Recherches sur la valence des ions dans les gaz

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Submitted on 1 Jan 1913

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Édouard Salles

To cite this version:

Édouard Salles. Recherches sur la valence des ions dans les gaz. Radium (Paris), 1913, 10 (4),

pp.119-122. �10.1051/radium:01913001004011900�. �jpa-00242596�

Recherches sur la valence des ions dans _{les gaz}

Par Édouard SALLES

[Laboratoire d’Enseignement ^de plysique ^de l’Université de Paris (P. ^C. N.)].

Les expériences dont je vais rendre compte ^{ont été}

exécutées dans le but d’étudier le mode de mesure

de K D ^décrit par M. Langeviii 4an; le mémoire pré-

cédent. L’appareil ^{de mesure était un} condensateur

plan ^{à anneau de} garde, ^{dont les armatures avaient été} coupées ^{dans la même} planche d’aluminium. L’arma- ture inférieure B (fig, 1) repose, par trois pieds ^{H, sur}

Fig. 1.

le plan ^{de verre L} percé d’unelarge ^{fenêtre K recouverte}

par ^une feuille d’ aluminium mastiquée ^{à la} glue ^marine.

L’armature supérieure ^{A est fixée sur} le bloc de plomb

C de 2 cm d’épaisseur, il repose ^sur l’anneau de

garde F par des cales en quartz D ; ^{ce bloc de} plomb

a pour but de couper ^le rayonnement ^en arrière de l’électrode. L’anneau de garde s’emboîte dans la boîte de laiton E, qui protège électrostatiquement ^le système

électrode d’aluminium - bloc de plomb - cettebeîte a

été remplie ^de paraffine ^{de telle sorte} que le bloc de

plomb ^et les cales de quartz y ^sont noyés ; par suite de la présence ^{de cet} isolant solide les chances de fuites électrostatiques ^{sont réduites au} minimum. On

interpose ^entre l’anneau de garde ^et l’armature infé- rieure des cales de quartz d’épaisseurs ^{diverses C ;}

une tige métallique relie à la borne T le bloc de

plomb ^{C. Le tout est} placé ^à l’intérieur d’une cloche

de verre S. Dans le rodage ^{V est} mastiqué ^{le tube de}

cuivre P ; ^la partie supérieure porte ^{un bouchon} d’ambre M traversé par ^une tige ^{R se vissant sur T,}

P est mis au sol comme E. Un conducteur passe ^à

trayeurs le plan ^{de verre L et} communique ^{avec B : ce}

conducteur servira à porter ^{B au} potentiel ^voulu.

La saturation devant être obtenue avec des champs

peu intenses, ^{étant donné la faible} épaisseur ^{de la}

couche d’air, ^{on établit entre A et B} la différence de

potentiel ^{voulue, à l’aide d’un} potentiomètre ^formé

de deux boîtes de résistance ^sur lesquelles ^{débite un}

Daniell. Au cours des _mesures, la constance de cet élément est vérifiée, par comparaison ^{avec un élément}

Weston parfaitement ^connu.

Pour mesurer les courants on pouvait songer soit ^à la méthode du quartz, ^soit à la balance d’induction de Townsend, ^modifiée par Lattès, ^{mais avec des} champs

aussi faibles on pouvait ^{craindre que l’on ne fît}

varier aussi le potentiel de l’armature supérieure ^A

du condensateur, ^ce qui ^aurait apporté ^des perturba-

tions importantes ^{aux mesures.} Au contraire la méthode consistant à opposer, ^sur la même paire ^de quadrants de l’électromètre un courant de sens in- verse, n’est pas sujette ^{à ces} objections.

Dans ce but j’ai ^{fixé sur la} tige d’un cathétomètre

une planche percée ^{d’un trou} circulaire ; au-dessus de

ce dernier j’ai placé ^une chambre d’ionisation dont l’électrode est reliée à la même paire ^de quadrants ^de

l’électromètre _que l’électrode centrale A du condensa- teur. La lunette du cathétomètre est enlevée et rem-

placée par ^une tige ^{de bois} portant ^{à son extrémités}

une ampoule ^{contenant une substance} radioactive ; ^en déplaçant l’équipage ^{mobile du} cathétomètre, ^{on fait}

varier la distance de la substance radioactive de la chambre d’ionisation, ^et par suite l’intensité du cou-

rant dans celle-là. La veriicale qui ^{détermine le}

parcours de l’ampoule passe par le ^centre du trou circulaire de la planche. L’équipage mobile compre-

nant une vis commandantun vernier au cinquantième,

il est facile d’obtenir des déplacements ^très petits, ^et

par conséquent ^{d’assurer avec} précision ^la compensa- tion. L’appareil ^{étalonné, il} est facile, ^{en se} rapportant

à la courbe d’étalonnage, ^{de trouver le courant faisant} équilibre ^{au courant} produit ^{dans le} condensateur,

ces mesures

font facilement quand le zéro de l’électromètre est bien fixe. Pour des positions ^de l’ampoule proches de la chambre d’ionisation, la sen-

sibilité est très grande, ^des déplacements ^{très faibles}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01913001004011900

déplacent ^{le spot soit à droite, soit à} gauche ; pour des positions ^assez éloignées ^la sensibilité diminue et les mesures devienent assez pénibles.

