L'émission d'ions et d'électrons par une étincelle dans l'air raréfié, et les rotations « iono-magnétiques »

HAL Id: jpa-00242556

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242556

Submitted on 1 Jan 1912

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

L’émission d’ions et d’électrons par une étincelle dans l’air raréfié, et les rotations “ iono-magnétiques ”

A. Righi

To cite this version:

A. Righi. L’émission d’ions et d’électrons par une étincelle dans l’air raréfié, et les rotations “ iono-

magnétiques ”. Radium (Paris), 1912, 9 (7), pp.241-249. �10.1051/radium:0191200907024100�. �jpa-

00242556�

MÈMO!RES ORIGINAUX

L’émission d’ions ^et d’électrons par ^{une étincelle}

dans l’air raréfié, ^{et les rotations «} iono-magnétiques ^»

Par A. RIGHT

[Université ^de Bologne.

Laboratoire de Physique.]

PREMIÈRE PARTIE

Compléments ^{à l’étude des} particules ^émises

par les étincelles.

i. Recherches antérieures.

Dans un Mémoire

précédent 1 j’ai décrit des expériences qui ^démontrent

que lorsqu’on ^fait agir ^un champ magnétique ^{sur une} décharge à étincelle dans l’air raréfié, ^{cette étincelle} acquiert ^les caractères d’un faisceau de rayons magné- tiques. Ces recherches ^me conduisirent incidemment à constater l’existence d’un bombardement d’ions et

d’électrons tout autuur de l’étincelle, qu’on peut

mettre en évidence _par son action sur certains corps mobiles.

Les recherches décrites alors étaient loin d’épuiser

le sujet ; ^elles inspirent, ^au contraire, ^{de nouvelles} recherches dans différentes directions, ^dont j’ai ^suivi quelque-unes depuis ^{lors non sans fruit, alors} qu’il ^en

reste encore d’autres capables de fournir matière à études. J’ai donné ailleurs quelques ^{extraits sur les}

nouveaux résultats acquis 2; mais c’est seulement dans le présent ^Mémoire que les faits ^{nouveaux et} leurs explications ^sont exposés d’une manière

complète.

2. Disposition générale.

^{Je vais} indiquer ^la disposition ^{donnée aux} appareils producteurs ^des décharges ; ^les appareils spéciaux employés ^{dans les}

différentes expériences ^{seront décrits au moment}

voulu.

Cette disposition ^{est connue et} employée ^souvens

c’est la deuxième de celles décrites dans le Mémoire

déjà ^{cité. Voici une} description plus ^détaillée.

Les conducteurs principaux ^A, B, (fig. 1) ^d’une grande machine élecl rit¡ ne (tN pe lioltz, quatre disques, très grande vitesse) communiquent ^{avec les armatures}

intérieures de deux condensateur,- identiques ^{C, C, et}

avec le spintérmètre ^DE, tandis que les ^armatures 1. Le RadiulIl. 8 1911) ^415).

2. C. Il., ^{1 J j} javnier ^{et 19} févier 1912.

extérieures sont en communication avec les électrodes d’un des appareils ^à décharge, ^{et en même} temps

entre elles et avec la terre au moyen de l’eau contenue dans

un tube ILM. Dans cc but cc

tube a trois fils de platine

soudés dans les parois ^{en I,}

L et M, ^et le fil L communi- que ^avec la terre T. L’étincelle dans l’appareil employé ^cst

donc une de celles _que les électriciens italiens d’il y ^{a un} siècle appelaient décharge ^la-

térale, ^et clue Lodge appelle décharge impulsive.

La présence ^de la colonne d’eau (dont ^on varie par ^es-

sais la résistance 1) permet ^{la Fig. 1.}

charge ^des condensateurs jus-

qu’à ^ce qu’une étincelle éclate entre D et E. Simul- tanément une étincelle éclate aussi entre les électrodes,

communiquant ^{avec 1 et M,} si la distance entre D et E n’est pas trop petite ; 1nais, grâce à la colonne d eau

on peut adlllcttre _{quc dans} 1"appareils ^{en étude il} n’y

a de lôrce électrique que pendant ^la durée très courte des décharges. Cela réduit au minimum certaines

causes d’erreur, qui ^se manifesteraient surtout

lorsqu’il y ^a des corps très mohnes. D’ordinaire chacun des deux condensateurs C, ^{C avait une} capa- cité C ⁼⁼ 37620 unités électrostatiques ; sauf indication contraire ce sera toujours ^leur capacité. ^{Chacun était}

constitué par 5’f grandes jarres, qu’on pouvait ^accou- pler de di(lérentes manierez.

Le nombre des déchargea par seconde est d’autant

plus grand, que la capacité ^est plus pttik ^td pins petite aussi la distance entre les sphères D. E. l’indi-

1. Généralement le tui-c lLll ^l’tilt Juug d’environ 50 UII.

avait 1 cm de dtamotre. et lUHtUldLt de l’eau distillée. Il est bun de s’assurer qu’il ^il’v ait pas de humèrc dan... l’appareil ^c,i

dehors du ni-nnott -ut l’éternelle eclate. Cette condition i ·t

importante ^{surtout dans le cas} de- experiences de ta deuxième

partie.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191200907024100

242

queraipar 8 ^{cette distance en} millimètres. Suivant la valeur de ^{s on} avait de 1 à i décharges par seconde, lorsque C avait la valeur indiquée.

5. Charges transportées.

J’ai fait de ^nou- velles recherches au moyen de la disposition indiquée figure ^2, pour étudier les charges ^des particules parties de l’étincelle.

