HAL Id: jpa-00240753
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Submitted on 1 Jan 1903
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Philosophical magazine - T. V; janvier-février 1903
Barbillion, E. Perrreau
To cite this version:
Barbillion, E. Perrreau. Philosophical magazine - T. V; janvier-février 1903. J. Phys. Theor. Appl., 1903, 2 (1), pp.260-279. �10.1051/jphystap:019030020026001�. �jpa-00240753�
260
L’analogie des phénomènes élastiques et magnétiques a été signalée depuis longtemps, et, en particulier, par G. M’iedemann (~~.
On peut chercher l’explication de cette analogie en admettant avec Ampère que l’aimantation résulte d’une orientation plus ou moins complète des aimants moléculaires sous l’action de la force
magnétisante. A cette orientation générale s’opposent : l’inertie de ’ rotation des aimants moléculaires, les actions magnétiques qu’ils
exercent les uns sur les autres, les réactions élastiques de la matière
et les frottements moléculaires qui accompagnent ces réactions élas-
’tiques. Pour vaincre les résistances autres que l’inertie de rotation, la
force magnétisante doit exercer sur la matière des couples de
cisaillements internes qu’on ne peut pas reproduire mécaniquement,
mais qu’on peut regarder comme les analogues des déformations
mécaniquement réalisables, telles que l’allongement par traction.
PHILOSOPHICAL MAGAZINE ;
T. V; janvier-février 1903.
E. RUTHERFORD. - Excited Radioactivity and the Method of its Transmission
(Radioactivité provoquée et sa transmission). - P. ~J~-11i.
E. RUTHERFORD et The Magnetic and Electric Déviation of tlle
easily absorbed Pays from Radium (Déviation électrique est magnétique des rayons aisément absorhés du radiun1). - P. i-i87.
Poursuivant ses recherches sur l’émanation du tliorium et du radium et sur la radioactivité provoquée par ces deux corps sur les corps voisins, quelle que soit leur nature, M. Rutherford arrive à
ce résultat important que la radioactivité provoquée es t due à l’émanation, et il est conduit à une conséquence plus importante
encore et plus nouvelle : c’est que les rayons considérés comme non
déviables qu’érnet le radium sont en réalité des rayons déviables, par des champs magnétiques très intenses : ce ne sont pas des rayons du genre des rayons X, mais des rayons analogues aux
r ayons-canaux, formés d’une émission d’ions positifs de masse con- sidérable, - au lieu d’êti°e formés d’une émission de corpuscules
() G. Gctlvaî2isîniis und EleldJ’omagnetismus, 2c édition: p.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019030020026001
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négatifs de masse beaucoup plus faible, comme les rayons catho-
diques ou les rayons déviables proprement dits, - rayons ~, - des
corps radioactifs.
1. Le thorium et le radium ont la propriété de provoquer une radioactivité temporaire sur tous les corps de leur voisinage. Si un
fil chargé négativement à haut potentiel est dans un vase fermé
contenant du thorium et du radium, la radioactivité provoquée est
limitée à l’électrode négative. Si le fil est chargé positivement, il
reste inactif, et la radioactivité provoquée se produit sur les parois
du vase. En l’absence de tout champ électrique, la radioactivité
provoquée se produit sur les surfaces de tous les corps contenus dans l’enceinte fermée, qu’ils soient diélectriques ou conducteurs. ‘ Cette radioactivité provoquée est due au dépôt, sur la surface des corps, de matière radioactive, transportée par des particules char- g ées positivement qui se meuvent dans l’air, sous l’influence d’un
champ électrique, avec la vitesse des ions positifs produits par les rayons de Rôntgen.
Il n’y a que les substances qui émettent l’émanation qui pro- duisent la radioactivité provoquée. L’uranium et le polonium ne
donnent pas d’émanation et ne provoquent pas la radioactivité. Le
pouvoir de provoquer la radioactivité est directement proportionnel
au pouvoir d’émanation. Enfin, la radioactivité peut être provoquée
par l’émanation seule, entraînée par un vase loin du corps actif au moyen d’un courant gazeux.
La vitesse des ions, ou, plus exactement, leur rnobilité dans un
cha1nlJ électr’ique, est mesurée par une méthode déjà appliquée par
le même auteur il la mesure de la mobilité des ions négatifs produits
à la surface d’un métal par les rayons ultra-violets. Elle consiste à établir entre deux plateaux une différence de potentiel qui est la
somme algébrique d’une force électromotrice alternative et d’une force électromotrice de sens constant plus petite que la valeur maximum de la force électromotrice alternative. Le rapport p de la radioactivité provoquée sur l’un des plateaux à la somme des
radioactivités provoquées sur les deux permet de calculer la mobi-
lite, connaissant la fréquence et les forces électromotrices em-
ployées ( ~ ) .