Les mesures peuvent ^être conduites de deux façons :

a) À l’aide du potentiomètre ^{on établit un} champ

donne entre les armatures du condensateur, ^{et on} cherche pour quelle position ^du condensateur on

obtient-l’équililJre.

b) L’ampoule radioactives du compensateur ^étant placée ^{dans une} position déterminée, ^{on cherche} quel champ ^{il faut établir entre les deux armatures du con-}

densateur pour que le spot ^{reste au zéro.}

J’ai employé ^{ces deux méthodes,} la seconde est pré-

férable _pour les calculs des expériences.

La source radioactive placée ^sous le condensateur

a toujours ^{été une} ampoule ^{contenant 7} mgr de sel de radium pur.

La courbe (fig. ^{2) montre} que la saturation ^{est très}

Fig. 2.

rapidement atteinte. les points ^se groupent ^{vite sur la} partie rectiligne ^{de la courbe de} saturation.

Quelle que soit la méthode employée, ^{on détermine}

le plus grand nombre de points possibles, ^{afin de}

construire les branches correspondant ^{aux ions} posi-

tifs et négatifs, puis ^{on mesure les courants de satu-}

ration positifs ^et négatifs. Les deux courbes doivent

se

raccorder ^au point d’origine, ^{et les} parties ^rectili-

gnes du début ^se prolonger : malheureusement, ^bien

que les arniatures du condensateur aient été prises ^dans

la même planche d’aluminium, ^{il existait entre elles}

une légère différence de potentiel, ^{de cette façon le} point ^oit les courbes coupaient l’axe des ordonnées

(les ^{courants étant} portés ^{en abscisses et} les différences de potentiel ^en ordonnées) ^se trouvait décalé. J’ai donc dit en quelque ^sorte interpoler ^cette partie ^recti- ligne.

La courbe étant construite, ^{on choisit une} valeur du courant I, puis ^on prend ^comme différence de poten-

tiel la demi-somme des différences de potentiel ^cor- respondant ^{à la même} valeur de 1 positif ^{et de 1} néga- tif, ^ce que j’appelle V; ^{comme on connaît d’autre} part ^{le courant de} sàturation, ^{il est} facile de cal-

culer). ^{Les courants} de saturation positifs ^et négatifs

ont toujours été trouvés égaux, aux erreurs d’expé-

riences près, c’est-à-dire 2 pour 100 ^au plus.

Il. Langevin, dans le mémoire précédent, ^{a montré} qu’au voisinage ^{de la} saturation ^on a _1 ==-, 0 y lo ^m étant le courant de saturation, ^{c’est ce} que j’appelle prernière formule; ^d’autre part, ^si l’on admet _que les deux ions ont même mobilité et même coefficient de diffusion, ^{on a}

_

/.

’

avec m

k D

J"ai obtenu assez rapidement des résultats encou-

rageants. Voici les valeurs de k ^{calculées à} _artir ^de

plusieurs ^courbes expérimentales.

Les courants sont exprimés ^{en unités} électrosta-

tiques.

Ces premiers résultats montraient bien que les valeurs de k devenaient plus faibles ^{à mesure} que celles des courants que l’on faisait ^entrer dans le calcul étaient plus éloignées de la saturation.

Dans d’autres expérienees, j’ai expérimenté ^{avec des}

courbes d’air de 2mm, 4 ^{et 3mm. Un} grand ^{nombre de}

mesures ont été exécutées, je ^{donne ici} quelques-unes

des plus intéressantes.

Valeurs tirées de la formule

Dans toutes ces courbes tracées à l’aide des résultats

expérimentaux, ^{c’est à} coup ^sûr la partie rectiligne qui ^est affectée de la moindre précision.