Celle-ci ^éclate entre lus électrodes M, ^N (lig. 2), (mi

dans ^ce but seront en communication avec lcs arma- tures extérieures des condensateurs (C ^{et C de la}

I’y. 2.

fig. 1). Comme dans presque ^tous les autres appareils qui ^{seront décrits ici, ces} électrodes sont constituées par de _gros fils métalliques ^entourés par des tubes ^de

verre qui ^{ne laissent à découvert} qu’une petite longueur

de ces fils à leur extrémité. Une chambre de Faraday

DE est placée ^{dans le tube it} décharge, ^{et on} peut varier sa distance de l’étiEicelle. La boite métallique

DEF, ayant ^{au milieu de la face EF un trou} ferné par

une toile métallique, ^se prolonge par ^un tube de métal jusqu’à ^un galvanomètre, ^et communique

avec une des extrémité C de ^son enroulement, ^{et en}

même temps ^avec la terre ; la deuxième extrémité de l’enroulement communique ^{avec le} disque ^{isolé A au}

moyen d’un fil placé ^{au dedans du tube. En vertu}

de cette disposition l’instrument n’est pas exposé ^à

des perturbations. ^{Comme il cet très sensible} (un millimètre de l’échelle correspond ^à 5,87.10-10 ^am- pègre) la déviation serait souvent trop grande ; ^mais

au moyen d’une boite de résistances Z on diniinue la scnsibitité dans un rapport ^connu.

Dans les tableaux suivants, ^{où sont} rapportés ^les

résultats de quelques ^{séries de mesures,} les dériations ont été exprimées ^en microampères. ^{On a} indiqué par P la pression ^{de l’air en} millimètre, par i la dévia- tion galvanométrique, ^ct par d ^{la distance en milli-}

mètres enture la fa»e EF de la chambre et l’étincelle MN. L’étincelle dans l’air libre était s = 2 mm.

Abstraction faite des colonnes ï’ on reconnait, malgré quelques irrégularités ^{dues à ce} que les étin- celles qui ^{se suivent ne} peuvent ^être identiques ^entre elles, _{que : la} charge acquise pur Je disque ^{A dans}

Tableau I

l’unité de temps ^est positive; que généra-

lement elle diminue lorsque d augmente ^à partir d’une certaine valeur ; ^{et cnCn} que pour ^les plus ^fortes raréfactions cette

charge ^{diminue. Cette} diminution est beau- coup plus prononcée, ^si l’on pousse la ^raré- faction au delà de celles indiquées ^{dans le} tableau; ^{elle est due} vraisemblablement à la diminution du nou1bre des molécules contcnues dans l’appartil, ^et qui ^fournis-

sent les particules électrisées émises par les étincelles.

Ces expériences confirment celles plus

sommaires décrites dans le précédent ^travail.

?lTaturellement sur le disque ^{A doivent arriver, non}

seulement des ions positifs, mais aussi des électrons,

et des ions néga-

tifs s’il y ^{en a.} Il

s’agit ^{donc d’un} phénomène ^diffé-

rentiel. J’ai ré-

pété, ^{cette fois}

en faisant des

mesures, ^{une ex-}

périence déjà ^dé-

crite, qu’on ^{réa- Fig.5.}

lise en plaçant ^t

dans le tube, ^{et tout} près ^de la chambre de Faraday

DE (fib. 5), ^un disque métallique ^GII, qui protège ^le disque ^{A contre les ions} positifs, qui, partis ^{des étin-} celles, arriveraient directement. Voici les résultats obtenus. (1r. ^tableau 11.)

On voit que lorsque ^{l’air est assez} raréfié il y ^a

encore une prépondérance ^de charges positives ; ^mais

pour ^les pressions plus ^{élevées le} disque reçoit plus

d’électricité négative que positive.

Ces taits me semblent indiquer que, pendant que les particules électrisées générées ^{dans la} région ^tra-

versée par ^les étincelles se diffusent rapidement, près

de celles-ci il v a encore ule prévalence ^{de mouve-}

ments dirigés ^{Bel’S les autres} régions ^de l’appareil, particulièrenleut pour les ions positifs, ^{à cause de}

leur masse plu; grande que celles des électrons. Le

disque ^{GH arrête etl} partie ^{ces ions} positifs, ^{d’où une}

Tableau II.

diminution de la charge positive, acquise par le

disque ^{A, et même une} inversion de signe.

4. Effet produit par le diaphragme ^sur

l’action mécanique ^des particules.

^Il y avait quelque ^{intérêt à étudier l’effet} qu’aurait pro- duit un disque ^{comme GH} (fig. 3), lorsqu’au ^{lieu de}

recueillir simplement ^les charges transportées, ^{on en}

observe l’action sur un petit ^{moulinet mis à la} place

de la chambre de Faraday. ^{Pour des raisons de com-}

modité le tube fut placé verticalement, ^{comme on} voit dans la fige 4 (échelle ^{de 1 : :} 5). ^{B, G sont les}

-

Fig. ^4.

électrodes, ^{K un} disque ^{de verre, il’ un} mou M net a ailettes inclinées, qui peut ^être déplacé suivant la verticale en enroulant plus ^{ou moins sur un tube de}

verre qu’on petit ^{tourner à volonté} grâce ^{à un cône} rodé, le fil de cocon auquel le moulinet est suspendu.

Le corps principal ^de 1"appareil ^est lui aussi formé de deux parties ^{rodées, ce} qui ^rend facile le place-

ment du disque ^{K, le} changement ^de moulinl’t, ^etc.’

