Mesures de conductibilité électrique dans l'atmosphère libre jusqu'à 9000 mètres d'altitude

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Submitted on 1 Jan 1919

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Mesures de conductibilité électrique dans l’atmosphère libre jusqu’à 9000 mètres d’altitude

A. Wigand

To cite this version:

A. Wigand. Mesures de conductibilité électrique dans l’atmosphère libre jusqu’à 9000 mètres

d’altitude. Radium (Paris), 1919, 11 (7), pp.204-208. �10.1051/radium:01919001107020401�. �jpa-

00242648�

IV. - Résumé et conclusion.

(1). On sait que la vapeur de ^mercure distillée dans l’arc dans le vide reste lumineuse à une certaine distance de la région ^de décharge. ^{Il e- t montré} qu’on peut ^{obtenir des effets} brillants du même genre dans

un grand nombre d’autres métaux.

(2). ^Comme la vapeur lumineuse s’éloigne ^{de la} région ^de décharge, ^la façon ^suivant laquelle ^les

divers constituants du spectre disparaissent ^n’est pas

toujours la même. Par exemple, les deux séries de lignes

subordonnées dans le spectre ^{du sodium} disparaissent

en même temps, ^{mais la série} principale disparait plus

lentement. Les lignes appartenant ^{à une même série} disparaissent toujours ^{ensemble, nais une autre série} peut disparaître ^{en même} temps ^{ou ne} pas le faire.

(3). ^Dans quelques ^cas la vapeur ^lumineuse

distillée de l’arc donne un spectre ^{de bandes.}

Les métaux alcalins donnent une bande conti-

nue hors de la limite des séries subordonnées

comme cela se voit dans l’absorption ^{des étoiles à} hydrogène.

l,e présent exposé ^se rapporte ^{seulement à la mé-} thode expérimentale d’observation des jets ^lumineux

de _vapeur métalliques distillées de l’arc et à leurs caractères essentiels. Dans le prochain ^nous espérons

discuter l’eq’et du champ ^électri lue éteignant ^{la lunli-}

nosité et les conséquences qu’on peut ^{tirer des obser-}

vations sur l’origine ^de la radiation et de ses consti-

tuants spectroscopiques ^variés.

(Traduit par R. GIRARD.)

Mesures de conductibilité électrique ^dans l’atmosphère ^libre jusqu’à ^{9000 mètres} d’altitude1

Par A. WIGAND

Pour la mesure de conductibilité électrique ^{de l’air}

en ballons libres montés, ^{Gerdien 2 a établi un} système

convenable d’appareil ^{à l’aide} duquel ^{il a obtenu de}

bonnes mesures. Il trouve que la conductibilité présente

de grandes variations dans la couche inférieure à 1000 mètres, ^{mais s’accroit} considérablement à des hauteurs plus grandes, atteignant ^{à 5} 760 mètres la valeur 13,65 X 10-4 U.E.S., ^{et à 6 000} mètres, ^la valeur 20,6 X 10-4 U.E.S. ; ^{cette valeur est 22 fois la} quantité ^{trouée comme valeur} moyenne3 ^{à Potsdam pour}

le jour ^normal (h =)h- +h-=0,95 X 10-4 U.E.S.)

à une llauteur de 83) mètres. A Davos 4, ^altitude 1600 mètres, la conductibilité a été trouvée 5 fois celle à Potsdam (2,8 ^X 10-4).

Étant donné la place importante qu’occupe ^{la con-}

ductibilité en ce qui ^{concerne l’état} électrique ^de l’atmosphère, ^{et afin} d’élucider ses lois, le fait de l’existence de mesures si rares dans les couches supé-

rieures de l’atmosphère, ^nécessite de nouvelles re-

cherches particulièrement dans le but d’étendre les

travaux à des altitudes supérieures ^{à 6} 000 mètres.

Les nouvelles ^mesures de conductibilité faites en ballon et décrites ici, ^ont été exécutées au cours de deux ascensions (nOS ^{2 et} 4)jusqu a des altitudes maximum

1. Mémoire présente ^à la Deutsche Physikalische ^Gesells- chaft ^à lierliu le 20 Février 1914.

2 JI. GERDIEN, Gött. Nachr 1903 240, 258 et 447;

Phys. Zeitsehrift, 6 1905) ^800.

