J.-C.-MAC LENNAN. — Electrical conductivity in gases traversed by cathode rays (Conductivité électrique dans les gaz traversés par des rayons cathodiques). - Phil. Trans. of the Royal Society of London, t. CXLV, p. 49-77; 1900

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Submitted on 1 Jan 1901

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J.-C.-MAC LENNAN. - Electrical conductivity in gases traversed by cathode rays (Conductivité électrique dans

les gaz traversés par des rayons cathodiques). - Phil.

Trans. of the Royal Society of London, t. CXLV, p.

49-77; 1900

G. Sagnac

To cite this version:

G. Sagnac. J.-C.-MAC LENNAN. - Electrical conductivity in gases traversed by cathode rays (Con- ductivité électrique dans les gaz traversés par des rayons cathodiques). - Phil. Trans. of the Royal Society of London, t. CXLV, p. 49-77; 1900. J. Phys. Theor. Appl., 1901, 10 (1), pp.438-441.

�10.1051/jphystap:0190100100043801�. �jpa-00240532�

438

trouée égale ^à 41 cm,5 (moyenne ^{de trois mesures} ayant ^{donné 41 cen-} timètres, 4~.~m,~, ⁴² centimètres).

La perturbation micrométrique ^{observée dans les mesures faites}

dans l’air (’) ^{doit donc être} rapportée ^{à la} présence ^{de l’air.}

Ce résultat est confirmé par ^la comparaison ^{des mesures faites à}

l’aide d’un résonateur à coupure ^{et à} micromètre disposé ^dans

une cloche à air raréfié et dont le micromètre peut être, ^dans deux expériences successives, ^{maintenu dans} l’air, puis ^{dans l’air}

convenablement raréfié. A cet effet, ^{les deux} extrémités qui ^forment

les pôles du micromètre nt ( fiJ. 9) ^sont mastiquées ^{dans un} petit ^mor-

ceau de tube de verre 7~. Le masticage ^est fait soit de manière à

emprisonner ^{l’air dans le tube u} (1 re expérience), ^{soit de façon à en} permettre l’extraction en même temps qu’on ^{fait le vide dans la}

cloche (2e expérience). ^Le déplacement ^du pont indique ^une longueur

d’onde notablement plus grande ^{dans la} première expérience que dans la seconde.

L’application ^{de cette méthodes} consistant à disposer dans l’air raréfié ^non plus ^le résonateur seul, ^{mais encore la} partie ^du champ

hertzien qui avoisine le résonateur, y compris les fils de concentra-

tion, ^est susceptible ^de fournir, ^{en offrant une sorte de} _spectre ^du champ hertzien, ^d’autres rense ignements intéressants, qu’une ^étude

ultérieure permettra ^de préciser.

J.-C.-MAC LENNAN. 2014 Electrical conductivity in gases traversed by cathode rays

(Conductivité électrique dans les gaz traversés par des rayons cathodiques).

-

Phil. Trans. of ^the Royal Society of London, ^t. CXLV, p. 49-77; ^1900.

Les expériences ^{sont faites sur} des rayons cathodiques ^{émis à}

l’extérieur d’un tube à décharges ^{au travers d’une} paroi transparente d’aluminium mince [rayons ^{de Lenard} (2)]. ^La paroi d’aluminium a une

épaisseur de 1 ₁₀₀ de millimètre environ, c’est-à-dire du’elle ^{est trois}

fois plus épaisse ^{que la feuille} d’aluminium battu employée par Lenard ;

cela permet ^{de se} procurer facilement ^une paroi dépourvue ^{de trous.}

(1) Recher’ches expé~°ime~atales ^szc~~ les oscillations électriques, p. ⁹⁵ (A. Hermann, Paris, 1899).

(2) ^P. LENARD, ~t?~ .4~., ^t. LI, p. 225; ^1894.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:0190100100043801

439 f. Ionisation par les rayons cathodiques,.