Avec cet appareil j’ai ^constaté que, d’une manière

générale, le moulinet tourne même avec le disque ^li (dont le diamètre est un peu plus grand que celui du moulinet) ; mais la rotation est plus ^{ou moins} rapide ^{suivant les cas, et même elle} peut changer ^de

sens. Voici, ^en effet, les détails d’une expérience,

pour laquelle ^{on avait P = 0,5 ; s ==5.}

Le disque ^{h étant} placé ^{à 56 mm. au-dessus de} BC, lorsque la distance entre K et W était 12 mm.

le moulinet ne tournait pas. Si alors on le plaçait plus ^{en haut,} il tournait dans le sens ordinaire, c’est-à-dire ^comme si un courant d’air soufflait de bas ^en haut. Mais ayant baissé le moulinet de manière que ^sa di stance du disque K fut moindre que 12 ^mm., il se mit à tourner commc s’il y avait

un souffle dirigé ^{de haut en bas.}

Cette expérience parait indiquer l’existence d’une

espèce ^{de réflexion ou} de rebondissement ^sur les

parois, ^des particules émises par l’étincelle.

Pour démontrer cette réflexion, ^{si elle} existe, j’ai

construit l’appareil (lig. 5) (échelle ^{1 :} 4). ^{Il est}

formé par ^un ballon de verre SS ayant ^{trois ouver-}

tures circulaires. Dans une de ces ouvertures est fixé

un ajutage à ^{cône rodé} (l’axe de rotation est perpen-

Fig. ^5.

diculaire au plan ^{de la} figure), qui permet ^d’incliner

à volonté ^un disque ^{de verre AB, dont le centre}

coïncide ^avec le centre du ballon. Une deuxième ouBerture, très large, ^fait communiquer ^{le hallon}

avec un tube horizontal dans lequel pénètrent ^les

électrodes C, D pour les étincelles. La troisième ouverture est en haut, ^{et fait} communiquer ^{le ballon}

avec un tube, ^dans lequel ^est suspendu ^{le mou-}

linet W.

Celui-ci tourne par effet du bombardement qu’sil reçoit plus ^{ou moins} indirectement dcs étincelles;

mais si le disque AB, ^éLant d’abord horizontal, est tourné, jusqu’à ^ce qu’il prenne l’inclinaison ⁱⁱ 43

comme dans la fi-are, ^{on voit} augmenter ^{1 action}

244

mécanique. Ainsi par exemplc, ^si pendant que le

disque ^était horizontal le moulinet a tourné jusqu’à

être arrêté par la torsion du fil de suspension, lorsqu’on ^{incline le} disque, la rotation reprend ^{et la}

torsion augmente.

Cet effet se constate avec certitude, ^bien qu’il ^soit pput-ètrc ^moins prononce que ^ce qu’on ^aurait prévu.

3. Appareil pour l’étude ^du bombardement

produit par les étincelles.

J’ai pensé qu’il ^était

nécessaire d’établir des mesures sur l’action de bombardement à des distances variées de l’étincelle, dans le but d’éclaircir quelque peu le mécanisme du

phénomène. Je n’ai pas ^{tardé à} m’apercevoir clue le tube à décharges ^{de la} fig. 4 ^{ne se} prêtait pas bien, particulièrement ^{à cause de ce} que l’étincelle n’éclate pas ^à mi-hauteur, ^{d’où une certaine} dissymétrie

dans le sens vertical. Pour ce motif’, ^{et aussi}

Fig. 6.

pour avoir plus de facilité _pour changer ^{les mou-} linets, ,j’ai ^construit l’appareil (fig. 6) que j’ai employé aussi pour d’autres buts.

C’est un cylindre ^{de verre à} parois épaisses ^{AH de}

14 cm de hauteur (la figure ^est à l’échelle 1 : 4) qu’roll peut fermer par des lames planes ^{EF, GH,} appliquée

sur ses bases rodées, ^{et doiii la deuxième a un trou}

au milieu pour recevoir le système ^{de tuhes} LNQ ^des- tillé, ^cumme celui de la figure 4, ^{à la} suspension ^des

moulinets. 1Iais, ^{en outre} du cône rodé OQ, qui per- met de làirc tourner le tube PQ ^pur lequel ^s’enroule

le fil de suspension, ^{il N en a un autre en L,} qui ^est pratiquement ^{très utilc. Les} électrodes _pour les étin- celles pénètrent ^dans l’appareil par les ^{trous C, D; ils}

sont t1xés à des tubes UV, ^{unis aux} tubes fixes R, ^S par des joints rodés. Enfin un tube de verre partant

d’un des tubes IL S et non représenté ^{dans la} ligure,

établit la communication avec les pompes.

Dans sa f’orme définitive, adoptée plus ^{tard, les}

tubes li, ^{S sont soudés à} la paroi (qui ^n’est plus ^si épaisse que dans le premier appareil) ; ^{le tube L est}

soudé à GII, ^{et le fond du} cylindre ^{est ferme.} L’appa-

reil a donc 1 apparence ^{de celui} qui ^e;t représenté par la figure ^{23. Toutefois} l’appareil figure ^{6, dans} lequel

les connexions des tubes sont faites à la cire à cache-

ter et au mercure1, ^a longuement ^{et utilement servi.}

Le lil de _cocon, auquel ^{le moulinet est} attaché, ^n’est

pas simplement ^{enroulé sur le}

tube PQ (fig. 6). ^{Si l’on aBait}

conservé cette disposition ^{on n’au-}

rait pu varier la hautcnr du moulinet sans changer l’élasticité de torsion du fil. La disposition figure ^{8 ne} présente pas ^{cet incon-} vénient parce que le ^fil de cocon a une longueur invariable, ^{et sur} le tube I’U s’enroulent plus ^ou

moins dcux fils épais ^{A, B,} qui portent ^la plaque

CD à laquelle ^{est attaché} le fil de cocon.

