Origine, variations et perturbations de l'électricité atmosphérique

(1)

HAL Id: jpa-00240489

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Submitted on 1 Jan 1900

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Origine, variations et perturbations de l’électricité atmosphérique

Marcel Brillouin

To cite this version:

Marcel Brillouin. Origine, variations et perturbations de l’électricité atmosphérique. J. Phys. Theor.

Appl., 1900, 9 (1), pp.91-94. �10.1051/jphystap:01900009009101�. �jpa-00240489�

(2)

ments, j’indiquerai ^seulement

^un

argument ^indirect qu’on peut ^tirer

des expériences ^de Quincke. Quand

^on

transforme

une

couche

d’argent

^en

^iodure ^(et ^c’est ^{ainsi que} Quincke préparait

^ses

^lamelles d’iodure),

^on

^obtient

^une

épaisseur ^d’iodure ⁴ ^fois plus épaisse ^envi-

ron

que celle d’argent. ^Les couches de passage de l’iodure devraient donc avoir

une

épaisseur ^très différente de celles de l’argent ;

^or

^les expériences ^de Quincke donnent la même. L’objection ^tombe donc, à

moins qu’on

^ne

^{fasse des} hypothèses ^bizarres ^dont ^il ^serait facile, d’ailleurs, ^de démontrer l’inanité.

Une dernière remarque ^avant de terminer : Il es t vraisemblable que la densité ^et l’indice de réfraction des couches de passage ^varient

avec

la profondeur ^avant d’atteindre les valeurs définitives qu’on

mesure

pour les corps pris

^en

^masse. Cependant,

^au

degré ^de préci-

sion des

mesures

faites jusqu’ici,

^ces

quantités apparaissent

^comme

constantes. On peut dire,

^en

^tout ^cas, qu’elles ^varient ^très peu

^avec

la

profondeur

^ou

que, s’il y

^{a une}

épaisseur de variation plus rapide,

elle n’intéresse qu’une ^très petite fraction de chaque couche de pas- sage.

Les couches de passage qui ^terminent

^un

corps apparaissent ^ainsi

comme ayant

^une

constitution très peu différente de celle de l’inté-

rieur, ^et ^il n’y

^a

qu’un petit ^{nombre de} propriétés dont la variation

puisse ^être ^estimée ^avec

^une

sensibilité suffisante pour qu’on ^réussisse

à mettre

ces

couches

en

évidence. Cela est

encore

plus vrai pour les liquides que pour les solides, ^comme ^il ^ressort ^des ^travaux ^de Reinold et Rucker.

ORIGINE, VARIATIONS ET PERTURBATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE ;

Par M. MARCEL BRILLOUIN.

i.

^-

Hertz

^a

découvert,

^en

1887, que l’étincelle électrique ^éclate plus facilement ^sous l’action de la lumière ultra-violette que dans l’obscurité. En 1888, ^Wiedemann êt Êbert ônt ^montré que ^cette action s’exerce à la cathode (électrode négative), qu’elle

^{a un}

maximum dans l’air

vers

la pression ^de ³⁰⁰ millimètres de _{mercure ;}

d’après Arrhenius,

^ce

maximum aurait lieu

vers

6 millimètres, ^et, d’après Stoletow, ^à

^une

pression ^variable ^avec l’intensité du champ

électrique, à peu près proportionnellement.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01900009009101

(3)

92 L’étude attentive de cette action

a

montré que ^toute surface métallique chargée d’électricité négative perd ^cette électricité lors-

qu’elle ^est exposée

^aux

radiations ultra-violettes, quelque faible que

soit la charge négative. ^L’action

^sur

l’électricité positive ^est ^nulle.

MM. Righi ^et ^Stoletow ^ont ^même pu

^se

servir de cette action pour

mesurer les différences de potentiel

^au

^contact.

2.