240,. 258 et 447 ;

3 K. KAHLER, Phys. Zeitschr., 13 (1912) ^1216.

5 K. KAHLER, Phys. Zeitschr., 13 (1912) ^1216.

4. C. DORNO, Licht und Luft ^des Hochgebirges, ^Braul1sch- weig ^{t9H’ 79}

de 6500 et 9 005 mètres, _par moi-même; de plus

suivant mon conseil, ^{des mesures ont été faites} jus- qu’à 8510 mètres pendant ^{une ascension} (n° 5) ^de

G. Lutze de Bruxelles, ^et jusqu’à 5 400 mètres par H. Bongar ^ds (Lindenberg) ^{dans une ascension} préparée.

Dans la dernière ascension nommëe (qui ^{en réalité}

a été faite la première), ^{on a} employé ^un appareil

modifié de Gerdien appartenant ^à l’observatoire aéro-

nautique ^de Lindenberg, ^dans lequel l’électromètre

a aiguille ^était remplacé par ^un électromètre bifilaire de Wulf. Dans les trois autres ascensions, ^G. Berndt, de Charlottenbourg, toujours prèt ^{à nous rendre ser-} vice, ^{mit à notre} disposition l’appareil de conductibi- lité lui appartenant qui diffère de l’appareil original ^de

Gerdien. En premier ^{lieu, à la} place de l’électromètrc à aiguille, il y ^{a un} électromètre bifilaire de Wulf.

Un aspirateur ^{à huit ailes} produit ^{un courant d’air}

d’une vitesse suffisamment constante sur toute la section du condensateur cylindrique, pour qu’il ^ne

soit pas nécesssaire deriiployer ^{une toile} métallique.

Quand ^le potentiel initial n’est guère supérieur ^à

160 volts, ^{un a deux tours à} la main par seconde suffisent dans le cas de basses hauteurs, pour donner

une vitesse suffisante dans le condensateur. Pour des aliitudes supérieures ^{à 6 000 mètres, on doit} porter

le nombre de rotations par seconde ^à trois ou quatre,

m qui ^est très laborieux. La manivelle à main doit alors ètre remplacée par ^un système mécanique. ^Malheureu-

sement dans l’ascension n" 3, ^cas des expériences

faites au-dessus de 8 000 mètres, ^{la manivelle a été}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01919001107020401

tournée trop ^lentement pour ^le potentiel ^de charge employé; pour ^une valeur de 200 volts du potentiel

initial, on ne fit que 1 à 2 révolutions par seconde De ce fait les conductibilités mesurées ont été trouvées

trop ^faibles.

Quand le ballon possède par lui-même, ^une charge

considérable _par rapport ^{à 1 air} avoisinant, ^{les me-}

sures de conductibilité sont faussée: de telles charges peuvent ^être apportées par des variations rapides ^dt’

hauteur ou parce qu’on jette du lest. La charge ^du

ballon disparait d’ailleurs d’elle-même quand ^{le ballon}

est nlaintenu dans une position d’équilibre: ^afin d’employer ^le temps ^le plus utilement, il est désirable d’accélérer les expériences ^{en attachant un collecteur}

à la nacelle. Dans ^ce but nous avons mis ^en applica-

tion l’effet photo-électrique des rafons ^du soleil sur

des plateaux ^de magnalium fraîchement passés ^à

l’émeri.

Dans les expériences 1 , ^{5 et 4 un} récipient ^attaché

à la nacelle du ballon et rempli d’une solution de clllorure de calcium (qu’on laissait tomber goutte ^à goutte continuellement) ^était employé ^{comme dans les} expériences poursuivies par Everling pour des ^me-

sures simultanées du gradient ^du potentiel. ^L’ob-

servation continue du gradient ^du potentiel ^donnait

un bon contrôle de la neutralisation de la charge ^du

ballon.