6. Action mécanique ^à différentes distances de l’étincelle.

On pouvait prévoir, que l’action

mécanique produite par les étincelles présente ^une

valeur maximum pour ^une certaine distance entrc le moulinet et les étincelles.

En effet, ^il n’y ^a pas ^de raison pour que le mouli- net tourne, ^{s’il est à la} hauteur de l’étincelle; ^{si on lc} place au-dessous de cette position, ^{il tournera dans un}

ccrtain _{sens ;} au-dessus il tournera en sens contraire.

Mais si on éloigne ^de plus ^en plus le moulinet de l’étincelle, l’effét doit nécessairement diminuer de

nouveau. Pour une certaine distance, la torsion du

fil, nécessaire pour cluc le moulinet s’arrête, ^sera donc maximum .

C’est précisément ^{cette torsion} que j’ai mesurée dans dillérentes conditions d’expériences. Son évaluation

est rendue facile _par une division de 10° en 101 collée

sur l’appareil, ^{et l’on a une} précision suffisante si,

comme d’ordinaire, la rotation accomplie par le ^mou- linet comprend plusieurs ^{tours. Voici} quelques

mesures. On ^a indiqué par d ^{la distance en milli-}

1. Depuis longtemps j cmploic ^cette espèce ^de fermeture, sûre et facile à faire, ^dans les appareils ^{d essais. Dans le but}

que d’autres puissent ^l’em- ployer, je la décris ici, ^fil supposant, ^comme exemple, qu’il s’agisse ^{de la con-}

nexion du tube L (Hg. 6)

avec la plaque GII. Le tube L (tig. 7; ^est fisn dans l’uu- verture de la plaque ^GH

au ntwen de circ à eache- Fig. 7.

ter. De la même manière

(ou encore avec un ciment formé de verre soluble et de car-

bonate de calcium precipite ^{on fixe sur (J Il} l’anneau de verre

BC. En 11. un verse du mercure, ’lui ^est immobilise au lllu,Bel1

d’une couche épaisse N ^{de cire à} cacheterou d’une pâte de

plâtre.

mètres entre le centre du moulinet et la ligne ^des

électrodes; par T la torsion ^{en tours et} fractions de tour.

Pendant ces expériences, le moulinet était plus ^en

haut que les étincelles; pour des distances égales ^mais

avec le moulinet au-dessous des étincelles, ^{on eut des}

valeurs très peu différentes. C’est ^ce qui ^{ne se serait}

pas vérifié en employant le tube de la figure ^{4. Avec}

celui-ci à des valeurs égales de la torsion correspon- draient des valeurs de d plus grandes lorsque ^{le mou-}

linet serait t au-dessus des électrodes, _que lorsqu’il

serait au-dessous; ^{mais en} tout cas, l’existence d’une

distance, pour laquelle ^le bombardement est 1113Xi- mun1, résulterait également.

Naturellement les valeurs numériques changent

avec s, C et P ; mais l’allure générale ^{reste la même.}

7. Influence de la pression.

^{Cette influence}

mérite d’être étudiée à part. ^Ici encorc on peut ^faire

des prévisions qualitativcs.

Il est clair, ^en effet, qu’avec ^des pressions ^élevées

les collisions des particules électrisées (ions ^{et élec-} trons) ^{avec les molécules seront très} fréquentes, ^et

que par conséquent ^{elles doivent se mouvoir indiffé-}

remment suivant toute direction, ^{même à une} petite

distance de la région ^{où ces} particules prennent

naissance. D’un autre côté il est très vraisemblable

qu’avec ^une grande raréfaction de l’air l’effet méca-

nique ^doive diminuer à cause de la diminution du nombre des ll10Ircules présentes ^et capables ^d’être

ionisées.

Cela a été vérifié par des expériences ^{analogues a}

celles que je ^{viens de décrire, dans} lesquelles ^{le mou-}

linet restait dans une place ^fixe, pendant qu’on ^fai-

sait varier la pression. ^Mais j’ai ^{cu une} confirmalion

avec une méthode dit-

férente, ^au moyen de

l’appareil figure ^9.

Le tuhc à décharge

est horizontal, ^Cet!)

en sont les électrodes.

Le bombardement a lieu contrc une lame de mica ou de nlétal AU

yui porte ^un petit ^nii-

Fig. ^9. roir S, ^dans lequel ^on

ol)sern-e avec une lu- nette l’image ^d’une échelle divisée un millimètres. La lame AB est portée par ^{un ressort ii} flexion fixé sur

les parois ^du tube, ^comme l’ancre d’une sonnerie

électrique. ^Le bombardement déplace ^{la lame, mais}

pas d’une manière permanente ^{à cause} de 1 intermit- tence du phénomène ^et de la non-identité des chn-

celles successives. Mais, Lien qu’il ^{soit très rare} que

l’image ^{de l’échelle se} présente ^{immobile dans le} champ ^{de la lunette, on arrive a} faire dl’’’’ lectures

approchées qui ^sont suffisantes pouraBoir ^{une indica-}

tion s’1re d0 l’allure du phénomène.

Indiquant par P la pression ^en millimètres et par T la déviation (moyennc ^{de trois} lectures) j’ai ^{eu :}

Tableau III.

La remarquable diminution de l’effet mécanique qui accompagne la diminution de la pression ^reste

démontrée. Elle est confirmée par d’autres expé-

riences faites d’autre manière, ^et précisément ^{en re-} prenant l’appareil figure 6 ^{avec un moulinet à ailettes}

liélicoïdales porté par ^une suspension ^{bifilaire très}

peu sensible, c’est-à-dire telle, que le moulinet ^{ne se}

déplaçait que d’un angle ^très petit par effet du bom- bardement. On lisait les déviations par ^la méthode usuelle de la réflexion. Voici quelques ^résultats

Tableau IV.

