Sur le transport des ions positifs effectué par les rayons magnétiques

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Submitted on 1 Jan 1912

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Sur le transport des ions positifs effectué par les rayons magnétiques

A. Righi

To cite this version:

A. Righi. Sur le transport des ions positifs effectué par les rayons magnétiques. Radium (Paris), 1912,

9 (8), pp.300-302. �10.1051/radium:0191200908030001�. �jpa-00242566�

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de celle-ci il y avait l’espace ^{obscur de} Faraday ^F qui occupait ^une longueur d’environ 10 centimètres, ^et au-dessus la lumière positive stratifiée en trois couches inégales (peut-être ^{à cause de la} présence ^du

tube PQ) ^G, H, ^1. Plaçant le corps W successivement à différentes hauteurs, je ^{constatai d’abord une rota-}

tion positive lorsqu’il ^{se trouvait en C dans le voisi-}

nage immédiat de la cathode ^{B. En} le déplaçant peu ^à peu de bas ^en haut la rotation devint plus ^{faible, et}

bientôt elle changea ^de signe. ^{Elle resta} négative

même lorsque ^{W était entré dans} l’espace ^{F, et} jus- qu’à ^une certaine hauteur elle devint plus marquée.

Après cela l’intensité du phénomène ^{commença à}

diminuer de nouveau. Il _y a deux causes secondaires à cette diminution : le raccourcissement du fil de sus-

pension ^et l’éloignement ^{de la bobine.}

Si la pression ^{dans le tube est} plus grande, par

exemple 5 ^{dixièmes de} millimètre, les couches lu- mineuses négatives deviennent plus ^{minces et se} rap-

prochent, ^{et alors} il n’est pas facile de constater la rotation positive près ^{de la cathode,} tandis que la rotation négative ^est toujours visible, ^{et même} plus marquée. ^{Avec des} pressions plus grandes, ^deux

millimètres _par exemple, ^{on n’observe} plus ^{des rota-}

tions négatives, ^mais seulement des positives.

Que dans la colonne de lumière positive ^{on n’ob-}

tienne _que des rotations positives, ^on peut ^{le démon-}

trer facilement avec le même appareil, figure ^24,

car il suffit d«intervertir les communications entre les électrodes et la source, c’est-à-dire en faisant B anode et A cathode. Dans ces conditions j’ai toujours

observé la rotation iono-magnéLique positive.

En conclusion, ^le phénomène ^nouveau étudié dans cette 2e partie ^du présent ^Mémoire possède ^{toute la} généralité, que l’explication que j’en ^{ai donnée faisait} prévoir. Néanmoins, ^{il se} présente ^{dans la} plupart

des cas comme très faible et dans un sens qui ^dé-

montre la prévalence de l’effet dû ^aux chocs des ions

positifs ^{sur celui} qui ^est produit par les particules négatives.

Seulement dans l’air ionisé par la décharge ^{à étin-} celles j’ai obtenu des rotations iono-magnétiques ^telles,

que le corps mobile ^fait plusieurs ^{tours, souvent avec}

une vitesse angulaire remarquable, par exemple ^d’un

tour par seconde. Enfin, ^{en dehors du cas d’un tube}

à décharge (fig. 24) placé convenablement dans le

champ magnétique, ^c’est seulement dans l’air ionisé par les étincelles _que j’ai obtenu les rotations néga- tives, c’est-à-dire les rotations dues à la prépondé-

rance des effets dus aux électrons sur les effets dus

aux ions positifs.

[Manuscrit reçu le 20 juin 1912].

Sur le transport ^{des ions} positifs

effectué par les rayons magnétiques

Par A. RIGHI

[Laboratoire ^de Physique.

Université de Bologne.]

