HAL Id: jpa-00241797
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Submitted on 1 Jan 1912
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Philosophical magazine, T. XXIII, juin-juillet 1912
A. Boutaric, A. Grumbach, H. Vigneron
To cite this version:
A. Boutaric, A. Grumbach, H. Vigneron. Philosophical magazine, T. XXIII, juin-juillet 1912. J. Phys.
Theor. Appl., 1912, 2 (1), pp.764-777. �10.1051/jphystap:019120020076401�. �jpa-00241797�
764
possèdent un très grand pouvoir absorbant, et pour les acides biba-
siques, l’absorption est plus grande quand les deux groupements
acides sont liés directement entre eux; les éthers absorbent moins que les acides correspondants ; la fonction aldéhyde est caractérisée par une bande vers 2 800 et une absorption forte de l’ultra-violet
extrême; la fonction cétone est caractérisée par une bande vers 2 680 et une absorption faible de l’ultra-violet extrême.
PORTEVIN. - Effet de la trempe sur la résistance électrique des bronzes et des laitons.
-P. 459.
La résistance est augmentée. Cette augmentation de la résistivité par trempe au-dessus de la température de formation de l’eutectoïde
apparaît comme constant pour les alliages Fe - C, Cu - Sn,
Cu - Zn et Cu - Al.
GEORGES BAUME et F.-Louis PERROT. - Sur le poids atomique du chlore.
P. 461.
Action de HCI gazeux sur NH3 liquéfié. Pour N - 14,009, on
trouve :
Cl
=35,465.
,
G. BOIZARD.
PHILOSOPHICAL MAGAZINE
T. XXIII ; Juin et Juillet 1912.
C.-G. DARW’lhj. - Théorie de l’absorption et de la dispersiondes rayons et.
P. 901-920
Bragg(’) a montré que le nombre des particules « demeurait cons-
tant après qu’elles ont traversé la matière et que l’effet d’absorption
devait être attribué à des changements de vitesse. Geiger (2) a
trouvé expérimentalement que, pour le mica, la variation de la (1) Phil. Mag., t. X, p. 318; 1905.
(2) proc. Roy. Soc. A., t. LXXXIII, p. 505; 1910.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019120020076401
765 vitesse v en fonction de la distance x parcourue à partir de la source
(courbe des vitesses) pouvait être représentée par l’équation :
V désignant la vitesse initiale et R le pouvoir pénétrant des rayons.
Dans le présent mémoire l’auteur s’est proposé d’établir théorique-
ment l’équation de cette courbe des vitesses et d’en examiner les diverses conséquences. Il étudie aussi, mais moins complètement,
la dispersion des rayons ce.
-
L’auteur adopte la structure atomique proposée
par Rutherford (f) : l’atome est formé d’un groupe d’électrons maintenus par un champ de force de nature inconnue autour d’une charge centrale qui neutralise la charge des électrons et que l’on
suppose être le siège de la masse de l’atome.
Dans les différents problèmes, l’auteur envisage toujours parallèle-
ment les deux hypothèses suivantes : ~.° les électrons sont distribués à l’intérieur du volume d’une sphère ayant son centre au centre de l’atome (distribution en 2° les électrons sont disposés à la
surface de cette sphère (distribution en surface).
En traversant l’atome, une particule « exerce, sur le centre de
l’atome et sur les électrons, des forces que l’on suppose varier en raison inverse du carré de la distance. Cette particule peut jeter un
électron hors de l’atome, ce qui produit l’ionisation du milieu envi- ronnant. En même temps, la vitesse de la particule est affaiblie.
-Dans l’atome, entre un électron et le reste de l’atome existe certaine- ment un champ de force ; ce champ est tout à fait ïnconnu ; mais la
facilité de l’ionisation par choc suggère qu’il n’est pas très grand.
Pendant le temps très court qu’une particule oc reste dans le voisi- nage d’un électron, on peut négliger les forçes produites par le reste
de l’atome vis-à-vis de celle, de beaucoup supérieure, qu’exerce la particule a.