^{Le faisceau} de rayons

cathodiques ^entre par ^un tube étroit dans une chambre métallique

reliée au sol où il passe ^entre deux plateaux métalliques P,, P, ^sans

les effletirer. L’un des plateaux P,, entouré d’un anneau de garde, communique ^{avec l’une,} Q,, ^{des deux} paires ^de quadrants ^{d’un élec-}

tromètre dont l’autre paire, Q,, ^{est au} sol. Si l’autre plateau, P 2’ ^{est au} sol, ^le système P,Q~, supposé isolé, prend ^une petite charge néga-

tive qui ^{se maintient bientôt} invariable. Ace moment la conductivité de l’air situé entre P, ^et P2 équilibre l’apport ^des charges négatives qui, introduites dans la chambre _par les _rayons cathodiques, ^{sont atti-}

rées par les parois métalliques ^et par le plateau P~ . Si maintenant ‘le

plateau P 2 ^{est relié à l’un des} pôles, d’une batterie de petits ^accumu-

lateurs dont l’autre pôle ^{est au} sol, ^{de manière} qu’il y ait entre les

plateaux P, ^et P 2 ^un champ atteignant ^ou dépassant quelques ^volts

par centimètre, dès que le faisceau de rayons cathodiques agit, ^le plateau P, se charge positivement ^ou négativement, suivant que le

pôle ^{de la batterie relié à} P 2 ^est positif ^ou négatif; ^le potentiel ^du plateau P, augmente ^{alors ou diminue avec une vitesse} qui dépend

de sa capacité ^{et de} l’électromètre. Or, ^{dans le cas où} P~ ^est positif,

les charges négatives des rayons cathodiques ^sont attirées par P 2’ ^et

il semble impossible d’expliquer ^{comment le} plateau P, peut ^rece- voir une charge positive ^sans admettre que la plateau P j reçoit ^alors les ^ions positifs que produisent les rayons cathodiques ^en ionisant l’air

qu’ils traversent. Dans le cas où P 2 ^est négatif, ^la charge négative ^de P, s’explique ^{bien en} admettant que P~ ¹ reçoit alors, ^{il la} fois, ^des charges négatives introduites dans la chambre métallique par ^les rayons cathodiques qui ^y pénètrent ^{et des ions} négatifs libérés par

eux dans l’air de la chambre. La conductivité produite ^{dans un} gaz traversé par des rayons cathodiques ^{est ainsi} comparable ^{à celle}

que produisent les rayons ^de Rôntgen ^ou les rayons des corps radioactifs.

2. Déch~zr~es par ^les rayons cathodiques.

Quand des rayons

cathodiques ^{tombent sur} des conducteurs métalliques isolés dans l’air à la pression atmosphérique:

cc) Si les conducteurs sont primitivement neutres, ^ils prennent ^une petite charge négative ^limitée;

b) ^Des charges positives ^sont complètement dissipées;

c) ^Des charges négatives ^sont ramenées à une faible valeur limite;

d) ^La perte ^de charge ^{est due à} l’action de l’air ionisé environnant

440

le conducteur, ^et la valeur de la charge négative ^{limite est détermi -}

née par le degré de conductivité de cet air.

3. COinparaison avec ^les rayons de R~nt~en.

L’ionisation pro- duite par les rayons de Rôntgen ^{se montre} beaucoup plus faible que celle des rayons cathodiques qui les excitent. On peut ^dire que l’ioni- sation produite ^{dans un} gaz par les rayons cathodiques issus de la fenêtre d’aluminium d’un tube à décharges de Lenard, est uniquement

due aux rayons cathodiques ^{et non aux} rayons de Rôntgen qui peuvent ^les accompagner. Les effets intenses observés quand l’épais-

seur de la fenêtre d’aluminium du tube à décharge était d’environ 0~,008 disparaissaient ^{en effet} sensiblement, quand l’épaisseur

de l’aluminium était portée ^à 0~"%040, et, d’après ^{les caractères}

connus des rayons de Rôntgen, ^{il était} impossible que la grande

ionisation observée fîit due à des _rayons qu’arrêterait ^{une feuille}

d’aluminium d’une épaisseur égale ^à 0"’"B032, différence des épais-

seurs successives de la fenêtre du tube à décharges.

4. Ahsor~~tion des rayons cathodiques.

Les résultats que Lenard

a obtenus par la méthode iluoroscopique, relativement à l’absorp-

tion des _rayons cathodiques, ^{sont confirmés} par ^une étude de l’ioni- sation que ^ces rayons produisent ^{dans les} gaz.