Avec cette disposition expérimentale l’inconvénient de la disposition précédente ^{subsiste encore, car on}

ne réussit presque jalnais ^{li voir} l’image immobile;

mais on arrive à des résultats assez satisfaisants en

lisant les extrémités des oscillations successives, ^et

calculant de la manière bien connue la position ^d’arrêt.

En outre de la diminution d’e11’ct aux basses pres- sions ^on observe ici ^encorc la diminution dans le sens

des pressions croissantes, clu’on ^avait prévu. ^{Il existe}

donc une hression, ^dont la valeur varie suivant lus circonstances, _pour laquelle ^{on a un maximum d effet}

de bombardement.

Naturellement on ne peut augmenter ^de plus ^en plus ^la pression ^{sans limite, car on arrive bientôt à}

voir disparaître le, étincelles dans l’appareil, ^sauf

que l’on augmente beaucoup ^la longueur ^{flu la} petite étincelle dans l’air libre.

8. L’émission de particules ^{a-t-elle lieu ou}

non en égale ^{abondance sur toute la} longueur

de l’étincelle?

La réponse ^{a cette} question, qui présente ^un certain intcrch a été (obtenue ^en dcplj-

cant les électrodes, et par conséquent 1 étincelle qui

éclate entre elles, au-dessous d’un moulinet, t,t en

246

mesurant la torsion du lit de suspension qui ^arrète

la rotation L’appareil ^{construit à cet effet est} repré-

senté a un sixième environ dans la figure ^10.

Les électrodes AB, ^CD sont des tiges métalliques,

entourées par des tubes de ^{verre réunis entre eux}

intérieurement, ^et qui laissent à découvert seulement

Avec l’aide d’une petite lunette, ^on peut ^{suivre les} passages des ailettes ^{et mesurcr} ainsi la torsion. Cette détermination peut ^se faire, ^{soit à} partir ^{du moment}

où les étincelles commencent, ^ou encore, ^ce qui ^est peut-être plus facile, ^à partir ^de la torsion complète

et supprimant ^les décharges.

Fig. 10.

les extrémités des tiges ^{en B et} C. A leurs extrémités

éloignées ^les tiges ^sont attachées à des hélices de fil fin AF, ^EG qui communiquent ^{avec les fils de} pla-

tine H, K, soudés dans le verre aux extrémités de

l’appareil. ^{Celui-ci est formé} par les tubes étroits FL,

MH et par le tube large ^{LM divisé en deux} parties,

réunies en NO à cône rodé. Sur le tube large ^s’élève

une branche verticale P, portant ^le système ^{à cône}

rodé Q pour la suspension du moulinet R, ^{et munie} d’un petit ^{tube S} pour la communication avec les pompes.

Le système ^ABCD peut ^se déplacer ^{dans le sens de}

sa longueur, ^{de manière} qu’au-dessous ^{de R se trouve}

une région cluelconcloe ^de l’étincelle (de 9 centimètres de longueur), par exemple ^{une de ses} extrémités ^ou

sa partie moyenne. On réalise le déplacement par ^une bobine entourant le tube MH, parcourue ^momentané-

ment par ^un courant, ^et qu’on déplace ^{dans le sens}

voulu. Elle agit ^{sur le} cylindre ^{de fer DE} qui ^eiiti-aine

les électrodes.

Les expériences ^{faites avec cet} appareil ^{ont donné}

les résultats suivants.

Si d’abord le moulinet est, ^comme dans la figure,

dans la verticale du milieu de l’étincelle, ^{et si on}

ati end que la torsion arrête le moulinet, ^celui-ci

tourne ultérieurement dans le même sens lorsqu’on déplace l’étincelle. l,a torsion augmente, ^{et d’une ma-} nière très marquée, ^{si à la fin du} déplacement ^{le mou-}

linet se troue sur la verticale d’une des extrémités de l’étincelle. Cela a lieu quel que soit le degré ^de

raréfaction de l’air, la capacité des condensateurs et

la longueur ^de l’étincelle dans l’air libre.

Le bombardement, qui ^{est la cause} de la rotation du moulinet, part certainement de toutes les parties

d’une étincelle, mais il est plus considérable près ^des

électrodes.

Pour donner une idée quantitative ^du phénomène, je rapporte ^{les torsions} (exprimées ^{en tours et frac-}

tions de tour) ^{dans une série} d’expériences. ^La pre- mière ligne horizontale du tableau suivant contient les

pressions ^{de l’air en} millimètres, la deuxième M donne la torsion lorsque le moulinet est au-dessus du milieu de l’étincelle, la troisième E la torsion avec moulinet au-dessus d’une extrémité de l’étincelle.

Tableau V.

L’émission de particules ^{est donc} beaucoup plus

abondante ^aux extrémités qu’au milieu de l’étincelle.

Des expériences, par lesquelles j’ai ^{mesuré la} charge transportée par les particules, portent à ^{une conclusion}

semblable.

J’ai employé ^{dans ce but encore} l’appareil ^{de la} fige 10, légèrement ^{modifié, en} supprimant ^{le mou-}

linet et plaçant ^{dans le tube P une} chambre de Fara-

day ^{semblable à celle de la} figure ^2, mais tournée en

bas et beaucoup plus petite. ^Le petit disque ^collecteur placé ^au dedans de la chambre métallique ^communi- quant ^{avec la terre se} trouvait à 8 centimètres environ au-dessus de l’étincelle mobile. Il communiquait,

comme celui de la figure ^{2, avec une} extrémité du fil du galvanomètre, dont l’autre extrémité communi-

quail ^avec la chambre protectrice, ^{comme dans cette}

même figure.