(1) Sur cette méthode, cornme d’ailleurs sur toutes les questions relatives à la
diffusioli, à la 1lwbililé et à la des ions, on consultera l’important
travail de M. Langevin : Paris. Gauthier-Villars, 1902.
262
On arrive ainsi à des valeurs voisines de 1. cm, 3 par seconde pour 1 volt par centimètre dans l’air là la pression et à la température
ordinaires.
C’est à peu près la vitesse qu’a trouvee Zeleny pour les ions posi-
tifs produits par les rayons de R6ntgen et de Becquerel.
2. Pour expliquer l’origine de ces porteurs de charges électriques,
on peut faire deux hypothèses :
9 La matière radioactive constituant l’émanation se condense sur
les ions positifis produits dans le gaz par la radiation, et est ainsi transportée sur la catllode ;
2° Les particules de l’émanation possèdent la propriété d’expulser
de leur intérieur un corpuscule négatif ; la particule reste ainsi chargée d’une charge positive.
Contre la première hypothèse, on peut dire que l’émanation devrait disparaître plus rapidement si le nombre d’ions augmentait
dans le gaz dans lequel l’émanation est répandue. Or un pareil effet
n’existe pas. La seconde hypothèse donne une explication satisfai-
sante de l’origine de la radiation produite par l’émanation même.
L’émanation consiste en une matière d’état instable, en voie de chan- gement chimique; le noyau positif qui reste, après l’expulsion du corpuscule négatif, devient le centre d’un agrégat de molécules, pro- bablement semblable à l’ion positif produit par le passage des rayons X; c’est ce qui explique que les porteurs de l’activité
provoquée du thorium et du radium ont à peu près les mêmes vitesses, lors même que les noyaux primitifs seraient de masses dif- férentes.
3. Abordant plus généralement l’étude de l’origine des rayons de l’uranium, du thorium, etc., M. Rutherford pense que les rayons
non déviables sont des projections de corpuscules, comme les raj70ns fi déviables, les uns et les autres produisant l’ionisation par choc des molécules gazeuses qu’ils rencontrent ; lnais les rayons non déviables seraient formés d’ions positifs de masse beaucoup plus
considérable que les ions négatifs, qui sont des corpuscules de l’ordre du 1000 de l’atome d’hydrog°ène. En supposant aux groupes xnaté- riels chargés positivement une masse seulement 10 fois supérienre
à celle de l’atome d’hydrogène, on voit qu’il faudrait soumettre les
rayons a à un champ magnétique d’intensité 10000 fois supérieure
pour avoir la même déviation qu’avec les rayons il ne serait donc
263
pas surprenant qu’on n’eût pu mettre en évidence la déviation de
ces rayons a, tout à fait analogues aux rayons-canaux de Gold- stein.
4. Le mémoire suivant a précisément pour but de soumettre cette idée au contrôle de l’expérience ; il montre que les rayons x, très peu pénétrants (puisqu’ils sont arrêtés par d’aluminium), sont
déviables par un champ magnétique intense ainsi que par un champ électrique ; la déviation est en sens inverse de celle que subissent les
rayons ~ déviables et constitués par des particules négatives. Il y a, enfin, une troisième espèce de rayons, les rayons y non déviables, qui
sont extrêmement pénétrants.
Pour étudier la déviation des rayons cl, l’auteur place au fond d’une
boite une couche de radium. Une série de fentes verticales parallèles
de omm ,04, à 1 centimètre de largeur, séparées par des lames de cuivre, laissent passer des rayons se propageant verticalement de bas en haut : au-dessus est un électroscope à feuilles d’or isolé et
chargé, dont on étudie la vitesse de décharge. Si l’on excite un
électro-aimant produisant un champ magnétique perpendiculaire au plan des fentes, les rayons peuvent être déviés, rejetés latéralement et ne plus parvenir à l’électroscope. La vitesse de décharge est alors
modifiée.
Dans une expérience, on a, dans le champ magnétique, une vitesse
de décharge correspondant à 8v,33 par minute, avecle champ magné- tique 11,72; si l’on avait recouvert le radium d’une lame de mica suf- fisante pour absorber tous les rayons a, on aurait eu OV,93 et 01,92 seu- lelnent. En ce dernier cas, les rayons y agissent seuls ; les rayons ~,
très déviables, sont élinlinés ici, même dans le cas où le champ n’agit pas, car il reste toujours le champ rémanent de l’électro-aimant, qui suffit largement pour rejeter latéralement tous les rayons p avant qu’ils n’aient traversé dans toute leur longueur les fentes verticales.
