Tables des constantes de l'ionisation et de la radioactivité

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Submitted on 1 Jan 1910

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Tables des constantes de l’ionisation et de la radioactivité

T.H. Laby

To cite this version:

T.H. Laby. Tables des constantes de l’ionisation et de la radioactivité. Radium (Paris), 1910, 7 (7),

pp.189-196. �10.1051/radium:0191000707018900�. �jpa-00242419�

Tables des constantes de l’ionisation et de la radioactivité

Par T. H. LABY

(Laboratoire ^de physique.

^{Victoria College.} Wellington].

RECOMBINAISON

Coefficient de recombinaison B1...

Dans le tableau ci-dessous ^« est donné en valeurs de 1000 e, ^{où e} est la charge ionique égale ^nuinéri-

-!uen1ent ^à 4,7 x 10 -10 Ll. E. S. Pour l’air, par

elemple, a=3320e=1,56x10-6cm3 sec-1 ( à ^la température ^{et à la} pression ordinaires).

Variations de « avec la pression.

Variations des avec la température.

DIFFUSION

Coefficient de diffusion

Les coefficient de diffusion pour ^les ions gazeux sont exprimés ^{en ci»2 sec-i.} D+ ^{est relatif aux ions} positifs ^{et D- aux ions} négatifs (Townsend).

Coefficient de diffusion _pour différents gaz ionisés par les rayons X à 1.5ü et à 76 cm.

Variation du coefficient de diffusion avec la

pression (pour ^{l’air à} 15°, ionisé par les rayons B

et y).

MOBILITÉ

Mobilité des ions K. -

Les vitesses des ions sont données ci-dessous en Lnl.

par ^sec. pour ^un champ ^{d’un volt t} par ^cm. (donc ^en

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191000707018900

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cm2 sec-1 volt -1). h+= mobilité des ions positifs

et K- = celle des ions négatifs ^à pression ^et tempé-

rature ordinaires.

Mobilité _pour l’air.

Mobilités K pour différents gaz ^secs

Mobilité et Pression

(Air ^ionisé par ^les rayons ^X [Langevin]).

Mobilité et température

(Air ionisé par les rayons Rôntgen, pression ^{de 76 cm.}

[Phillips]).

Ionisation des liquides ^{et des solides}

,

Rayons ^{du radium} (Bohm-Vendt, ^ion Schweidler, Bialobjeski) ,

Mobilité des ions de la flamme

K est exprimé ^{en cm sec-1} pour 1 volt par ^cm.

Les flammes employées ^{semblent toutes être des}

flammes de _{gaz. La} mobilité ionique ^est indépen-

dante de l’acide du sel. Les valseurs de Gold et de

’vison _pour K- sont les mieux en accord avec la

théorie; ^{on a}

K- = 17.000 = xe k /mu à 18000 C.

CONDENSATION

Condensation des vapeurs

Détente =::::::. V,.!V1’ où v, ^est le volume du gaz ^avant la détente et V2 le volume après ^{la détente.}

Sursaturation de la _vapeur (à ^{la fin du refroidis-}

sement dû à la détente) nécessaire pour produire ^la

condensation

S. C’est la densité de vapeur quand

des gouttes ^se forment, ^c’est aussi la densité de la

vapeur saturée à la même température.

Condensation sur les ions naturels et les mo-

lécules dans un gaz ^saturé de vapeur d’eau

(C.T.R. Wilson).

Condensation dans l’air ionisé par les rayons

Rbntgen ^et les rayons du radium

CHARGE

Valeurs de NE pour les ions électrolytiques Ces valeurs sont exprimées ^{en U. E. S.} (et ^{en cou-} lombs) par ^{cm3. N est le nombre} de molécules conte- nues dans 1 cm3 de _{gaz à} 76 cm de 11g (g=J80,0) ^et

à tOC. E est la charge, d’un ion monovalent dans

l’électrolyse [1 ^coulomb dépose ^{ij ! 827} milligramn1e d’argent ; poids atomique ^de l’argent

^{107,88, celui}

de H=1,008; ^densité H2 = 8,987x10-5 gr par cm3 à 0° C.

Valeurs de Ne pour les ions gazeux (air)

N est le nombre de’molécules contenues dans 1 cm5 de _{gaz à} la température moyenne ^{et à 76 cm} de Hg;

e est la charge ionique ^{en U. E. S.}

Valeurs de Ne calculées

Ne

3,04.108xK/D

3,04.108x1,40/0,028

=

1,52.1010 _{pour les} ^ions positifs à ^{76 cm et à la} température ^ordinaire.

K est la mobilité des ions et D le coefficients dè diffusion (voir ^aux pages précédentes).

Charge ionique.

e=4,7x10-10 U.E.S.

e = 1,57 ^X 10-2° U.E.M.

(Rutherford, Geiger, Regener).

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NOMBRE DE MOLÉCULES DANS UN GAZ Nombre de molécules dans un gaz N est le nombre de molécules contenues dans une

molécule-gramme ^du gaz.