Voici quelques ^résultats n umériques :

Tableau VI.

Un en déduit que, alors qu’aux petites pressions,

par exemple ^{de 0,6 mm., la} charge positive ^recuPillie

dans la chambre de Faraday ^est sensiblement la même, soit qu’au-dessous ^{se trouve la} partie moyenne ^ou

une extrémité de l’étincelle, ^aux pressions ⁿⁿ peu plus grandes, ^{on a un effet} plus grand ^en correspondance

des électrodes. Plusieurs fois, j’ai ^{obtenu un courant}

de sens contraire (par exemple ^{à la} pression ^{due 5} cm)

par action de la partie moyenne de l’étincelle, ^comme

si la distance entre celle-ci et le disque collecteur était très grande, ^résultat analogue ^{à celui} qu’on ^avait

constaté dans le cas de la figure ^{5, lors de la} pré-

sence d’un obstacle interposé,

9. Forme à donner aux moulinets.

Pour les expériences ^décriles jusqu’ici, ^dans lesquelles ^il

faut employer ^{un moulinet} à ailettes inclinées ou en

forme approximativement hélicoïdale, la forme des

ailettes, leur nombre et leurs dimensions n’ont d’autre

importance que celle de rendre le moulinet plus ^ou

moins sensible pour ^l’action mécanique ^li laquelle ^il

est exposé. ^{Ainsi la} plupart ^du temps, ^{en raison de}

Fig. 11.

la plus grande ^{facilité et} rapidité ^de construction, ^le

mou linet ^a été préparé ^en pliant légèrement ^{et toutes}

dans le même sens les qua- tre branches cn forme de secteurs d’une croix très mince d’aluminium, ^{de ma-}

nière n faire prendre ^{à ces secteurs une fornle}

hélicoïdale; d’autres fois on a applique quatre ^ailettes de nlica â un petit cylindre ^d’ébonite (ng. 1 ’1) ^{un h s}

fixant à la gutta-percha dans des entailles comme BC.

Un crochet A en fil de _verrue, fixé d’une manière semblable, permettait d’attacher le moulinet au fil de

suspension. ^La figure ^{11 montre en} grandeur ^natu-

relle ce dernier moulinet.

Mais de semblables moulinets donneraient lieu à de graves ^erreurs dans le cas des expériences décrites dans

le § 10, pour lesquelles intervient ^un champ 111agné- tique. ^{et cela à cause} de certains phénomènes ^nou-

veaux auxquels ^{est consacrée} la deuxième partie ^{de ce}

Mémoire. On verra, ^en effet, qu’il suffit de l’existence du champ magnétique pour que, indépendamment ^du

bombardement produit par les étincelles. le moulinet prenne ^{un mouvement} de rotation. Ce qui caractérise

lette nouvelle action du champ magnétique, ^c’mt

d’être une ac ion polaire, c’est-à-dire que la ^rotation

change ^{de sens} par inversion du champ. Les modifi- cations probables produites par le champ ^sur le I)Iié-

nomène de bombardement ne dépendent pas ^{au con-} traire du sens de la polarité.

Cette considération permettra ^{de ne} pas ^se tromper dans l’interprétation de certaines expériences; ^{mais il}

n’est pas possible ^{de faire} disparaitre ^{cette action} polaire. ^{Seulement on peut} la réduire au minimum

en adoptant pour le moulinet la forme in-

diquée par ^lu figure ! ^12,

dont la partie ^infé-

rieure ^en donne la pro-

jection horizontate.

Les ailettes ne sont

que deux, constituées Fig. ^1‘?.

de lames minces de

mica, très peu inclinées, ^au point qu’à première ^vue

elles peuvent ^sembler horizontales. En réalité, ^{si le}

cote de l’ailette de gauche ^située près de l’observa- teur est un peu plus haut que le cote opposé, ^c’cst le ^contraire qui ^{a lieu} pour l’ailette de droite, ^et par

conséquent les chocs diriges verticalement tendent à les faire tourner d’une manière concordante.

Les lamelles sont fixées a des fils de verre BC pa l’intermédiaire d’un tout petit cylindre ^{d’ébonite B,} qui ^{a dans cc but un} petit ^{trou au} milieu d’une de

ses bases et une coupe diamétrale sur l’autre ; ^les

fils eux-mêmes sont introduits dans de petits ^trous pratiqués dans la surface latérale du cylindre ^{CC. Un}

peut admettre que les dimensions vraies soient celles de la figure ^12.

Avec cette disposition, ^l’action polaire ^du champ

devient un terme de correction, ^{dont on} appréciera l’importance ^en intervertissant le champ magnétique.

Au lieu de suspendre les mouhnets H un fil de

cocon (quelquefois ^{à un lil de} quartz, j’ai enlillmé

aussi, particulièrement ^en construisant des appareils

de démonstration des moulinets munis dune petite ehapne ^de pierre ^dure placés ^en équilibre ^{sur une} pointe d’aiguille ²¹ la nuuÚè ’C de l’aimant d’une hou so’.e. Mais la mobilité est diminuée.

10. Influence du champ ^{sur les} particules

émises par les étincelles.

J’ai constaté cette

influence dès mes pren1ières recherches. Elle se manifeste comme variation d’intensité du bonlbar- dement, ^{ou comme} variation de l;t charge acquise par le disque dans la chambre de araday.