5. Comparaison des ion£salions clans divers gaz. - L’auteur a

employé ^{un tube à} décharges ^du type Lenard muni de deux ca-

thodes envoyant ^{cl travers} deux fenêtres d’aluminium voisines deux faisceaux cathodiques extérieurs qu’il ^faisait agir ^{sur deux condensa-}

teurs identiques 1> , P~ , P’, t P’ 2’ renfermant deux gaz différents ^{ou un} même gaz à deux pressions différentes. Les plateaux P~, P’ 2 ^{de ces}

dem condensateurs, distants de i~,6 ^{chacun du} plateau P~ 1 P’2 ^cor- respondant ^{mis au} sol, ^sont portés ^{à un} potentiel de + ^{~..000 volts. Le} champ ^{de 1.000 volts} parcentimètre ^ainsi produit, ^{dans le sens de} P 2 ^à P~ ^{et de} P’ 2 à P’ l’ est ^reconnu suffisant pour que ^les rayons cathodiques produisent dans l’ain le courant de saturation dont l’intensité four- nit, par suite, ^{la mesure} de l’ionisation. En réalité on ne mesurait pas directelnent ^{ce courant} de saturation. Les plateaux P~ ^et P’,,

isolés, communiquaient ^{chacun avec une} capacité égale ^{à 600 unités} électrostatiques. Les deux faisceaux identiques de rayons catho-

diques agissant respectivement ^sur Pl P2 ^et P’, P’~ ^{au même moment}

et pendant ^{un certain} temps quelconque, ^on comparait ensuite les

déviations prises par l’électromètre lorsqu’on le mettait en communi-

cation successivement ^avec les deux capacités identiques ^{de 600 uni-}

441 tés électrostatiques ^reliées respectivement ^à P 1 P 2 ^et P’tP’ 2. ^Voici,

les résultats obtenus :

a) Quand des rayons cathodiques d’intensité déterminée tra- versent ^un gaz, le nombre d’ions produits dans 1 centimètre cube

dépend seulement de la densité du gaz ^{et ne} dépend pas de ^{sa com-}

position chimique ;

à) Avec des rayons d’intensité constante, l’ionisation dans chaque

gaz particulier ^varie proportionnellement ^{à la} pression du gaz (cette

loi est semblable à celle que J. Perrin ^{a trouvée} pour l’ionisation pro- duite par les rayons X) ;

c) ^Les ionisations relatives produites par des rayons cathodiques

d’intensité constante dans l’air, l’oxygène, l’azote, ^le gaz carbonique, l’hydrogène, ^le protoxyde ^{d’azote à la mème} pression, ^sont repré-

sentés par les densités relatives des gaz ;

cl) ^Avec des rayons cathodiques, comme avec des rayons de Rônt- gen, ^{le nombre} d’ions produits ^{dans un} gaz ^{est dans un} rapport ^dé- lini avec la proportion ^de l’énergie rayonnante ^absorbée.

G. SAGNAC.

J. DEWAR.

The Boyling ^{Point of} Liquid Hydrogen determined by Hydrogen

and Heliumgas Thermometers (Point d’ébullition de l’hydrogène liquide, ^déter-

miné

moyen de thermomètres à hydrogène ^{et à hélium} gazeux). 2014 ^Proceed.

of ^the Royal Society, ^{t. LXVIII,} p. 44-54; ^1901.

Dans un précédent ^mémoire ~1), ^{l’auteur a déterminé le} point

d’ébullition de l’hydrogène liquide, ^au moyen d’une résistance de

platine, ^{et il a} trouvé, - 9-38’1,4, ^{C. ou} 34’1,6 ^{absolus. Il} était intéressant de savoir ce que donneraient des thermomètres ^à gaz, ^{notamment un} thermomètre à hydrogène.

Une première expérience ^{fut faite avec un} tliermomètre à hydro- gène électrolytique ^{à volume constant; la} pression du gaz ^{à 0°} était de 3/8 d’atmosphère. Ce thermomètre donna pour ^la température

d’ébullition del’o~vr~éne- ~8?°,‘? et, pour celle de l’hydrogène,2013253~.

Un thermomètre à hydrogène, extrait da palladium hydrogène, ^a

donné dans les mêmes conditions

i8~,67 ^et - 253°,37, ^la pression

de l’hydrogène à 0° étant voisine de 3/8 d’atmosphère; ^la pression ^de l’hydrogène ^à0° ayant ^été portée ^au voisinage ^d’une atmosphère,la ^tem-

(1) ^Pnoc. of ^the Royal ^{Soc., t.} LXIV. p. 2-~7 ; ^1898.