Suivant 1 hypothèse que j’ai proposée, les rayons

magnétiques (ou magnéto-cathodiques), c’est-à-dire les rayons cathodiques produits ^sous l’influence d’un

champ magnétique, différent des rayons cathodiques

ordinaires en ce que, alors que ^ces derniers sont constitués par de simples ^{électrons en mouvement} rapide ^de translation, ^{dans les} premiers, pendant ^de

courts intervalles de temps, quelques électrons s’unis- sent à des ions positifs ^{et forment avec eux des} couples ^neutres analogues à des étoiles doubles, ou, si l’on veut, analogues ^au système formé par

planète ^{et son} satellite. Ici, le satellite est l’électron,

et la force réciproque ^est l’attraction électrique

lieu de la gravitation.

La raison par laquelle ^{de tels} systèmes ^{se mani-}

festent lorsqu’il ^{existe un} champ magnétique, ^con-

siste en

que celui-ci rend les couples ^d’autant

moins instables, qu’ils s’approchent ^le plus à ^satis-

faire d’une manière parfaite ^la condition, que ^{le sens} dans lequel l’électron tourne autour de l’ion soit égal

au sens du courant dans la bobine qui produit ^le champ ; ^{en même} temps la formation de ces couples particuliers ^est favorisée par le champ magnétique.

Une fois formés, ^ces couples ^sont poussés par la force magnétique dans la direction suivant laquelle

son intensité décroît, ^{coinme s’il} s’agissait ^{de molé-}

cules diamagnétiques. Elles arrivent ainsi dans les

places ^{où la cause de leur} exceptionnelle ^durée

d’existence se troue être de plus ^en plus ^{faible, et}

les électrons et les ions se séparent, pour continuer à

se mouvoir d’une manière indépendante. ^En parti- culier, ^{les ions} positifs ^finiront par s’accumuler dans

une certaine région, ^{et il est évident} que, ^une fois leur existence démontrée, ^on pourra considérer

comme démontée la théorie admise. J’ai décrit autre- fois des expériences ^{de cette} espèce; je ^{viens d-en}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191200908030001

301

réaliser

nouvelle

moyen des relations iono-

magnétiques.

J’ai employé ^{pour cette} expérience l’appareil que la figure 1 représente à l’échelle de 1 : 10 environ’.

L’anode A et la cathode C sont placées ^{à l’extré-}

Fig. ^1.

mité de droite du tube à décharge (dont le corps

principal ^{a 1 mètre de} longueur ^et 15 centimètres de

diamètre); ^le premier ^{est dans une branche latérale,}

l’autre ^dans la partie ^{extrême rétrécie du tube} prin- cipal. ^{Celle-ci est} introduite dans le trou central d’une bobine non représentée ^{sur la} figure, ^mais qui ^{est tout à} fait semblable à celle dont on voit en R la partie supérieure. ^{Une deuxième} branche latérale G sert pour la communication avec les pompes.

La particularité principale ^{de ce tube à} rayons ^mua-

gnétiques ^{consiste en ce} qu’il ^{est fermé en 00 à tenue} parfaite par ^un couvercle de verre ayant ^{un col L où} s’adapte le tube KK très long. ^{Un autre tube FF} peut

être déplacé ^{au dedans du} précédent, ^{et il} porte ^le petit cylindre ^très léger ^de papier ^M suspendu ^{à un}

fil de coton. Comme on n’a pas ^voulu donner à la

figure trop ^de longueur, ^{on n’a} représenté ^{les tubes KK}

et FF qu’en partie. ^{Ainsi on ne voit} pas dans la figure

que le deuxième de ces tubes se termine à gauche

par ^un petit cylindre ^{de fer doux,} qui ^sert pour ^le

déplacement ^{de M} jusqu’à ^une région quelconque ^de l’appareil. ^{Il suffit, à cet effet, de} déplacer ^{à la main}

une petite ^{bobine entourant} le tube KK et momenta- nément parcourue par

^courant. Comme la bobine R doit se trouver toujours au-dessous de M, ^{il faudra la} déplacer s’il y ^a lieu, ^ce qui ^{est très aisé, étant mo-}

bile

de petites ^roues.