(juant ^{à cette} dernière int1ut Il t-. il suffit d’observer les nombres des colonnes 1 des tableaux rapportés

dans le a 5. Ces nombres sont la déviation en micro-

ampére du galvanomètre, lorsqu’un champ magné-

tique ^créé j’ar ld bobine R fig. 2, était ^en action. Le

248

courant dans cette bobine avait d ordinaire l’intensités de 16 ampères, ^et l’intensité du champ ^{a 13 mm. de}

la face pola»re ^{de la} bobine était de 1500 gauss ^envi-

ron. Si l’on compare les colonnes ^{i’ aux} colonnes i, ^on

constate, que ^sous l’action du chanip ^la charge

recueillie dans la chambre de Faraday diminue net- tement. Cela a lieu même dans le cas où, ^comme

dans les expériences auxquelles ^se rapporte ^la

figure ^{5, il} y ^{a un} diaphragme qui sépare ^{la chambre}

contre le bombardement direct.

On a donc pleine confirmation du fait, que j’avais

annoncé en me basant sur des expériences ^moins précises. ^On prévoit ^{ce fait} lorsqu’on ^admet l’hypo-

thèse des couples électron-ion positif, que le champ

rend moins instables. En effet, ^{à cause de la} persis-

tance de ces couples plm grande ^{que sans} champ magnétique, ^{il doit se faire,} que quelque particule (ion ^ou électron) ^{arrive an} disque collecteur, accouplée

avec une particule ^de signe contraire, lorsque ^sans champ ^elle y arriverait ^toute seule.

A propos de l’influence du champ ^{sur les ions et}

les électrons qui partent ^de l’étincelle, j’ai longuement essayé ^{d’obtenir une} vérification expérimentale ^{de la} prévision théorique ^{suivante, basée sur} l’hypothèse

des couples ^tournants électron-ion positif. ^{Si sous}

l’influence du champ magnétique produit par ^un pôle placé au-dessous de l’appareil figure ^{6 ces} couples

se forment effectivement, ^{ou mieux si elles} acquièrent

une plus grande ^{durée, comme elles sont} repoussées par le pôle ^{vers la} région ^oii l’intensité du champ ^est plus ^{faible, on devra constater une} accélération dans la rotation d’un moulinet suspendu, ^{comme W de la} figure ⁴ (de laquelle ^on doit supposer supprimé ^le disque Ii).

D’abord j’eus des résultats incertains _car, iniépen-

damment des conples hypothétiques, ^le champ ^fait

varier le potentiel ^de décharge quelquefois ^{dans un}

sens, d’autres en sens opposé, suivant les conditions;

d’où une variation correspondante dans l’intensité du bombardement. Puis il y ^{a une autre} difficulté à

vaincre, qui dépend ^des phénomènes qui ^{seront étu-}

diés dans la deuxième parlie, ^et c’est que l’effet du

champ ^{ne se montra} pas indépendant ^{de sa direc-}

tion.

On élimine, ^autant que possible, ^{cette dernière}

difficulté en adoptant le moulinet représenté ^{dans la} figure ^{1’2: et} quant à l’influence sur le potentiel ^de décharge ^on s’en l’en 1 indépendant ^en employant ^non

pas ^un, mais deux moulinets, W, ^W (fig. ^{13) soli-}

daires entre ^eux et placés ^l’un au-dessus, ^{l’autre au-}

dessous de 1 étincelle CD. L appareil, ^{dont on} n’a p,is dessiné les contonrs dans la ligure, ^est placé ^{sur une}

bobine R.

Si on déplace quelque peu verticalenlent le sy- tènle WW on trouvera une position, ^dans laquelle ^les

actions opposées ^du bombardement sur les deux

moulinets se compensent. ^{Si alors on excite le} champ

on devra obtenir ^une rotation de même ^sens que si

un courant d’air âirigé ^{en haut} agissait ^{sur les mou-}

linets.

On constatera encore que la rotation ^ne change ^pas

de sens lorsqu’on intervertit le champ. ^En plus, ^{on véri-}

fiera que, plaçant ^le système

un peu plus ^{haut ou un} peu

plus bas, de manière qu’il

tourne lentement, la rotation s’accélère lorsqu’on ^{crée le} champ, ^{si elle a lieu dans le}

sens convenable, ^{ou devient} plus ^{lente et même} change ^de

sens, si elle avait lieu en sens

opposé. ^{Fig. 13.}

Je ine suis convaincu que

tout cela a lieu réellement de la manière prévue;

mais je n’ose pas présenter ^cette expérience ^comme

une démonstration formelle de l’existence des couples

tournants, parce qu’elle ^{nc réussit} pas toujours

cause du fait _que les étincelles varient irrégulièrement

de forme et de structure. Lorsque ^{le résultat} prévu manquait, il n’était pas difficile d’en ^{trouver la}

cause, généralement ^un changement visible de la forme des étincelles dû à quelque modification des électrodes; mais pour ^amener la conviction chez les autres il faut donner des expériences ^{de succès con-}

stant, ^et celle _que je viens de décrire ne satisfait _pas à cette condition.

11, Conclusion à tirer des précédentes

recherches.

l,e mécanisme de production ^{de la} décharge à étincelles nous est presque entièrement inconnu, ^{ou tout au moins nous n’en savons} pas ^au-

tant que dans les cas d’autres formes de décharge, ^et particulièrement ^{dans le cas de la} décharge ^{en gaz}

raréfié constituée par la colonne positive, l’espace obscur, ^{etc. Il est} donc naturel qu’on ^ne puisse indiquer d’une manière détaillée l’origine ^{des ions et} électrons, ^{dont les} mouvements rapides ^{sont mis en}

évidence par ^les expériences ^décrites.

Toutefois il est hors de doute que dans ^une étin- celle ont lieu des mouvements moléculaires très vio- lents, ^et la formation abondante d’ions des deux

espèces, ^{et aussi de} simples ^électrons qui, ^{conlme on} sait, ^{restent libres} pour la plupart lorsqu’il s’agit

de gaz raréfiés, ^{seulement un} petit ^{nombre d’entre}

eux formant des ions négatifs.