-On admet enfin que la perte moyenne de vitesse d’une
particule «,, après un certain nombre de collisions, est égale à la
somme des pertes moyennes produites par chaque collision ; cette hypothèse simplifie le problème de l’absorption et le rend plus facile
à traiter que celui de la dispersion transversale.
A l’aide de ces hypothèses, l’auteur établit que la vitesse v à la dis-
( 1) Phi l. t. XXJ, p. 669 ; i 9 L 1.
766
tance J’ de la source est exprimée par la relation :
k représente le quotient rn . de la masse de l’électron par la masse de la particule ce ; N, le nombre d’atomes par centimètre cube ; n, le nombre d’électrons dans chaque atome; c, le rayon de l’atome;
E, une fonction obtenue par une quadrature et dontla signification est précisée dans le mémoire ; V, la vitesse initiale de la particule : ),, l’expression (1 + /) m »î r2 1 Ee, E et e désignant la charge
d’une particule x et d’un électron.
N et n interviennent dans la formule par leur produit qui représente le nombre total des électrons par centimètre cube. Il est intéressant de remarquer que la forme de la coarbe des vitesses
dépend de ce nombre total des électrons par centimètre cube et du rayon de l’atome, mais pas du tout du nombre des atomes ni du nombre des électrons dans chaque atome; 7 varie avec les substances et par suite aussi la forme de la courbe.
Qualitativement la forme des courbes ainsi obtenues concorde
avec les données expérimentales,. L’auteur a cherché en outre des
vérifications numériques. Il applique l’équation au cas des parti-
cules a émises par le radium C dans l’air. Si l’on désigne par 1 le
pouvoir pénétrant des rayons « (distance parcourue jusqu’à ce que v
s’annule), l’équ ation devient :
Toutes les grandeurs qui entrent dans cette relation sont bien
connues, sauf ? et n. Pour c- l’auteur admet une valeur voisine de celle qu’indique la théorie cinétique des gaz ; il fait les calculs pour trois valeurs de a : 10-s, 10-s,~ et 10-9 centimètres; il obtient pour les valeurs :
en admettant une distribution en volume des électrons ; et les
valeurs :
avec une distribution en surface.
767
Quoique 7 soit très incertain, on voit que l’on obtient pour n des valeurs voisines du poids atomique. Par une méthode basée sur
l’étude de la dispersion des rayons x, Rutherford avait trouvé que le nombre des électrons est égal à la moitié du poids atomique. Ces
résultats sont concordants.
De la comparaison des pouvoirs absorbants de minces couches de différentes substances (on n’a expérimenté que sur des éléments),
l’auteur déduit les valeurs de s et de n pour ces substances. Ces valeurs dépendent, bien entendu, de la valeur prise initialement pour le rayon a de l’atome d’air. Pour l’or, par exemple, l’auteur
trouve successivement, pour les trois valeurs de 7 admises pour l’air :
dans le cas d’une distribution en volume des électrons ; et
dans le cas d’une distribution en surface.
L’auteur a encore examiné le plomb, l’étain, l’aluminium. D une façon générale, le nombre des électrons est intermédiaire entre le
poids atomique et sa moitié; le rayon de l’atome décroît quand le poids atomique augmente.
Pour l’hydrogène, le calcul indique :
pour une distribution en volume; et
pour une distribution en surface. Les valeurs de n sont toutes deux très voisines de l’unité. Les valeurs de 7 sont très différentes.
Or, dans le cas où il existe dans l’atome un seul électron, on ne peut concevoir de grandes différences physiques entre une distribu-
tion des électrons en volume et une distribution en surface ; il est donc probable que le calcul utilisé ne doit être qu’approché toutes
les fois que l’atome ne renferme qu’un très petit nombre d’électrons.
Il. Dispersz’on.
-Le mécanisme qui rend compte de l’ab sorption
peut aussi rendre compte de la dispersion. Toutefois le problème est
768
ici plus compliqué : lorsqu’un électron esttrès voisin du cheminsuivi par une particule ce, il exerce sur la particule un effet plus grand que la moyenne, effet qui n’est pas contrebalancé par l’absence d’élec- trons dans les rencontres suivantes.
