurs flairs en un point donné par seconde est égal
au nombre des renforcements lumineux, ç'est-à-dire au nombre
des interruptions ou des retours de courant par seconde.
Soit que l'on utilise du courant alternatif dont on connaît le
nombre de périodes, soit que l'on emploie un courant continu
interrompu par un diapason à 50 ou 100 vibrations doubles à la
seconde, on peut, avec un disque à 5 secteurs clairs sur 10 ou 10
sur 20, déterminer très facilement la vitesse de rotation donnant
"un nombre de passages de secteurs clairs égal à celui des vibra
tions doubles du diapason, ou au double du nombre des périodes.
Si l'on a par exemple un disque partagé en 10 secteurs égaux,
dont 5 clairs et 5 sombres, et pour éclairer le disque une lampe a
1. Charpentier avait attribué le phénomène à des oscillations propres
de la rétine. Or, je n'ai jamais pu l'obtenir que lorsque la source de
lumière présentait des oscillations (Cf. H. Piéron, A quoi est dû le phé
nomène de la stroboscopie rétinienne (figure radiée apparaissant au cours
de la rotation des disques à secteurs)? C. R. Soc. de Biologie, séance du
8 juillet 1921, t. LXXXV, p. 300). ^ \ PIERON. — APPAREILS NOUVEAUX DE LABORATOIRE 229 H.
incandescence à bas voltage alimentée par du continu interrompu
50 fois à la seconde au moyen d'un diapason à 50 vibrations doub
les, lorsque la figure radiée immobile reproduisant le nombre et
la disposition des secteurs est obtenue, le disque fait exacte
ment 10 tours à la seconde (soit 5 passages de secteurs clairs en un
point par tour de disque x 10 tours = 50 passages à la seconde).
Avec du courant alternatif à 42 périodes, soit 84 interruptions par
seconde, la même figure est obtenue quand le disque fait 16, 8 tours
à la seconde (16,8 x 5 == 84).
com-' L'influence du courant alternatif, qui se montre ici fort
oblige à l'éliminer complètement quand on fait appel à un mode,
éclairage électrique pour l'étude de la fusion et du papillotement.
En effet, la figure radiée, intervient, avec son papillotement propre,
pouf des vitesses qui dépendent du nombre des périodes et du
nombre des secteurs des disques, papillotement parasite qui peut
interférer avec le papillotement objet d'étude.
IL — PHOTOPTOMÈTRE DIFFÉRENTIEL
A EMPLOIS MULTIPLES
Pour étudier la croissance de sensations visuelles en fonction du
temps, j'ai été conduit à établir un photoptomètre différentiel comp
atible avec l'emploi d'un épicotistère, d'un dispositif tachistos-
copique. Il faut, en effet, pour réaliser une impression lumineuse
de durée limitée en utilisant une fente en secteur dans un disque
tournant, que lé flux lumineux ne soit pas coupé en un point quel
conque, sans quoi la surface lumineuse se trouve progressivement
masquée et découverte, ce qui oblige à de grandes vitesses de rota
tion, et à des ouvertures de la fente considérables, au moins triples
du diamètre du ilux.
Il faut que la coupure se fasse sur une image réelle de la source
lumineuse sensiblement punctiforme, ou allongée horizontalement,
parallèlement à la fente du disque au moment du démasquage. '
Le photoptomètre, qui peut être Utilisé à des recherches d'ordre
divers, est fondé sur le principe suivant. Une source lumineuse
punctiforme est placée au foyer d'une lentille convexe projetant
un flux lumineux parallèle sur les faces, perpendiculairement dis
posées, de deux prismes, qui, juxtaposés symétriquement, réflé
chissent chacun à angle droit une moitié du flux vers la droite bu
vers la gauche ; ces deux flux partiels et égaux sont réfléchis chacun
à angle droit par un autre prisme dans deux tubes noircis parall
èles, où ils rencontrent une lentille convexe à court foyer qui
donne une image réelle 'de la source en un point, où unn coupure
du tube permet l'obturation par un disque tachistoscopique; au
delà du foyer, un diffuseur reçoit le flux, juste devant un di
aphragme en œil de chat permettant de régler la quantité de rayon
nement qui va être transmise, et envoyée par une lentille sur un
diffuseur, dont l'image sera examinée par l'intermédiaire d'une NOTES ET REVUES 230
lunette. Le schéma ci-joint permet de suivre la marche du flux
lumineux (flg. 2).
Une source lumineuse S est placée au foyer de la lentille Ls et
trayersant au besoin un filtre
monochrome placé en Fs1. Le
flux est divisé par les prismes
P) et P^, réfléchi par les
P| etPf, dans les tubes noircis
T, et T2; dans ces tubes les
lentilles à court foyer Vf ei L2/"
donnent en Si-S^ une image
réelle de la source. Au niveau,
une coupure des tubes, obte
nue par glissement de l'anneau
recouvrant At ou A2, permet,
soit d'un côté, soit de l'autre,
soit des deux^ le passage d'un
épicotistère. L'image éclaire le
diffuseur T)1 ou D2"2 d'où le
rayonnement est envoyé sur
une lentille diaphragmée, avec
œil de chat Blondel Ot ^u O2 :
une fente fixe, dans une plaque
Pi ou #2 cLVLe l'on introduit dans
une rainure assure une ouver
ture rectangulaire limitée dans
une dimension 3 pendant qu'un
autre rectangle, variable par
glissement de deux plaques
allant à la rencontre l'une de
l'autre, permet le réglage, grâce
à un tambour gradué tt ou t2,
au centième de millimètre. Le
flux passant par le diaphragme
' est proportionnel au produit
des deux ouvertures, qui atteint
Fig. 2. 400mm2 pour le maximum pra
tiquement utilisable.