La ligne pointillée ^{de la} figure ^{donne une idée de} l’aspect ^{usuel de la} décharge, ^{en dehors de la colonne} positive partant ^de A, laquelle n’intéresse pas. ^La bobine placée près de la cathode étant excitée, ^{on voit}

une colonne de lumière, ordinairement d’un blanc

un peu azuré ^ou yiolet, qui ^commence près ^{de la}

cathode (qui

^{la forme} particulière ^décrite autrefois)

et s’étend jusqu au ^{dedans de la} partie large ^{du tube,}

par exemple jusqu’à ^{EE. Ici commence} la colonne lumineuse EDBDE, généralement rouge ^ou rosée, qui

se dédouble et change ^{de forme} lorsqu’on y approche

latéralement un pôle magnétique d’une manière telle 1. C’est

des tubes à rayons magnétiques qui ^{sont fournis}

par M. Mûllcr Uri à Braunschweig.

qu’on ^{est conduit à} la considérer comme due à une

double décharge de DE à B et à C. Suivant l’inter-

prétation que j’ai donnée de ce phénomène (qu’un

miroir tournant montre être intermittent, ^{comme le}

faisceau de rayons magnétiques CE), ^{il est} produit

par ^la décharge ^{du nuage d’ions} positifs ^abandonnés

par les rayons magnétiques, ^dans les intervalles de

temps pendant lesquels ^ces rayons faiblissent ou

s’éteignent.

Si ces ions positifs existent vraiment près ^{de EE,}

le petit cylindre ^{M doit tourner sous} l’action de la bobine R et montrer une rotation iono-ma,,nétique positive.

A cause des imperfections optiques ^des parois, ^ce

n’était _{pas le} cas d’observer les déplacements (très limités) ^du cylindre par ^la méthode de réflexion. J’ai trouvé con1nlode d’observer avec une petite ^lunette

des lignes ^noires tracées suivant certaines géné-

ratrices du cylindre. J’ai pu ainsi constater nette- ment la rotation prévue, ^bien que ^très faible. Elle diminue ou mène elle change ^de signe ^{si l’on dé-} place assez vers la gauche ^{Il et M. Le} phénomène ^est plus marqué ^{si, au lieu du} cylindre représenté ^dans

la figure, ^{on en} emploie ^un plus grand (5 ^{cm de dia-}

mètre et 5 de hauteur).

Ce résultat est favorable à la théorie; ^{mais comme}

la bobine R produit ^des changements considérables dans la forme de la colonne lumineuse BE, ^on peut

avoir des incertitudes sur l’interprétation ^{exacte des} phénomènes. J’ai donc cherché à modifier l’expé-

rience jusqu’à ^{lui donner enfin la forme suivante.}

J’ai poussé la raréfaction de l’air jusqu’à ^environ

un dixième de millimètre, ^et l’intensité du courant de décharge jusqu’à ^un milliampère ^{et même} plus ; enfin, j’ai déplacé la bobine R et le cylindre ^indica-

tour M vers la gauche (par rapport ^{à la} position ^occu- pée ^{dans la} précédente expérience) et j’ai ^{excité forte-}

ment la bobine R, qui ^doit présenter ^{en haut}

pôle

de nom contraire à celui qui ^{se trouve} près ^{de la}

cathode. J ai obtenu de cette manière

faisceau de rayons magnétiques s’étendant presque jusqu’au

noyau de R, ^et qui présente ^{à peu} près la furme d’un tube de force dans le champ magnétiques créé par les deux bobines. La lumière BE manque

^est très

faible ; ^mais, malgré ^{cela, il} doit arriver (en ^raison-

nant

point ^de

^de l’hypothèse admise) que le

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faisceau .doit encore laisser libres les ions positifs

entraînés par les élecirons des _rayons cathodiques.