Pour étudier la dispersion, il est bon de diviser l’action exercée par l’atome en deux parties : la première, due à la distribution
régulière moyenne des électrons et à la charge centrale, produit unes
déviation de la particule dans un plan passant par le centre de
l’atome ; la deuxième, due à l’existence éventuelle d’électrons très.
voisins du chemin d’une particule 0153, peut produire une déviation
orientée d’une façon quelconque.
Aussi est-il difficile d’avoir une solution complète du problème de
la déviation des particules ce. L’auteur en propose une solution
approchée qui est en bon accord avec l’expérience.
E. BUCKINGIIAlBL - Sur la démonstration de la loi du déplacement de Wien.
P. 920-93i.
L’auteur montre que la loi de Wien peut être déduite cc priori des
principes généraux de la thermodynamique et de la théorie électro-
magnétique de la lumière, par des considérations élémentaires : Dans une seconde, l’énergie des radiations comprises entre
et X + d~,, qui traversent un élément de surface ds, et sont con-
tenues dans un cône d’ouverture dw, au voisinage de la normale, peut être exprimée par :
Ra étant le « vecteur radiant » au point considéré de l’élément.
Considérons une enceinte fermée, où l’on a fait le vide, et dont les.
parois sont parfaitement réfléchissantes. Si V représente la vitesse
de propagation de la lumière, la densité cubique de l’énergie-
radiante a est :
Si v est le volume de l’enceinte, la quantité totale d’énergie rayon-
nante (comprise entrer et ), + qu’elle renferme sera vp’Ad),.
Soit 1B1 une portion de paroi d’aire s animée d’une vitesse fiV vers
l’extérieur, 3 étant une quantité infinitésimale.
769 Si un train d’ondes de période T frappe M sous une incidence m, la
période Tf d’arrivée des ondes en un point de M est (principe de Doppler-Fizeau) :
Un train d’ondes partant de M avec la période T’ sous un angle T
arrive en un point de l’espace avec la période :
Reste à trouver l’effet global sur la période initiale T de toutes les arrivées et de tous les départs d’ondes, pendant un temps très long t, les angles (P et w prenant toutes les valeurs possibles entre
o et 2E.
Le changement produit par un grand nombre d’arrivées et de
départs successifs est de la forme :
qu’on peut écrire :
Évaluons chacun des deux termes séparément.
Dans le temps t, la quantité d’énergie sensiblement monochro-
matique, h, qui frappe M sous des angles compris entre et -- dm
est :
la quantité totale d’énergie présente dans l’enceinte est, d’auprès l’équation (1),
Par suite, le nombre de fois n que chaque élément d’énergie de
l’enceinte a dû frapper M sous des angles compris entrel) et CP -~- dm
pendant le temps t est :
770
D’après l’équation ~~), l’efiet de toutes ces arrivées est d’accroitre la période dans le rapport :
et comme est l’accroissement infinétisimal de volume Av pro- duit pendant le temps t par le mouvement de le rapport précédent peut s’écrire :
Mais, pendant le même temps t, l’énergie rayonnante a également frappé un grand nombre de fois sous chaque angle possible entre
0 et 7r et l’équation (6) est applicable à chaque angle. L’effet total de
....
toutes ces arrivées, sous tous les angles possibles, sera de changer
la période dans un rapport égal au produit de toutes les expressions
de la forme (6), pour toutes les valeurs en négligeant les
termes en ~ d’ordre élevé, la valeur du produit sera :
Les départs d’onde de M produiront de même un accroissement de période dans le rapport de i -I- 1 2013’
’6 v
Finalement le résultat combiné des deux séries d’effet est d’ac- croitre la période de chaque élément de radiation dans le rapport :
d’où l’on tire :
Ce résultat est vrai pour toutes les valeurs de )B : donc d~, l’inter-
valle dans lequel les longueurs d’onde sont comprises, est changé,
dans le même rapport que ~,.
On tire de (9), par intégration :
771 Si l’enceinte change de volume tout en gardant sa forme, les
dimensions des ondes changent dans le même rapport que celles de l’enceinte.