En outre de l’ionisation par collision, _{il y} ^aura peut-être a ^tenir compte ^{d’autres causes} d’ionisation,

par exemple ^{l’action des} raj-ons X ^{dus aux variations}

de vitesse des ions et des électrons. l’action des radia- tions lumineuses produites pendant le processus de

décharge, ^et aussi les variations rapides ^{du champ}

électrique ^{car il} s’agit presque toujours ^{dans ces} expériences ^de décharges oscillantes.

Quoi qu il ^en soit, ^c’est certainement dans l’étincelle lumineuse ou tout près d’elle, c’est-à-dire entre les électrodes dans une région qui ^ne s’étend pas beau- coup ^autour de la droite qui ^les joint, que les ions ^et les électrons restent séparés ^et lancés dans toutes les directions. Naturellmeeiit pour ^une région ^{donnée du}

gaz, les particules ^auront des directions partant ^{de la} région occupée par l’étincelle. Mais u cause des col-

lisions, ^{à une distance assez} grande ^de l’étincelle, ^on

aura des mouvements de particules ^{suivant toute}

direction, c’est-a-dire sans direction préférée. ^Toute- fois, ^{à cause de leur mnsse} plus considérable, ^{les ions}

positifs conserveront jusqu’à plus grande ^{distance la}

direction de mouvement primitive. ^C’est précisément

ce que semblent établir les expériences du para-

graphe 3 ^{relatives aux} charges acquises par ^{un con-}

ducteur frappé par les particules parties ^de l’étincelle.

Enfin il est bon de noter que, dans le ^cas du cou- rant tranquille ^{des tubes à} gaz raréfié, les électrons créés près de la cathode et les ions positifs ^formes

dans la deuxième couche négative ^resteiii expies pendant ^{leur mouvement à} 1°aPlinii du champ ^élec- trique, qui augmente ^leur vitesse, pcndant qu’il ^n’en

est pas de même dans le ^cas d’une étincelle. Ici ^un atome se divise tout à coup ^{avec une} espèce d’expio

sion ^en ion positif ^{et électron,} par ^{une cause} instant- née qui peut ^{être une force} électrique ^{très intense et}

de durée très petite. ^Il s’ensuit que vraisemblable-

ment les quantités ^{de mouvement} des électrons et des ions seront, ^sinon égales, du moins moins différentes que lorsqu’il ^existe l’égalité des forces vives. Cette con-

sidéralion a une certaine imporlallce relativement à

ce qu’il ^sera exposer dans ^{la 2c} partie ^{de ce Mémoire.}

[Manuscrit rpcu ^lu 20 juin 1912.]

Sur l’absence de radiations pénétrantes

au cours des réactions chimiques

Par M. de BROGLIE et L. BRIZARD

Dans un travail paru ^{dans ce} Journal (Radiuni 1910, _page 165), nous avons eu déjà l’occasion d’at- tirer l’attention sur la possibilité ^de l’émission d’un

rayonnement plus ^{ou moins} pénétrant (genre b ^ou y)

au cours du bouleversement interne qui accompagne

une réaction chimique, ^{mlis en} indiquant que nulle

expérience ^{n’avait donné dans cette} voie de résultats

positifs.

M. Il. Carter ^a récemment publie ^(Phil. Mag., Nov. 1911) le résultat de recherches portant ^{sur l’arc}

et l’étincelle électriques, ^{et sur les ilammes à haute} température. ^{Dans aucun des} caq, l’auteur n’a pu mettre ^en évidence ^un rayonnement ^ionisant capable

de traverser une plaque ^{mince de iiiétal.}

De3 expériences différentes, contemporaines ^{de nos} premières recherches, _{mais que} ^nous n’avons pas

publiée,-, ^{nous ont} conduits à la même conclusion.

Nous pincions ^{sous un} condensateur, ^{de la mousse de}

savon gonflée ^{avec un} mélange ^tonnant d’hydrouenc

et d’oxygène; l’explosion portait ^dans chaque expé-

rience sur un volume de gaz de l’ordre du litre. Le condensateur était soigneusement protégé ^au point ^de

vue mécanique ^{contre toute} déforn1ation. Il était

renfermé à l’intérieur d’une enceinte hermétiquement close, pour empêcher ^{l’entrée des} produit-; ^{de la} combustion; ^la paroi ^{voisine du} mélange explosif

était constituée par ^une lame d’aluminium d’un millimètre d’épaisseur, ^assez rigide pour ^ne pas se déformer sous la brusque poussée des gaz. ^{Enfin il}

était nécessaire de placer l’électroln’ltrc dans une

pièce voisine pour éviter complètement les ébranle- ment dus u l’explosion.

Dans ces conditions nous n’avons jamais ^observé

d’ionisation appréciable ^{de l’air ii} l’intérieur du

condensateur, pendant ^ou après la réaction explosive,

pas plus d’ailleurs qu’eH remplaçant ^{la mousse}

tonnante par ^une forte amorce de fulminate de

mercure.

Tous ces résultats paraissent ^{bien cj:n} ider pour

souligner la différence profonde (lui ^{existe en!re 1....;}

phénomènes atomiques ^{de la} radioactivité, et tes

phénomènes ⁱⁱⁱ léculaires de la chimie, _{ainsi que}

l’impossibilité ^où nous sommes actuellement de pro- dtiire artificeillement t quoi que ^{ce ()it} qui ^ressemble

à la désintégration spontanée des conp. radioactifs.

[Manuscrit reçu le 3 juillet 1012. j