Dans l’ascension n° 2 on n’employait pas de collec- teur ; car, étant donné l’étendue du programme de

travail, ^{les mesures de} conductibilité devaient être subordonnées aux mesures de radiations ultraviolettes du soleil et de radiations pénétrantes, ^{et de ce l’ait ne} pouvaient ^être poursuivies ^{aux altitudes les} plus ^éle-

vées. A défaut de ce collecteur, les conductibilités déterminées au cours de cette ascension peuBent ^être utilisées, parce qu’elles ^{ont été} prises pour ^la plu- part quand le ballon était en équilibre depuis longtemps.

La correction pour h+, ^{relative aux} dépôts ^radio-

actifs sur le corps déperditeur chargé négativement,

n’a pas été appliquée ^{parce que nous ne} connaissons pas ^sa valeur pour les différentes hauteurs au-dessus de la surface de la terre. A la surface de la tl’rre h-

est environ 5 à 10 pour 100 trop élevé, par’ suite de l’influence des produit de radioactivité induite dont il vient d’être question.

Dans les tableaux 1 est 4 les observations de conduc- tibilité pmnr ^ces quatre ascensious en ballons sont

rassemblées sommairement. Une publication plus de- taillée contenant aussi iles observations météorologique simultanées et une discussion complète des résultats paraîtra ailleurs. Le calcul du courant vertical de con-

ductibilité sera possible à partir ^des observateurs dt- mmdllctibilité quand ^{les mesures ti,- gra-}

dent de potentiel ^faites par Everlin- qui nécessitent

encore la réduction à des mesures absolues seront uti- lisables.

La figure montre que, d’après les observations effec- tUt:P,- dans les qujtre ascensions, la conductibilité de

l’atmosphère ^{libre augmente J’lIlll’} quantité qui ^Ba

en croissant avec ia li auteur Dans le ca, due l’ascension U grande ^{altitude, n L It. a} septembre ^{19 13,} la valeur la plus grande de ^la conductibilité trouvée à

une haut’-nr de 8 ⁸⁶⁵ mètres était + 10-4 U.E S., c’est-à-dire ^une Naletir 68 fois la w-

leur au même moment a la surface de la terre

0.33 x10 E.S qui ^{était en} quelque ^sorte trop faible par ^suite du brouillard qui ^couvrait la ^surface

dl’ la lerrt’, La valeur movenne à Potsdam pour ^le

jour ^{normal est 1 X9 de} la valeur maxima ob- servée.

Quand ^{on considère} séparément les conductibilités

Fig. ^1.

mesurées et h correspondant aux ions positifs ^et négatifs des relations intéressantez app aissent aux diverses hauteurs entre les prepondérances observées

de la conductibilité d’un densité

des Ceci

sera considere plus

les conditions générales du temps et les facteurs

Tableau N* 1. - 12 Juillet 1913. - Ascension No 1

Tableau N* 2.

27 Juillet 1913. - Ascension N° 2.

météorologiques quand ^on disposera ^d’une plus grande quantité d’observations On ne peut pas attribuer ^une

grande importance ^aux changements brusques ^de l’unipolarité, ^{à cause de la} grande sensibilité de la valeur de q ii ^la charge ^{du ballon,} dont Icuet cepen- dans sur la conductibilité totale, h =h- + h- ^est

d’importance ^moindre.

L’accroissement de la conductibilité avec la hau- teur doit être attribué en partie ^à l’influence de la diminution de pression atmosphérique ^sur la vitesse

spécifique des ions. Gerdien i a trouve que dans l’at-

mosphère ^{libre, a} quelque 1000 mètres d’altitude, ^la

vitesse des ions est plus grande qu’elle ^{devrait l’être} d’après ^{la loi} déterminée au laboratoire. à savoir de la proportionnalité ^{inverse de} la vitesse spécifique

et de la pression. Nous n’avons pas ^encore suivi d’une façon ^{très étroite la relation de ce fait avec les lois}

connues. Aux grandes ^{altitudes nous devons} prendre

en considération la température ^{à cet endroit et l’hu-}

midité relative ^et peut-être ^aussi l’existence d’ions

avec plusieurs ^{unités de} charges.