Considérons maintenant la variation d’énergie qui accompagne
un changement de période. D’après lathéorie électromagnétique de
la lumière, la radiation exerce sur les parois de l’enceinte une pres- sion égale au 1 3 de sa densité. Pendant une expansion Jv, le travail
est :
d’où l’on tire en développant :
mais dh varie dans le même rapport que ~,
en éliminant v, par l’équation (9), on a :
ou
Si une radiation sensiblement monochromatique de densité subit une compression ou une détente adiabatique, la quantité p), varie comme l’inverse de la 5e puissance de la longueur d’onde, les
variations de ~ étant régies par l’équation (10).
Pour une radiation non monochromatique, la courbe de l’énergie
pi
=F(~’ est modifiée de façon que l’abscisse de chaque point étant multiplié par f, l’ordonnée soit multipliée par de la courbe,
ou la densité intégrale de l’énergie, est multipliée par f- ~.
Appliquons l’équation (12) à un changement adiabatique de
volume et de densité dans le cas de la radiation du corps noir.
Quand on passe de la température 0, à la température (}2’ l’abs- cisse 1, d’un point de la courbe initiale, prend une nouvelle valeur À2
telle que :
772
en même temps l’ordonnée varie dans le rapport :
et l’aire de la courbe qui représente l’énergie totale varie de façon
que :
Or, d’après la loi de Stephan Boltzmann, on a :
d’oû l’on tire :
Des équations (13) et (1 7) on déduit :
La loi du déplacement, contenue dans les équations (12) et (18) peut être énoncée de la façon suivante : Etant donné la courbe d’éner-
gie spectrale de la radiation noire à pour construire la courbe à
une autre te1npérature ()2’ on 1nultiplie les abscisses de chaque point
par t 2 et les ordonnées par -i 2 ; les points correspondants sur les
02 02
deux courbes ont la 1nême valeur de ,e.
On peut en déduire les formes plus connues de la loi du dépla-
cement :
d’où, en admettant la loi de Stephan, on voit que doit avoir la forme :
-.
A. BOUTARIC.
E.-H. KENÀARD. - Induction unipolaire. - P. 93’7-9~1.
Dans l’expérience de Faraday, un barreau aimanté tourne autour
de son axe de symétrie magnétique, tandis qu’il communique par
deux contacts glissants, en son milieu et à une extrémité, avec un
galvanomètre.
773 La question est de savoir si la force électromotrice observée est due à la rotation des lignes de force qui balaieraient le circuit exté- rieur ou au mouvement de l’aimant au travers de son propre champ
magnétique qui demeurerait immobile.
L’auteur a repris cette expérience en opérant en circuit, un élec-
tromètre étant substitué au galvanomètre.
L’aimant est remplacé par un barreau d’acier aimanté par un solé- noïde. Cette partie de l’appareil est placée dans une boîte de lai-
ton reliée au sol. Un cylindre de laiton entoure le tout et commu-
fnique avec une paire de quadrants d’un électromètre, l’autre paire
étant au sol. Quand on imprime une rotation à l’aimant, on doit, d’après la théorie « de la rotation des lignes de forces », observer
alors une déviation de l’électromètre par suite de la variation de
potentiel électrostatique provenant de l’induction électromagnétique.
Au contraire, si les lignes de forces magnétiques sont immobiles,
l’écran de laiton empêche tout effet sur le cylindre antérieur immo- bile par rapport à l’étlier.
En fait, la déviation attendue dans le premier cas était de 36 divi- sions ; l’expérience n’a jamais donné plus de Il divisions de dépla-
cement du spot. Le changement de sens de la magnétisation ne produisait aucun effet appréciable. M. Kennard conclut donc en
faveur de la théorie de Lorentz, d’après laquelle l’intensité électro- motrice E’ est liée à la vitesse absolue V, à la force électrique E
et à l’induction magnétique B par la relation :
Il faut noter qu’il s’agit ici d’un barreau d’acier et non de fer doux et que le solénoïde est immobile ; l’auteur ne discute pas autrement
ces deux points.
T. XXIV; Juillet 1912.
E.-N. DA C. ANDRADE. - Expériences sur le rôle électrique des vapeurs
métalliques dans les flammes. - P. 15-36 (1).
En plaçant une flamme chargée de sels métalliques dans un champ électrique, on constate l’exist,ence de particules métalliques électri-
sées négatives aussi bien que positives.