^-

M. Buisson, qui

^a

^vérifié ^cette délicatesse d’action de la lumière ultra-violette,

^a

^{exécuté à}

^ma

^demande

^une

^série d’expé-

riences

sur

la glace, comparée

^au

zinc. Un faisceau de lumière ultra-violette (arc électrique, aluminium) ^traverse

^une

plaque ^de ^laiton perforée portée ^à

^un

potentiel positif, ^et ^tombe

^{sur un}

^bloc ^de glace qui forme l’armature négative ^du condensateur. Ce bloc repose

^sur

un

disque métallique ^à pied ^isolant

^en

communication

avec un

élec- tromètre. Avant l’éclairement, ^le ^{bloc de} glace ^et l’électromètre sont

,

mis

en

communication

avec

le sol, puis ^cette communication est

supprimée. ^Dès qu’on éclaire, l’aiguille ^de l’électromètre

se

déplace ^et indique que le bloc de glace perd

^son

électricité

négative

^-

jusqu’à égalisation ^du potentiel ^{de la} glace ^et ^{de la}

lame de laiton.

^’

L’action

sur

le bloc de glace

^{sec au}

^sortir ^d’un mélange réfrigé-

rant est très intense (de l’ordre du dixième

au

vingtième ^{de celle}

^sur

le zinc).

^-

Dès qne la surface du bloc

^commence

^à fondre, ^l’action

de la lumière ultra-violette diminue beaucoup ; ^enfin lorsque ^{l’eau de}

fusion

couvre

toute la surface éclairée du bloc, ^la perte d’électricité

négative ^devient négligeable.

Tels sont les résultats obtenus

au

Laboratoire de Physique ^de

l’Ecole Normale par M. Buisson.

La glace ^est très sensible aux radiations ultra-violettes; l’eau y ^est

insensible.

3.

^-

Rapprochés de l’influence

non

douteuse de l’abaissement de

pression

^sur

^cette ^action, ^et ^de l’absorption de la lumière ultra- violette du soleil par l’atmosphère, ^ces résultats transforment

^mon

hypothèse

^sur

l’origine ^de l’électricité atmosphérique

^{en une}

^théorie expérimentale digne ^d’être publiée.

S’il existe à

un

moment quelconque ^dans l’atmosphère

^un

champ

électrique, ^les aiguilles ^de glace des cirrus s’électriseront par

influence positivement ^à

^un

^bout, négativement ^à l’autre. S’il arrive

qne l’extrémité négative ^des aiguilles ^de glace ^reçoive des radia-

tions solaires ultra-violettes, ^les aiguilles ^de glace ainsi éclairées

(4)

perdront ^toute ^leur charge négative et resteront électrisées positive-

ment.

L’état neuli-e

ou

négatif des cirrus est instable; ^tout ^cirrus ^éclairé par le soleil devient positif.

4.

^-

1/expérience

^a

d’ailleurs montré que ^l’air ainsi éclairé reste isolant (contrairement ^à ^ce qui arrive pour les rayons Rôntgen).

Dans les expériences ^de laboratoire, où le conducteur positif ^est peu distant du conducteur négatif, le transport de l’électricité par

^mou-

vement de l’air est rapide ; ^dans l’atmosphère, ^il

^{en sera}

^autrement.

L’électricité négative perdue ^{par les} aiguilles ^de glace ^est déposée

dans l’air environnant (hypothèse). L’ensemble du nuage apparaît

eomme

positifs, lorsque ^les aiguilles

^se

séparent de l’air environnant.

L’état neutre de l’air est instable. L’air qui ^traverse

^une

région ^de

formation de cirrus éclairés est négatif. ^L’air ^neutre ^dans lequel

s’est évaporé

^un

^cirrus positif ^est ^devenu positif.