En recouvrant les bords supérieurs des fentes, sur la moitié de leur
largeur, par une série de plaques de cuivre, on peut reconnaître le
sens de déviation des rayons « par le champ : on trouve que c’est le
sens inverse de celui que donnent les rayons 8.
Un champ électrostatique donne une déviation légère, trop faible pour qu’on puisse en fixer le sens avec certitude.
De la déviation magnétique, on déduit, pour la vitesse des rayons u, environ :
264
et pour le rapport dela charge électrique à la masse matérielles :
Ainsi les rayons cl., consz’dér’és jîtsqit’ici coîîîme non déviables par le
1nagn(/tique, ne sont nulleinent des rayons X, l’nais des rayons- canaux, transportant des ions positifs de Jnasse analogue à celle d’u n
atoine tandis que les , bea?fcouj) dév’iables,
sont cathodiques corpuscules négatifs.
Une très petite fraction seulement de l’énergie rayonnée par les corps radioactifs serait employée à produire des rayons y, réellement
non déviabics par le champ magnétique, et analogues à des rayons X.
B. B.
S.-H. BURBURY. 2013 On the Conditions necessary for Equipartition of Energy, (Conditions nécessaires pour l’égale répartition de l’énergie). - P.
En réponse à un mémoire de M. Jeans, M. Burbury présente quelques remarques intéressantes.
Lord Rayleigh a conclu en faveur de la loi de l’égale répartition,
et Boltzmann aussi ; mais ces deux physiciens ont apporté en faveur
de la loi des arguments contradictoires entre eux, de « sorte que l’au- torité de la loi, dit-il, n’est pas la somme, mais la différence de leurs autorités personnelles. »
Lord Rayleigh considère un ensemble de systèmes animés d’un mouvement cyclique et, par suite, réversible. Boltzmann , au contraire, paraît bien établir qu’un mouvement qui réalise l’égale répartition
est irréversible. Les deux conceptions sont incompatibles. Il ne s’ensuit t
pas que les arguments de Boltzmann ne soient pas convaincants.
B. B. -
J . TROWBRIDGE. - Thé Spectra of Hydrogen, and Reversed Lines in the Spec-
tra of Gases (Les spectres de l’hydrogène, et les lignes renversées dans les
spectres des gaz). - P.
M. Trowbridge a réussi à préparer des tubes à gaz raréfiés entiè- rement en quartz, permettant par conséquent le passage de décharges beaucoup plus intenses qui ne risquent pas de les fondre. Il indique,
comme premiers résultats obtenus avec des tubes remplis d’hydro-
(1) T. cle Phys.. voir ce vol , p. 1G6.
265
gène, qu’il a pu obtenir de nouvelles raies brillantes ou obscures dans l’infra-rotige.
L’examen des négatifs photographiques montre que le renverse-
ment des raies métalliques peut avoir lieu quand elles tombent
sur ces lignes ou des bandes gazeuses brillantes, - ou inversement.
Il s’ensuit que la présence de lignes noires dans le spectre des étoiles n’implique pas nécessairement la présence de couches de renverse-
ment où le gaz serait plus froid. Au surplus, un gaz peut présenter
un spectre continu à l’oeil, ou même sur des photographies obtenues
en prenant des tubes de verre et des lentilles de verre, tandis qu’avec
des tubes de quartz, tels que ceux qu’on emploie ici, une large région
de Fultra-violet apparaît comme traversée de raies et de bandes bril- lantes et obscures.
LORD RAYLE1GH. 2013 Note on thé Theory of the Fortnightly Tide (Sur 1,-t théorie de la marée de quinzaine). - P. 136-141.
Discussion, d’après Lamb, des théories de Laplace et de Darwin, spécialement intéressantes pour le physicien en ce que, comme on le sait, Darwin a déduit de l’absence d’effet des forces productrices
des marées sur l’écorce terrestre, que la terre solide a une rigidité au
moins égale à celle de l’acier.
B. BRUNHES.
VT. :MARSHALL On HIC Existence of a Relationship between the
Spectra of some Elements and the Squares of their Atomic Weights (Sur
l’existence d’une relation entre les spectres de quelques éléments et les carrés de leurs poids atomiques). - P. 203-208.
Discussion historique au sujet des diverses formules proposées.