D’un autre côté. ^{on 3} trouvé qu’il y ^{3Bait un}

accroissement du nombre d’ions qui au menait la conductibilité de l’air aux altitudes de ylu· ^en plus grandes. ^Des expériences plus complètes ^sur

point.

ainsi que la considération de l’action (talents ^ioni-

sants variée ^seront entreprises.

La forme de la courbe de conductibilité montre un

accroissement de un taux l’altitude Des caractéristiques semblab!es ont été observées a

des hauteurs au-dessus de 1000 mètres dans It courbe de l’intensité de L. lumière solaire ultraviolette que ,j’ai obtenue ùalls une ascension jussqu’à

9425 mètres pour la ^mesure de l’elfet photoélèctrique,

ainsi que dans ^une courbe obtenue par lBolhÜrster

dans une ascension à une altitude de 6500 mètres pour la ^mesure de la radiation pénétrante ; ^{ces faits} indiquent a a priori ^{une relation} possible ^{de cause a}

effet. La mesure dans laquelle ^le rayonnement ^ultra- violet du soleil, ^en considérant sa qualité ^{et son inten-}

sité spectrales, ^et la radiation pénétrante ^sont respon- sables quantitativement ^de l’ionisation des couches

Tableau N° 3. - 4 Août 1913. - Ascension N° 3.

Tableau N"4.

9 Septembre 1913. - Ascension N° 4.

supérieures, ^{constitue un} point ^sur lequel ^on n’a pas

encore fait d’expérience. ^Nous espérons obtenir bien- tôt des renseignements ^{sur les} questions ^des agents d’ionisation, de l’ionisation ^et de la vitesse ionique ^à

des hauteurs supérieures, ^{et étendre nos} observation

au delà de 9000 mètres.

[Manuscrit reçu le 1er Juillet 1914.]

ANALYSES

Radioactivité

Influence des substances étrangères ^{sur l’ab-} sorption ^{de l’uranium X à} propos des éléments radioactifs (( identiques ))). 2013 Freundlich (H.), Neumann (W)., Kaempfer (H.). Phys. Zeitschr., ¹⁵ (1914 337-342].

^{On a} coiiiiiieticé _par confirmer les résultats de Bilzet concernant la dilninution d’absorption

de l’Ur X, par le nuir ammal ^en présence du thoriulll.

L’effet du thorium est extraordinairement sensible, ^{il est}

de 20

pour ^{une teneur en nitrate} de thormm de

0,2 _mg. par titre. Mais ^{cette action} inliilntwF n’est pas propre au thorium, ni même aux élément radioactifs, ^elle appartient aussi bien de ircone, ;1 l’acide henzo’lque,

au nitrate de strychnine, etc. On ne peut ^donc expliquer

le résultat de Ritzel

disant que le thorium prend ^{à la}

surface du charbon la place ^{de on}

isotope

^l’Cr XI, ^Il

est plus vraisemblable qu’il s’agit simplement ^{d’une dimi-}

nution d’absorption ^de l’Ur X1 par suite de la présence

d’autres corps facileiiient absorbables. C’est ^ce qui ^semble

résulter du fait qu’on ^dirninue l’absorption ^{de l’Ur Xi,}

même lorsqu’on n’ajoute l’azotate de thorium qu’ultérieu-

rement, ^et aussi du fait que l’ion cuivre peut ^{lui aussi}

d’une inanière tout a fait :)n.dogue être chassé de la surface du charbon par ^le thorium. Ainsi l’Ur Xi ^se comporte ^vis-

Il du thorium exactement comme le fait un corps tout

a L,il différent, le cuivre. Il ne semble donc pas ^{ewrt de} considérer les corps isotopes ^cornme chimiquement ^iden- tique·. ^{S’ils se montrent} presque inséparables ^{dans les}

réactions chimiques, ^{c’est là} peut-être ^un fait semblable au

mimétisme chimique ^{observé sur les terres rares: un}

élément donne son empreinte chimique ^{à un :luIre élement} qui ^{lui est très voisin.}

L. BLOCH.