(1) Voir ce volume, p. 666.
774
Les électrodes employées pour étudier la conductibilité de la flamme ont 0,8 X 2(,Ill ; elles sont à 1,2 centimètre de distance. La traînée lumineuse ne les touche pas ; par différence entre le courant en flamme non chargée ou chargée de sel, on déduit la valeur du cou-
rant du aux ions métalliques. Dans ce cas, pour une position déter-
minée de la traînée lumineuse, la loi d’Ohm s’applique (différence
de potentiel 0 à 100 volts).
L’emploi d’une électrode négative refroidie permet d’obtenir, pour
un voltage donné, un courant minimum pour une certaine position
de la trace lumineuse. On’peut alors calculer le nombre des électrons mis en liberté dans celle-ci. La conductibilité de la flamme est à peu
près proportionnelle à l’énergie lumineuse mesurée au pyromètre.
La luminosité reste sensiblement la même de 1 à 5 atmosphères
pour une même quantité de métal vaporisé. La vitesse de migration
des ions positifs est inversement proportionnelle à la pression.
D’après la formule de Lenard (1), la mobilité :
oii s est la somme des rayons de la particule chargée et de la molé- cule, D la densité du gaz, W la vitesse moyenne moléculaire, l’au-
teur conclut que le temps pendant lequel une particule demeure positive est indépendant de la pression. Ces phénomènes seraient
dus au choc d’atomes métalliques.
J.-A. POLLOCK. - L’origine des petites bulles de niousse. - P. 189.
On sait que de faibles quantités de corps organiques suffisent à
rendre l’eau capable de former une mousse persistante. Le savant
australien a étudié cette question à cause de son importance pour certaines méthodes de concentration des minerais.
Un gaz, de l’acide carbonique, jaillit de l’orifice inférieur d’un tube vertical au milieu du liquide. M. Pollock a photographié les
bulles dans diverses phases de leur formation.
On observe toujours, même dans l’eau pure, les grandes bulles éphémères détachées du tube par les courants du liquide et de plus
(1 ) LENARD, Ann.lI. PIt. [4J III, p. 313 ; 1900.
Sitz. b. cleo Ileidelb. Ac., 1911 : Sur la conductibilité et l’émission lumineuse
des flammes chargées de vapeurs métalliques.
775
petites provenant des protubérances cylindriques des précédentes;
leur formation est due au mouvement relatif des grosses bulles et du liquide. Les petites bulles, constituant la mousse persistante, se
forment à la partie inférieure de la bulle formée sur l’ajutage ;
M. Pollock attribue un rôle dans leur formation à la présence de points de concentration plus grands à la surface des bulles de la
première catégorie.
Le processus ne serait pas isotherme ; il n’est question dans ce
travail que de l’influence de la tension superficielle (1) ; la viscosité intervient cependant dans le glissement des couches les unes sur les
autres.
A. Gntimi3Acii.
A. S. RUSSELI,. -- La volatilisation du radium C.
-P. ~34-’i3 i.
Makower a montré que le radium A, le radium B et le radium C
ne peuvent rester sur une surface de platine chauffée à l’air à des
températures respectives de 900, 600 et 1.200°. Sur une lame de quartz, le moins volatil des trois produits, le radium C ne s’évapore
pas même à des températures supérieures à 1.300°. D’autre part,
Russel a montré que dans des tubes contenant de l’émanation du radium et un excès d’hydrogène, les trois radiums sont complète-
ment volatilisés à la température de 650°. Il a entrepris des recherches
pour expliquer ces divergences.
Il a montré que, enprésence d’oxygène,une partie des produits en expériences oxydés ne sont pas volatils au-dessous de 700°, le point de volatilisation du radium C étant supérieur à 1.~00°. Au con-
traire, dans une atmosphère d’hydrogène, le radium C se volatilise
dès 360°, et le radium A et le radium B avant 650°.
C. SADLER et P. Les radiations de Rôntgen produites
par les substances de faible poids atomique. - P. 138-150.
Quand un faisceau de rayons X frappe une substance, cette subs-
tance émet une radiation secondaire qui varie suivant sa nature
chimique.
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