NIE>.ER Theory of the Connexion betiv-een the Energy of Elec-
trical Waves or of Light introduced into a System and Chelnical Energy,
Heat Energy, Mechanical Energy, etc. of the same (Théorie de la connexion entre l’énergie des ondes électriques ou lumineuses introduites dans un sys- tème et ses autres variétés d’énergie chimiques). - P. 208-226.
De ce mémoire théorique, où l’on essaie d’appliquer les principes
de la dynamique chimique de Gibbs aux systèmes qui subissent
l’influence de la lumière, on peut extraire les propositions suivantes :
266
1° Un système homogène, qui était en équilibre dans l’obscurité, passe, quand il est éclairé, à un nouvel état d’équilibre, et a une
nouvelle valeur de la chaleur de réaction, etc. ; mais la relation entre le logarithme de la constante d’équilibre (rapport du produit des
concentrations moléculaires des composants à la concentration moléculaire du composé, chacune de ces concentrations élevée à une
puissance marquée par le nombre de molécules du corps qui entrent
en réaction), la chaleur de la réaction et la température absolue
-continue à être exprimée par la même loi.
. 2° Loi du déplacement de l’équilibre par la lumière. Si la lumière
agit sur un système qui peut exister sous deux états, l’équilibre est déplacé dans la direction qui est accompagnée d’une plus grande absorption de lumière. C’est dire que la lumière tombant sur un
système chimique en équilibre détruira en partie celui des deux états qui correspond à la plus grande absorption de lumière ; elle
détruira le corps ou système de corps le plus absorbant au profit du
moins absorbant.
Dans la réaction H2 + C12 .- 2HCl, c’est le premier membre qui
est le plus absorbant pour la lumière, à cause du chlore; la réaction,
sous l’influence de la lumière, se fera par la production de IJCI aux dépens du mélan ge gazeux. De même, entre 2ÂgCl et Ag2 + CI’,
’
c’est le premier des deux états - la combinaison - qui est le sys- tème le plus absorbant pour la lumière. La réaction sous l’action de la lumière sera une décomposition.
W.-C.-D. WIIETHAM. - The Theory of Electrolytic Dissociation (La théorie de la dissociation électrolytique). - P. 270-290.
_ Discussion de quelques objections à la théorie.
,,4. BATELLJ et L. MAGRL 2013 On Oscillatory Discharges (Décharges oscillante.
P. t-3i.
Les expériences ont été faites pour vérifier la formule de sir
. 1.V. rrhon1son :
On a mesuré les diverses quantités qui interviennent pour un cir- cuit donné.
267 Il Après avoir rappelé les diverses mesures de T, les auteur g donnent leur mesure, faite en photographiant l’étincelle avec un
miroir tournant. Le miroir est fixé à l’arbre d’une turbine mise en
mouvement par de l’air comprimé à 6 atmosphères. La vitesse est sensiblement constante et mesurée par comparaison en notant sur
un cylindre tournant noirci chaque tour de l’arbre et les vibrations d’un diapason. L’étincelle se produit dans une chambre noire. Un
objectif en donne une irnage sur la plaque photographique. Un obit-
rateur permet de faire arriver la lumière sus la plaque au moment
-convenable.
On a ainsi mesuré des périodes de 0,0000~3 ~6 seconde,
Le condensateur était un condensateur à air, formé de feuilles d’étain collées sur des glaces séparées par de petites cales en verre :
on associait en batterie plusieurs éléments. La capacité fut comparée
à celle d’un étalon par la méthode du balistique et aussi comparée à
une résistance par la méthode du pont.
Les capacités mesurées furent :
Les deux condensateurs en parallèle donnèrent Olllf,01375 ou
14175 centimètres.
Les deux condensateurs en série donnèrent 01ne,00396~ ou
3,168 centimètres.
Pour connaître la résistance du circuit et la résistance de l’étin-
celle, on mesura la chaleur dégagée. Pour cela, le fil enroulé en
hélice était plongé dans un réservoir muni d’un tube capillaire et rempli de toluène. De méme, l’étincelle éclatait dans une ampoule
munie d’un tube capillaire et remplie de tolnène. La dilatation du
liquide permettait de calculer la quantité de chaleur, l’appareil
ayant été une fois étalonné en faisant passer dans le fil un courant continu.
L’expérience montre que la résistance, c’est-à-dire le nombre qui, multiplié par le carré moyen de l’intensité, donne la puissance déga- gée, est plus grande quand le fil est enroulé en hélice que lorsqu’il
est rectiligne, et cela d’autant plus que la période est plus courte.
Les mesures permettent de passer de la valeur de la résistance don-
268
née par la forn1ule de lord Rayleigh, pour la résistance d’un fil recti-
ligne parcouru par un courant de fréquence 17, à celle de la résistance du même fil enroulé en hélice.
