Mars 2020 : La balance de Curie

Portraits de savants français – « Pierre et Marie Curie » - © Collections École polytechnique

Pierre et Marie Curie, ainsi qu’Henri Becquerel sont à l’origine de la découverte de la radioactivité entre 1896 et 1902 ; découverte pour laquelle ils recevront le prix Nobel de physique en 1903.

Les époux Curie vont, par la suite, approfondir leurs recherches et devenir les spécialistes de la radioactivité. Ils découvriront notamment deux nouveaux éléments radioactifs : le polonium et le radium.

Après la mort de Pierre Curie en 1906, Marie Curie va devenir la première femme à enseigner à la Sorbonne (en occupant le poste précédemment confié à son mari) et grande spécialiste de la radioactivité en devenant directrice de l’Institut du radium ; laboratoire de radioactivité construit expressément pour elle.

La sortie du film « Radioactive »  permet ainsi de mettre en avant un objet « Curie » issu des collections du Mus’X et de revenir sur la vie extraordinaire de ces deux scientifiques.

Balance de Curie – © Collections École polytechnique © Lebée/Inventaire générale

« Schéma Balance de Curie » extrait de Pierre Curie, Œuvres publiées par les soins de la Société Française de Physique, Paris, Gauthier-Villars, 1908 - © Collections École polytechnique

La balance de Curie[1], est une balance de précision qui permet de mesurer la valeur de la masse d’un corps (comme une balance classique), en apportant une plus grande exactitude et rapidité d’exécution grâce à l’ajout d’un micromètre (m,m) et d’amortisseurs à air (A,A). Elle a été mise au point par Pierre Curie en 1889.

Elle est enfermée dans une cage de verre pour la protéger des poussières et de l’agitation de l’air. À cette cage en verre est fixé un microscope qui traverse la paroi de verre et est braqué sur le micromètre situé à l’extrémité du fléau.

La balance de précision existait déjà, mais Pierre Curie va la perfectionner en y ajoutant des amortisseurs à airs qui vont préciser et accélérer la pesée d’un corps. En effet ces amortisseurs permettent de freiner les oscillations du fléau plus rapidement. Au-dessous des plateaux sont suspendues une ou plusieurs cloches cylindriques qui pénètrent dans des cylindres creux inférieurs.

Pour effectuer une pesée, on commence par une succession de poids en s’arrêtant au 0,1g près. Le corps dont on veut connaître la masse se place sur le plateau de gauche et les poids sur le plateau de droite. Le fléau de la balance va alors s’incliner sous l’influence de la très légère différence de masses entre les deux plateaux. Cette inclinaison (très faible) est lisible sur la position du trait horizontal du réticule (du microscope) sur le micromètre.

Enfin, pour avoir le poids exact d’un corps, il faut ajouter le nombre de milligrammes lu sur le micromètre aux poids placés sur le plateau de droite puis soustraire 100 milligrammes (soit les 0,1g de la pesée de départ).

« Schéma Balance de Curie » extrait de Pierre Curie, Œuvres publiées par les soins de la Société Française de Physique, Paris, Gauthier-Villars, 1908 - © Collections École polytechnique

Le perfectionnement des balances de précision par Pierre Curie, permet ainsi une plus grande précision, mais surtout une plus grande rapidité de lecture. Cet objet sera présenté en 1889 à l’Académie des Sciences.

Pour découvrir ou redécouvrir cet objet et en apprendre plus sur la vie de Pierre et Marie Curie, rendez-vous au Mus’X tout le mois de mars dans l’espace « Mesures et mathématiques » !

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