J’ai dit en effet qu’il ^{existait une} différence de poten- tentiel de contact entre les plateaux ^du condensateur,

bien que j’eusse pris ^{soin de les} faire couper dans la même planche d’aluminium. J’ai poussé ^{les mesures}

aussi près ^que possible ^du voisinage ^{de la} partie ^rec- tiligne, que j’ai dû pour ainsi dire interpoler ^{en rac-}

cordant par ^une droite les branches inférieures des courbes de saturation. Les mesures étaient très diffi- ciles à exécuter; ^en effet, ^{si on se} rapporte ^{à la courbe} d’étalonnage, ^{on voit} facilement _que pour des positions

de la matière active, proches de la chambre d’ionisation,, de faibles variations de hauteur amènent de fortes variations de courant, tandis que ^si la source d’ionisa- tion est loin, c’est l’inverse qui ^a lieu. Mais néanmoins les résultats sont de l’ordre de grandeur auquel ^{on doit}

s’attendre si les deux ions ont la même valeur.

C’est la même conclusion que l’on peut ^{tirer, si l’on}

examine les valeurs de k D ^calculées avec la formule

On voit de plus que k D diminue si l’on fait intervenir, dans le calcul, ^{des courants de} plus ^en plus faibles. La

présence ^{d’ions à} charge double devrait ^fatalement apporter dans la valeur de k D ^une augmentation ^consi- dérable, ^de façon ^à la faire dévier sensiblement de

1.25.104, ^{de sorte} qu’en calculant le rapport ^{avec les}

courants proches ^{de la} saturation, ^on aurait des valeurs plus grandes que l,25.i0B ^{et avec les} plus éloignées ^{d’autres voisines de cette} quantité.

En calculant K D avec ^{la formulel} I-i=2 m ^faisant

intervenir le manque de saturation, les résultats sont intéressants avec les courants proches ^{de la} saturation.

Néanmoins, ^on remarque

diminution notable du

rapport ^{à mesure} qu’on ^{fait entrer} dans le calcul des

courants de plus

plus éloignés ^{de la} saturation, ^les

fuites électriques, d’ailleurs, prennent ^{alors une in1-} portance qui ^{va en} augmentant.

Mais si dans le mode d’ionisation _que j’ai employé

2013 rayons du radium traversant plusieurs millimètres d’aluminium

il s’était trouvé des ions à charge double, les valeurs de k D tirées des mesures auraient

été sensiblement plus élevées. Je ferai remarquer que ni Millikan d’une part, ^{ni Franck et} Westphal ^de

l’autre, ^{n’ont trouvé d’ions à} charge ^{double avec les}

rayons y, ^ce qui ^est pour le moins curieux, ^{étant donné}

la ressemblance frappante des rayons y ^et des rayons de R0153ntgen.

[Manuscrit reçu le 30 avril 1913.]

Sur les courbes de Bragg

Par P. BIANU

[Faculté ^{des Sciences de Paris.}

Laboratoire de Mme CURIE.]

Bragg ^{et Kleemann}

^les premiers ^{ont étudié les}

ravons x par l’ionisation produite dans l’air et dans

une chambre d’ionisation de faible épaisseur. ^En

faisant varier la distance entre la matière active et la

Fig. ^{i .}

chambre d’ionisation, ^{ils ont} obtenu la courbe bien

connue du courant en fonction de la distance. Nous 1. Phil. Mag.. 1904 et 1905.

nous sommes proposé l’étude de cette courbe en

fonction de la pression ^et l’appareil ^{dont nous nous}

sommes servi a été construit d’après ^{les mêmes} prin- cipes que celui de Bragg, ^mais de dimensions ^assez

grandes pour pouvoir obtenir les courbes d’ionisation

sans interposition d’écrans. La figure ¹ indique ^les

diverses parties ^de l’appareil : ^{C est le} plateau ^{relié à}

l’électromètre à cadrans E; ^{B une toile} métallique

reliée à une batterie d’accumulateurs P ; ^{A une toile} de protection reliée à la _{cage D} et au sol S. Cet ensemble est supporté par ^trois colonnes métalliques

fixées sur la plaque ^{en verre V. Le} polonium déposé

sur un disque d’argent ^{de 2 cm} de diamètre (F) ^est

fixé sur le plateau ^{L; celui-ci, étant} supporté par le tube à crémaillère K, peut ^se déplacer ^{en tournant le}

bouton M. Une règle graduée ^{R fixée sur une des}

Fig. 2.

colonnes nous indique ^le déplacement ^de la couche - active. Un manomètre à mercure et un thermomètre fixés sur les autres colonnes montrent la pression ^et

la température.

Les rayions

^étaient canalisés _par un diaphragme ^T composé ^{d’une série de tubes} juxtaposés ^{et le tout}

couvert par ^une grande ^{cloche en verre où} l’on faisait