Au delà du diaphragme, la lentille convexe Lj ou L^ concentre
le flux sur un diffuseur d1 ou d2 placé à son foyer, après réflexion
1. On peut aussi enlever la pièce R portant la lentille Ls et envoyer
un flux parallèle d'une source punctiforme avec un éclaireur à conden
seur quelconque sur les prismes P«.
2. On peut substituer au diffuseur une lentille conjuguée de Lf(Léf) qui
redonne un flux parallèle; laperte-de lumière est moins grande qu'avec
le diffuseur mais l'homogénéité est moindre sur le diffuseur observé par
l'œil dont il faudrait alors réduire beaucoup la surface, comme nos essais
nous l'ont montré.
3. On utilise un jeu de 1 plaques entre 0 mm. 2 et 20 mm. PIERON. — APPAREILS NOUVEAUX DE LABORATOIRE 831 H.
sur le prisme P^ ou P* et, s'il y a lieu, traversée d'un filtre
monochromatique placé en F'. L'image de ce diffuseur est vue par
réflexion sur le prisme V\ ou Pe2, partiellement, dans l'ouverture
circulaire 0 (de 12 mm. de diamètre) d'un écran; il est vu un
demi-cercle de chaque diffuseur, les deux demi-cercles accolés étant
séparés par une ligne sombre correspondant à la surface de sépa
ration des prismes.
La lunette oculaire Lo avec lentille l^t pupille artificielle p0 (4 mm.
Fig. 3.
de diamètre), comporte une ouverture sur la moitié du tube en Co, si
l'on veut réaliser une obturation tachistoscopique d'une plage à
examiner, entre l'œil et cette plage, avec anneau de recouvre
ment an.
A la place de la luriette Lo, on peut placer un spectroscope
(méthode Blondel-Broca) dont la fente est disposée à cheval sur les
deux demi-plages circulaires, chacune fournissant un spectre; avec écrans réglables devant l'oculaire, on peut isoler, dans les
deux spectres, une bande monochromatique plus ou moins étroite,
et faire la comparaison des intensités pumineuses pour une lon
gueur d'onde donnée des radiations de la source. NOÏES ET REVUES â32
Lorsqu'on veut utiliser l'appareil comme photoptomètre diffé
rentiel simple, il suffit d'enlever les lentilles \}f et \}f et les diffu
seurs Dt et D2, qui absorbent inutilement une grande quantité de
lumière, et fermer les coupures des tubes avec les anneaux mobiles
At et A2. On peut alors placer un diffuseur en F«. La lentille L, est
un doublet- qui peut être divisé. Lorsqu'on laisse une seule,
le foyer est à 14 cm. ; avec les deux, le foyer est à 4 cm,, au niveau
dé F,, où l'on peut placer un diffuseur, et, s'il y a lieu des filtres
monochromatiques. Toute la pièce R est mobile, ainsi que la boîte
à prismes Bp ; et l'on peut placer le récepteur R et un autre récep
teur identique R' aux extrémités des tubes T, et T2> On peut alors
opérer ave.c deux sources différentes de lumière, avec ou sans
diffuseurs et prismes, et utiliser l'appareil pour faire de la photo-
métrie comme dans le photomètre universel Blondel-Broca, et non
plus de la photoptométrie. .
Au point de vue photoptométrique, en utilisant une des deux
plages seulement, avec, au besoin le récepteur R seul, direct
ement placé à l'extrémité d'un des tubes, on déterminera le seuil
absolu de la sensibilité lumineuse pour le rayonnement total
d'une source donnée ou pour une partie filtrée de ce
(filtre Wratten ou écran de Monpillard), ou encore pour un rayon
nement strictement monochrome en substituant le spectroscope à
la lunette Lo.
• En ^utilisant un épicotistère, on pourra rechercher les mêmes
seuils en fonction de la durée d'excitation.
Pour la photoptométrie différentielle, on établira, soit pour un
rayonnement total, soit pour un rayonnement filtré, soit enfin pour
une fraction monochrome du dispersé, des seuils
différentiels à une série de niveaux d'intensité lumineuse l, dépen
dant, avec une source constante, de l'ouverture initiale du di
aphragme à œil de chat.
Mais, -ce que permet surtout l'appareil, c'est la" comparaison des
intensités lumineuses de deux rayonnements dont on règle, par
un procédé tachistoscopique, la durée respective d'action. Avec
une plage vue de façon stable, à d'action illimitée de la
lumière, correspondant à une intensité lumineuse donnée, on
peut chercher quelle est l'intensité objective — la quantité de
rayonnement — qu'il faut fournir à. l'autre plage pour que l'égalité
d'éclat paraisse réalisée, quand la durée d'action est limitée de ce
côté; on peut ainsi déterminer, par comparaison avec une plage
fixe, la courbe de croissance d'une sensation lumineuse blanche du
colorée en fonction du temps.
1. Théoriquement, pour des ouvertures égales des diaphragmes, avec
une source linéaire, on doit avoir sur les diffuseurs rf1 et <2S des intensités
lumineuses rigoureusement égales. Mais, avec la série des prismes et len
tilles il peut arriver que cette égalité ne soit pas parfaite. Un étalonnage
de l'appareil est alors nécessaire; sinon, il faut, pour tout seuil diffé
rentiel, prendre la valeur plus et la valeur moins pour adopter une
moyenne de ces deux valeurs.

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