Dans la formation des cirrus par mélange (t), ^les mouvement-s

indépendants ^de

^masses

^d’air voisines, ^les

^unes

nuageuses, les autres limpides, ^sont fréquents. ^L"air négatif

^se

séparera ^alors ^du

cirrus positif. ^{Si la}

^masse

^d’air négative ^descend, ^et ^si, toujours négative (car l’électricité

^ne

peut disparaître), elle atteint le sol cul-

tivé, les innombrables pointes ^d’herbes

^ou

^de feuilles rendront facile l’échange d’électricité entre le sol et l’air. Le sol continental est chargé négativement par l’échange

^avec

^l’air.

A la surface des _mers, rien de semblable

ne se

produit : ^l’air ^reste négatii ; ^il

^se

charge de vapeur ; mais, quand, par détente, ^cette vapeur ^se ^condense

^en

^fines gouttelettes, ^celles-ci

^comme

^des pointes

fines empruntent ^à ^l’air

^sa

charge. Les cumulus de détente des

régions océaniques ^sont négatifs.

Au niveau du sol, ^aucune action directe des radiations ultra-violettes

ne

se fait sentir, parce que ^ces radiations n’y parviennent presque pas, ^et parce que l’eau n’y ^est pas sensible.

5.

^-

Il paraît inutile d’insister

sur

les caractères de la variation diurne, ^et

^sur

^la complication que le transport de l’air électrisé peut

lui donner.

L’influence

sur

les orages êst évidente ; ^le ^même coup ^de ^vent donne de la pluie êt ^des âverses ^la nuit, des orages ^à la fin du jour, lorsque l’action solaire

a

électrisé les cirrus, ^et que la convection

a

(1) Venls ^et Nuages,M. ^BRILLOUIN (Ann. ^{du Buo.} ^cent;’. 1nét., 1898).

(5)

94 éloigné ^l’air négatif. ^La lenteur de cette convection explique égale-

ment les deux

ou

trois journées ^de temps ^à apparence orageuse, qui précèdent ordinairement le véritable orage dans

^nos

climats.

Dans les régions

^ou

^les saisons, ^où ^l’air ^est ^à peu près calme,

comme à la limite du cône d’ombre circumpolaire de la saison froide,

le cirrus électrisé positivement ^dans ^toute

^sa

^masse pendant ^le jour,

reste environné de l’air négatif. ^{Dès la} ^nuit ^venue, l’état stable

change; ^entre ^l’air négatif ^et ^les aiguilles ^de glace positives, ^des

effluves s’étendent,, ^dans ^toute l’épaisseur du nuage. Cette explica-

tion cadre parfaitement

^avec

^toutes ^les particularités ^des

^aurores

polaires; elle convient aussi pour les nuages lumineux observés

quelquefois ^dans

^nos

régions, ^et pour les lueurs diffuses des ^soirs

d’été, dites éclairs de chaleur.

6.

^-

Enfin le mécanisme de l’action des taches solaires devient très simple. Toute variation d’éclat ultra-violet du soleil

a une

action immédiate

sur

les

aurores

polaires, ^et l’électricité atmosphérique,

là où existent des cirrus,

^sur

les orages,

^une

action qui peut ^être

retardée de quelques jours, ^là ^où les cumulus sous-jacents

^aux

cirrus étaient neutres

ou

à peu près. La nécessité des cirrus

préexistants

^{ou en}

formation, ^et ^des cumulus, localise l’action des radiations d’une manière variable avec l’ensemble des circonstances

météorolog-iques.

L’importance des troubles provoqués ^est ^sans ^relation ^avec l’im- portance visuelle des facules, ^mais dépend exclusivement de l’inten- sité de la partie ultra-violette transmicsible à travers l’atmosphère.

A ce titre, les facules et surtout les taches observées à l’oeil

nu ne

sont que des indices défectueux, êt îl êst grandement ^à désirer que les observations de M. Deslandres soient régulièrement organisées

et publiées.

^’

7.

^-

D’autres actions, ^la pulvérisation ^des gouttelettes ^d’eau ^tom-

bant

sur un

obstacle, ^ont ^été indiquées depuis quelques ^années

comme jouant

^un

rôle dans la production de l’électricité atmosphé- rique. ^{Je crois} qu’elles

^ne

Origine, variations et perturbations de l'électricité atmosphérique

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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.