La self-inductance fut calculée par les formules habituelles et aussi
comparée ii une self-inductance étalon par la méthode du pont, dont
deux branches sont formées parles self-inductances L, et L2 et les
deux autres par des capacités C~ et C,. Le pont est équilibré quand L1 Ct == L2C;2 : on le voyait en prenant un tube à vide comme gal-
vanoscope.
Voici les résultats :
E. PERREAU.
11.-1.. CALLENDAR. - On trie Thcl’lllodynalnical Correction of the Gas Thermo- nieter (Sur la correction thermodynamique du thermomètre il gaz). - P. 48-9à .
Tenant compte des résultats des expériences de Regnault et
autres physiciens sur la compressibilité et la dilatation des gaz, des
expériences de Joule-Thomson sur l’écoulement des gaz à travers
un tampon poreux, M. Callendar, en s’aidant de considérations ther-
modynamiques, a montré : i
1 ° Que les écarts d*un gaz ou d’une vapeur par rapporta l’état par- fait peuvent être représentés, pour des pressions moyennes, par une
équation du type :
où le covolume 7) est constant et où c, qu’il appelle le « volume de coagrégation », est une fonction de la température 6 seulement.
Il montre que cette conclusion résulte de la forme des isothermes et du fait que l’effet Joule-Thomson (refroidissement) est indépen-
dant de la pression, mais qu’elle ne peut résulter d’un seul de
ces faits ;
~° La valeur du zéro absolu peut être approximativement déduite
de la connaissance du refroidissement Q (effet Joule-Thonison ) et de la
chaleur spécifique p au voisinage de ~0°, sans qu’on soit obligé de
connaître la variation de Q et de p avec la température. Mais, si on
269 veut déterminer l’échelle de correction du thermomètre à gaz, cette connaissance s’impose ;
°
3° La plus simple hypothèse relative à la variation de avec la
température consiste à poser :
avec des valeurs différentes de n pour les divers types de molécules.
La loi des états correspondants doit être restreinte à des molécules du même type qui se « coagrègent » de la même façon ;
4° L’indice n peut être interprété comme la moitié du nombre des
degrés de liberté perdu par une molécule dans la coagrégation, l’énergie de transport d’une molécule représentant trois degrés de liberté ;
p° La valeur de n est probablement 0,5 pour les gaz monoato-
miques, 1,5 pour les diatomiques. Ces valeurs donnent un bon accord
avec l’expérience ;
6° Les propriétés du gaz carbonique à des pressions moyennes sont bien représentées avec >1 - 2, si on tient compte de la variation
de la chaleur spécifique observée par Regnault. On a alors accord entre les résultats donnés par la compressibilité et par le refroidis- sement par écroulement;
’l° Les propriétés de la vapeur d’eau sont bien représentées avec
~2 .--_ 3,3, si on suppose la valeur limite de la chaleur spécifique à
une pression nulle indépendante de la température et si on ne néglige pas ses variations avec la pression ;
8° La valeur du zéro absolu déduite du coefl’icient de compressl-
bilité de l’hydrogène est probablement, à un ou deux centièmes de
degré près, 273°,10. °
. PEBHEAU.
E.-W. MARCHANT. 2013 A Graphical Method of Determining the Nature of the
Oscillatory Discharge from a Condenser thruugh a Coild Variable Inductance
(Méthode graphique pour déterminer la nature de la décharge oscillante d’un condensateur a travers une bobine d’inductance variable). - P. 1:)0-160.
L’équation qui détermine le courant est :
270 ou
en posant :
Soit d’abord 1/ = L = Cte. L’équation permet de construire la courbe y = f (i) du courant i en fonction du temps t par la cons- truction de cordes successives dont l’inclinaison est donnée par 2013.
dt
des temps t à gauche de 0, et portons, sur
vv’
On tracera la petite droite OL parallèle à KN. Si OX est l’abs- cisse de L, la surface OXj Lj est /1°d1. Au point 1,,, on obtiendra
l’inclinaison
d2
dtde la courbe de la manière suivante : On mènera LM, parallèle à OX jusqu’à la rencontre de la droite = OK, puis sur OY, à partir de N vers 0, on mènera NN1On voit que Mj Nj a l’inclinaison
2013
de la tangente en L,.-
Si L’ n’est pas constant, on remplacera la OK il
par la courbe qui
donne -
en fonction du courant 1.L’auteur donne aussi des courbes obtenues dans les trois cas suivants. Elles ont permis de calculer la durée de la période d.’oseil-
lation.
E. PERREAU.