(Perrin, Dabrowski).

La valeur théorique pour N ^est

N=NE/e=2,894.1014/4,7.10-10=6,16.1025

RAPPORT e/m

Valeurs de e/m pour les électrons négatifs ejm ^est exprimé ^{en U. E. M.} par gr; la vitesse v

en cm/sec. ^{Les autres} valeurs de e/m figurent ^{dans le}

livre de J.-J. Thomson (Conduction of Electr. trough gazes).

La valeur moyenne des principales ^{mesures donne :} e/m0=1,772

.

(Simon, Becker, Classen, Kaufmann, Wolz, Bucherer, Bestelmeyer).

e/m ^{pour l’effet Zeeman.}

Pour une ligne spectrale ^de longueur ^{d’onde i,} qui

donne un triplet ^{dans un} champ magnétique ^H (ex- primé ^en gauss U. E. M.) ^{avec un} décalage ^{dk, Lorentz}

a montré que e/m= 2rV dk/(k2H), ^{où V est la vitesse}

de la lumière et e/m ^est exprimé ^{en U. E. M.} gr-1.

Les valeurs trouvées (1,791, ^{1,77, 1,767,} 1,771)

dont la moyenne ^est

e/m =1,775-10’ ^{U. E. M.} gr-’

sont en accord avec le e/m0 précédent.

Variations de e/m ^{avec la vitesse.}

mo est la masse électromagnétique des électrons

négatifs pour une vitesse infiniment petite, ^{m la masse}

pour ^une vitesse _v; v/V = B,V ^étant la vitesse de la lumière (Lorentz).

Valeurs théoriques (Abraham).

Valeurs déduites de la théorie de Lorentz et du principe de relativité de Einstein.

(Cette ^{théorie a été confirmée} par les expériences

de Bucherer, ^{de Wolz} qui ^ont utilisé les rayons B ^du

radium de vitesse comprise ^{entre 9 et 21.109} cmjsec.

Il en résulte que la masse des électrons négatifs ^est

entièrement électromagnétique. )

VALEURS DE RH ET DE V

Valeurs de RH et de v.

(Déviation magnétique.)

Quand des rayons de vitesse v chargés négative-

ment sont déviés par ^un champ magnétique ^uni-

forme H (à angle droit de leur direction de propaga-

tion) ^{suivant un} cercle de rayon R, ^{la valeur}

Exemple : ^{si RH=i210} gauss ^{cm., v est} égal

à 174.108 cm/sec.

RAYONS

Parcours et vitesse des rayons ^a.

Po cours en cn1. dans l’air à 76 cm. et à il.

Vitesse initiale en cm/sec. Quelques-unes ^des

vitesses sont calculées en partant ^du parcours des

particules ^{ce ; celles du RaC, ThC et du Polonium ont}

été observées.

La perte d’énergie dans J’air est proportionnelles

à l’espace parcouru. Ainsi la vitesse d’une parti-

cule oc-vitesse d’une particule ^{de RaCxO,547} Vr+1,25 ^cm/sec (r ^{est le} parcours de ^la particule considérée).

Nombre de particules ^{ex émises}

par le Radium..

Nombre de particules x émises par le Radium privé

de ses produits de transformation

= 3,4. ¹⁰¹⁰ par gr. ^et par ^sec.

Avec tous ses produits ^de transformatian :

==i 1,56. L011 par gr. ^et par ^sec.

Rapport ^{e lm} pour les rayons ^oc.

elm ^en U.E.M. par gr.

ejmpourl’hélium==2 NE/?==4J8. lO’U.Ë.M./gr.

Moyenne pour Ra, RaF, RaC = 4,66 x 103 U.E.M./gr.

(Ces 2 nombres doivent être identiques, puisque ^la particule 2 ^{est un atome d’hélium} portant ^une charge

2e.

194

Absorption des rayons ^oc.

(Pouvoir ^d’arrêt des substances diverses.)

Si une couche d’air de densité p ^et d’épaisseur ^t

diminue le parcours d’une particule a ^{de la mêmes} quantité qu’une feuille d’aluminium de densité _Pa et

d’épaisseur ^{ta, le} pouvoir ^d’arrêt atomique ^{de l’alu-}

minium relativement à l’air est

S

tpx ²⁷ / tapa ^14,4

= le nombre d’atomes par cm2 de la couche d’air / ^le

nombre d’atome dans la feuille d’aluminium par ^cm2.

Nombre d’ions produits par ^une particule ^a.

Nombre total d’ions produits par l’absorption ^com- plète ^d’une particule ^x de différentes vitesses initiales

(on prend e=4,65x10-10 IJ.E.S,).

Nombre d’ions produits ^à différentes vitesses par ^une particule ^oc.

Nombre d’ions produits par ^une particule a ^du

RaC _par m/m de parcours dans l’air à différente distances de sa source (nombre ^total

2,57.105).