Cette séparation ^{aura lieu, non} pas ^comme dans le

cas précédent ^{là où le} champ ^{est assez faible, mais à}

la suite des collisions près ^{de la} paroi ^de l’appareil.

Toutefois, ^il faut admettre que, par l’effet du champ près ^{de R, les} couples ^se reconstitaent ou ne se rom-

pent que tardivement. Il s’ensuit que les ions positifs

devront manifester leur présence particulièrement ^du

côté gauche ^du noyau de la bobine. Et c’est précisé-

ment ce que ^montre l’expérience.

En effet, ^c’est lorsque ^le cylindre indicateur lt est un peu à gauche du noyau qu’on ^{obtient, très} pro- noncée, ^{la rotation} iono-magnétique positive, ^alors

que ^cette rotation devient de plus ^en plus ^{faible, si}

l’on déplace ^{peu à peu lI verts la droite.}

Dans cette expérience, ^{la rotation est assez mar} quée pour qu’elle ^{soit visible, même sans} l’aide de la lunette. Par exemple, ^le cylindre fait presque ^un tour en quelques ^{secondes avant} que l’élasticité du fil de suspension puisse ^{l’arrêter.}

[Manuscrit reçu le 8 ^août 1912.1

Electroscope ^{pour travaux} pratiques ^d’élèves

Par E. SALLES

[Laboratoire d’enseignement ^de Physique.

Faculté des Sciences de Paris (P. ^C. N.)].

Ayant ^été chargé d’installer une manipulation ^sur

la radioactivité, pour ^les élèves du Certificat d’Études physiques, chimiques ^et naturelles de la Faculté des sciences de Paris, j’ai été amené à imaginer l’ap- pareil ^dont je ^{donne ici la} description. Il fallait réa- liser un dispositif ^robuste, peu coûteux, suffisamment

simple pour ^{le mettre entre} les mains d’élèves peu avancés en physique, ^et suffisamment sensible pour leur permettre d’effectuer autre chose _que des mesures

qualitatives.

Le but que je ^{me suis} proposé ^{était la mesure de} l’absorption ^du rayonnement par des écrans métal-

liques.

L’électroscope comprend ^trois parties principales : L’électroscope proprement *dit ^{est formé d’une}

cage métallique parallétipipédique ^A percée ^de quatre ouvertures : dans l’une est fixé le bouchon d’ambre Il à travers le mel passe la tige ^T qui porte la feuille d’or, ^cette tige ^est terminée à sa partie supérieure par ^un petit plateau métallique ^{I; une}

seconde ouverture fg ^{est fermée} par ^une lame d’alu- minium mince (I/10 ^{de mm dans} l’appareil que j’ai

fait construire). ^{Enfin deux} ouvertures placées ^l’une

en face de l’autre servent à observer les mouvements

de la feuille ; ^{l’une d’elles est} fermée par ^une glace argentée ^{sur une certaine hauteur, dins ce miroir}

vient se réfléchir ^une graduation placée ^{devant ; c’est}

le procédé imaginé par Elster et Geitel, qui ^{est bien}

connu, je ^ne m’y attarderai _pas.

Le chargeur ^{est formé d’un} chapeau ^{de cuivre}

venant s’emboîter sur une partie cylindrique ; ^le cylindre ^{C est fixé} par

^tube métallique, ^muni

d’une rondelle isolante d’ébonite E; ^{à travers cette}

rondelle passe ^une tige de cuire surmontée d’un bouchon d’ébonite F. CTn ressort maintient G soulevé.

La tige ^{de cuivre est} terminée par ^un disque ^de

cuivre et un petit ^{ressort R1;} quand ^elle occupe ^cette

Fig. 1.

position, ^{la rondelle vient} s’appliquer sur une ron-

delle de cuivre de diamètre plus petit que l’annea u

1. Cet artilice m’a été suggéré par M. Sceurot.