Origine, variations et perturbations de l’électricité atmosphérique

Marcel Brillouin

To cite this version:

Marcel Brillouin. Origine, variations et perturbations de l’électricité atmosphérique. J. Phys. Theor.

Appl., 1900, 9 (1), pp.91-94. �10.1051/jphystap:01900009009101�. �jpa-00240489�

ments, j’indiquerai seulement

argument indirect qu’on peut tirer

des expériences de Quincke. Quand

transforme

couche

d’argent

iodure (et c’est ainsi que Quincke préparait

lamelles d’iodure),

obtient

épaisseur d’iodure 4 fois plus épaisse envi-

que celle d’argent. Les couches de passage de l’iodure devraient donc avoir

épaisseur très différente de celles de l’argent ;

les expériences de Quincke donnent la même. L’objection tombe donc, à

moins qu’on

fasse des hypothèses bizarres dont il serait facile, d’ailleurs, de démontrer l’inanité.

Une dernière remarque avant de terminer : Il es t vraisemblable que la densité et l’indice de réfraction des couches de passage varient

la profondeur avant d’atteindre les valeurs définitives qu’on

pour les corps pris

masse. Cependant,

degré de préci-

sion des

faites jusqu’ici,

quantités apparaissent

constantes. On peut dire,

tout cas, qu’elles varient très peu

la

profondeur

que, s’il y

épaisseur de variation plus rapide,

elle n’intéresse qu’une très petite fraction de chaque couche de pas- sage.

Les couches de passage qui terminent

corps apparaissent ainsi

comme ayant

constitution très peu différente de celle de l’inté-

rieur, et il n’y

qu’un petit nombre de propriétés dont la variation

puisse être estimée avec

sensibilité suffisante pour qu’on réussisse

à mettre

couches

évidence. Cela est

plus vrai pour les liquides que pour les solides, comme il ressort des travaux de Reinold et Rucker.

ORIGINE, VARIATIONS ET PERTURBATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE ;

Par M. MARCEL BRILLOUIN.

i.

Hertz

découvert,

1887, que l’étincelle électrique éclate plus facilement sous l’action de la lumière ultra-violette que dans l’obscurité. En 1888, Wiedemann et Ebert ont montré que cette action s’exerce à la cathode (électrode négative), qu’elle

maximum dans l’air

la pression de 300 millimètres de mercure ;

d’après Arrhenius,

maximum aurait lieu

6 millimètres, et, d’après Stoletow, à

pression variable avec l’intensité du champ

électrique, à peu près proportionnellement.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01900009009101

92

L’étude attentive de cette action

montré que toute surface métallique chargée d’électricité négative perd cette électricité lors-

qu’elle est exposée

radiations ultra-violettes, quelque faible que

soit la charge négative. L’action

l’électricité positive est nulle.

MM. Righi et Stoletow ont même pu

servir de cette action pour

mesurer les différences de potentiel

contact.

2.

M. Buisson, qui

ments, j’indiquerai ^seulement

argument ^indirect qu’on peut ^tirer

des expériences ^de Quincke. Quand

^iodure ^(et ^c’est ^{ainsi que} Quincke préparait

^lamelles d’iodure),

^obtient

épaisseur ^d’iodure ⁴ ^fois plus épaisse ^envi-

que celle d’argent. ^Les couches de passage de l’iodure devraient donc avoir

épaisseur ^très différente de celles de l’argent ;

^les expériences ^de Quincke donnent la même. L’objection ^tombe donc, à

^{fasse des} hypothèses ^bizarres ^dont ^il ^serait facile, d’ailleurs, ^de démontrer l’inanité.