Ionisation totale dans les gaz.

Il, ionisation totale produite par l’absorption ^com- plète ^d’une particule ^{OL dans} différents _gaz par rapport

à l’air.

Ionisation relative par les rayons B, y ^{et les}

rayons ^X

L’ionisation relative 1,.--iPlIp, ^{où i est la valeur}

de l’ionisation par ^unité de volume pour ^un gaz ^à

une pression p ^et 1 l’ionisation pour l’air à la pres- sion P, les autres conditions étant les mêmes. Dans les expériences ^avec rayons y, certains rayons B

étaient présents.

Ionisation relative pour les rayons ^a Ionisation totale x pouvoir ^{d’arrêt =} Ionisation re-

lative.

DÉGAGEMENT DE CHALEUR DES SUBS- TANCES RADIOACTIVES

Dégagement ^{de chaleur du Radium} Exprimé ^en calories par ^{sec. et} par gr. de radium

métallique ^{avec ses} produits de transformation. E.

von Seliweidler et Hess ont employé ^{0, 795} gr. de Radium enfermé dans 1mm de verre + 5 ^mm de cuire, ^{ils ont obtenu}

0,0328 ^calorie gr-1 ^sec-1

118 calories par br, ^et par heure.

L’effet calorifique d’une substance radioactive est

proportionnelle ^à l’ionisation de ses produits (Duane),

il existe à toutes températures ^{et semble dù à l’éner-} gie cinétique ^des particules ^{a. La} pression ^{n’a aucun}

effet sur le dégagement de chaleur.

Dégagement de chaleur de l’émanation du radium

6.10-i cm3 d’émanation (avec ^ses produits ^de transformation) ^en équilibre ^{avec 1 gr. de Ra émet} 0,75 ^des 0,0528 ^{de calorie} _{émis par} ^sec. par le ^ra- dium. La quantité ^totale de chaleur émise par 1cm3 d’érnanation du radium pendant ^{toute sa vie}

0,75x0,0528/kx6-10-4=1,9x10 ^calories.

Dégagement de chaleur du Thorium 5 - 10-9 calories par ^{sec. et} par gr. d’un vieux mi- nérrl de thorium.

ÉMANATION DU RADIUM

Loi de décroissance de l’émanation du Radium Période de décroissance pour atteindre la moitié de son activité initiale en jours ^T.

T = 5,66 jours.

k = 2,19.10-6 ^sec-,.

Volume de l’émanation du Radium Volume final de l’émanation du radium à 0° et à 76 cm en équilibre avec 1 gr. de radium métallique.

V o/ume théorique -:== nombre d’atomes de radium

qui ^se détruisent par sec/)BN.

=3,4.1010/(2,75x1019x2,19X10-6).

=5,64.10-4 cm3.

Le volume varie d’une façon ^anormale pendant ^les premiers ^moments.

Pression _{de vapeur} Pression de vapeur ^de l’émanation liquide.

Coefficient de diffusion des émanations D = coefficient de diffusion de l’émanation dans

un gaz par ^{cm2 sec-1} à la pression p (cm ^de Hg) ^{et à}

la ternpéfature ^1.

(D’après la théorie de J. J. Thomson D doit varier

faiblement ^avec le poids atonlique ^{et non} pas ^comme le

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carré du poids moléculaire de l’émanation, ^comme cela semble se présenter ^{dans les} tables ci-degsol1s.

pD = ^const. pour ^Ac Em et Th Em (l1uss., Druhat).

pD/Tl

^const. pour Ae ^{Em entre 0° et 20°} (Bruhat).

Poids moléculaire Th EnyPoids moléculaire Ac Em

-

1,42.

[Manuscrit reçu le 15 Mars 1910].

CONSTANTES RADIOACTIVES ET ATOMIQUES

Constantes radioactives et atomiques

Sur une méthode photographique d’enregistrement ^des particules ^03B1

Par William DUANE

[Faculté des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme CURIE.]

Un ne saurait exagérer l’importance ^des expériences qui ^ont pour but la numération des particules

(ato-

mes d’liélium chargés) ^émises par ^une substance radio- active’. Plusieurs constantes, ^comme la charge ^élec- trique élémentaire, le nombre des molécules par centimètre cube d’un gaz, etc., peuvent être détermi- nées par ^{une mesure} précise ^{du nombre des} particules

1. Voir lc5 traB auB. exécutes par Rutherfurd ^et Geiger. ^de

etc Le nadiuJJl. 190a et 1910

a projetées ^{à travers un} petit ^trou de dimensions

connues.

-

Comme le nombre des particules ^x qui ^traversent

le trou par seconde ^est variable suivant les fois du

hasard, ^{il est} nécessaire d’en compter ^{un très} grand

nombre (plusieurs milliers) pour obtenir ûne bonne valeur moyenne.

-

Pour évier la fatigue ^{d’une semblable numération}

directe, j’ai imaginé ^{la Inéthodc} photographique qui