Une dernière remarque ^avant de terminer : Il es t vraisemblable que la densité ^et l’indice de réfraction des couches de passage ^varient

la profondeur ^avant d’atteindre les valeurs définitives qu’on

^masse. Cependant,

degré ^de préci-

^tout ^cas, qu’elles ^varient ^très peu

elle n’intéresse qu’une ^très petite fraction de chaque couche de pas- sage.

Les couches de passage qui ^terminent

corps apparaissent ^ainsi

rieur, ^et ^il n’y

qu’un petit ^{nombre de} propriétés dont la variation

puisse ^être ^estimée ^avec

sensibilité suffisante pour qu’on ^réussisse

plus vrai pour les liquides que pour les solides, ^comme ^il ^ressort ^des ^travaux ^de Reinold et Rucker.

1887, que l’étincelle électrique ^éclate plus facilement ^sous l’action de la lumière ultra-violette que dans l’obscurité. En 1888, ^Wiedemann êt Êbert ônt ^montré que ^cette action s’exerce à la cathode (électrode négative), qu’elle

la pression ^de ³⁰⁰ millimètres de _{mercure ;}

6 millimètres, ^et, d’après Stoletow, ^à

pression ^variable ^avec l’intensité du champ

montré que ^toute surface métallique chargée d’électricité négative perd ^cette électricité lors-

qu’elle ^est exposée

soit la charge négative. ^L’action

l’électricité positive ^est ^nulle.

MM. Righi ^et ^Stoletow ^ont ^même pu

^contact.

^vérifié ^cette délicatesse d’action de la lumière ultra-violette,

^{exécuté à}

^demande

^série d’expé-

zinc. Un faisceau de lumière ultra-violette (arc électrique, aluminium) ^traverse

plaque ^de ^laiton perforée portée ^à

potentiel positif, ^et ^tombe

^bloc ^de glace qui forme l’armature négative ^du condensateur. Ce bloc repose

disque métallique ^à pied ^isolant

élec- tromètre. Avant l’éclairement, ^le ^{bloc de} glace ^et l’électromètre sont

le sol, puis ^cette communication est

supprimée. ^Dès qu’on éclaire, l’aiguille ^de l’électromètre

déplace ^et indique que le bloc de glace perd

jusqu’à égalisation ^du potentiel ^{de la} glace ^et ^{de la}

^sortir ^d’un mélange réfrigé-

vingtième ^{de celle}

^à fondre, ^l’action

de la lumière ultra-violette diminue beaucoup ; ^enfin lorsque ^{l’eau de}

toute la surface éclairée du bloc, ^la perte d’électricité

négative ^devient négligeable.

Laboratoire de Physique ^de

La glace ^est très sensible aux radiations ultra-violettes; l’eau y ^est

^cette ^action, ^et ^de l’absorption de la lumière ultra- violette du soleil par l’atmosphère, ^ces résultats transforment

l’origine ^de l’électricité atmosphérique

^théorie expérimentale digne ^d’être publiée.

moment quelconque ^dans l’atmosphère

électrique, ^les aiguilles ^de glace des cirrus s’électriseront par

influence positivement ^à

^bout, négativement ^à l’autre. S’il arrive

qne l’extrémité négative ^des aiguilles ^de glace ^reçoive des radia-

tions solaires ultra-violettes, ^les aiguilles ^de glace ainsi éclairées

perdront ^toute ^leur charge négative et resteront électrisées positive-

négatif des cirrus est instable; ^tout ^cirrus ^éclairé par le soleil devient positif.

d’ailleurs montré que ^l’air ainsi éclairé reste isolant (contrairement ^à ^ce qui arrive pour les rayons Rôntgen).

Dans les expériences ^de laboratoire, où le conducteur positif ^est peu distant du conducteur négatif, le transport de l’électricité par

vement de l’air est rapide ; ^dans l’atmosphère, ^il

^autrement.

L’électricité négative perdue ^{par les} aiguilles ^de glace ^est déposée

positifs, lorsque ^les aiguilles

L’état neutre de l’air est instable. L’air qui ^traverse