Diffusion des ions gazeux

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Submitted on 1 Jan 1910

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Diffusion des ions gazeux

Édouard Salles

To cite this version:

Édouard Salles. Diffusion des ions gazeux. Radium (Paris), 1910, 7 (12), pp.362-364. �10.1051/ra-

dium:01910007012036201�. �jpa-00242440�

362

liquide) ^des particules matérielles n’emportant ^aucune charge électrique. ^Ce paradoxe ^{n’a rien} d’impossible.

Nous _savons, par l’exemple ^des égalisateurs ^de poten- tiel, _{que des} gouttes ^d’eau relativement petites emportent ^{avec elles la} charge électrique ^du liquide

dont elles se séparent. ^Mais nous savons aussi qu’une

surface électrisée ne se décharge pas par évapora-

tion1: les molécules d’eau n’emportent donc pas la

charge ^du liquide qui ^se dissipe ^en vapeur. ^Entre le

diamètre des gouttes ^très petites ^et le diamètre des

molécules, ^il doit exister un diamètre critique pour

lequel ^une particule liquide ^{cesse de} pouvoir ^s’élec-

triser par ^coniact. L’hypothèse ^{émise ci-dessus ne} peut ^{donc être} rejetêc cc prior. Des recherches ulté- rieures permettront peut-être ^de jeter ^{la lumière sur}

cette importante question.

[Manuscrit rcçu le 10 Novembre 1910.]

Diffusion des ions gazeux

Par Édouard SALLES [Collège de France.

Laboratoire de physique.]

J’ai décrit’ ^un dispositif ^{destiné à la mesure du}

coefficient de diffusion des ions gazeux, ^{et montré} que la nature de la paroi ^ne jouait ^aucun rôle contraire-

ment à ce qui semblait résulter de certaines expé-

riences de Rutherford. J’ai depuis ^étendu mes mesures aux ions produits ^{dans des} gaz divers et étudié l’in- fluence de la pression.

Une étanchéité suffisante 111’ étant nécessaire, ^{et le} métal constituant les diverses pièces ^de l’appareil pré.-

sentant une porosité ^{extrême, il m’a} fallu faire démonter le tout et vérifier un par ^un les éléments de l’ensemble; ^la partie ^la plus ^{délicate a consisté a}

éliminer toute fuite par les bouchons d’ébonite iso- lants. 1VI. Jobin ^a mené à bien cette opération longue

et difficile. Toutefois, ^{au cours de cette} année, ^une fuite légère qu’il ^{m’a été} impossible ^{de trouver s’est}

déclarée, ^{mais sa faible} importance ^me permettait ^de

faire plusieurs ^{mesures de suite sans être} obligé

d’introduire de nouveau gaz. Le manuniètre étant

gradué ^en vingtièmes d’atmosphère ^{et les divisions}

du cadran suffisamment larges permettant ^d’écaluer facilement le quart ^de division, ^il était aisé de suivre les variations de pression.

Dans la méthode de Townsend, pour déterminer lc coefficient ^de diffusion, ^{on mesure} le courant de satu-

ration, lorsque le gaz ionisé ^{sort :} 10 d’un faisceau de tubes ayant ^{1 cm de} long ^{et 2 mm de} diamètre;

20 d’un autre faisceau de tubes de même diamètre,

mais de 10 cm de long; connaissant le rapport ^{de ces}

deux quantités ^{on calculc} le coefficient de diffusion. Je

rappelle yuc dans ^mon appareil ^{les tubes} longs ^et

courts étaient contenus dans l’intérieur d’un barillet

analogue ^à celui d’un revolver complètement ^enfermé

dans une enceinte close, ^{et mis en} rotation de l’elté-

1. Voir 6.1l.LiROTTI, Rend. Acc. Lincei, i7 (1908’ ^109.

2 Le Hadillm, ⁵ (1908) ^321-324; je ^{renyoie au mémoire}

pour ^la description ^de l’apparoil.

rieur par ^une crémaillère. Le barillet comprenait ^six logements ^contenant trois groupes de tubes longs ^et

de tubes courts de métaux dilférents. Comme il faut tenir compte ^{de ce} que, pendant ^le trajet ^{de 9 cm,}

différence des longueurs des tubes longs ^{et courts.}

une partie ^{des ions a} disparu par recombinaison, j’ai

pour ^{faire cette} correction, ^{modifié mon} appareil : ^un

faisceau de tubes ^a été cnlevé; ^{en basculant} l’appa-

reil sur son bâti, l’électrode glissait ^{sur son chemin}

de roulement et se trouvait occuper des positions

distantes de 9 cm l’une de l’autre.

Le gazonlètre ^à circulation est resté le même, ^mais la glycérine ^{a été} replacée par l’huile de vaseline à

cause du caractère peu hygroscopique ^{de cette der=}

nière.

Les gaz étudiés ^ont été les suivants : air, ^acide carbonique; ^azote, oxygène. ^{L’azote et} l’oxygène ^cons- primés provenaient ^{de la} Compagnie ^des gaz ^com-

primées qui ^les préparent par distillation fractionnée de l’air liquide; ^{l’azote est donné comme contenant} 99,5 pour 100 de ce gaz; quant ^à l’oxygène, ^une analyse obligeamment ^faite par ^M. Hackspill, ^a

montré que ^{sa teneur} était du mênle ordre. Quant ^li l’acide carbonique, j’ai rejeté ^le gaz préparé par fer- mentation qui possède ^{une odeur} aromatique pro- noncée et me suis servi d’un gaz ohtenu industriel- lement _par combustion du coke, l’analyse ^m’a indiqué que ^{la teneur en} était supérieure ^à 99 pour 100. L’azote et l’oxygène ^{ont été désséchés} par pas- sagc ^sur des colonnes de potasse ^et d’anhydride phos- phorique, ^{l’air et l’acide} carbonique ^en leur faisant traverser des tubes remplis de chlorure de calcium11 ^et de _ponce sulfurique.

Les gaz, sauf 1 air, ^étant comprimés ^{dans des réci-} pients, j’ai adopté ^{le mode de} remplissage ^suivant.

Tout le liquide ayant été amené dans le récipient A2

du gazomètre de circulation (fig. 1), je ^{fermais R}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01910007012036201

363 puis ^{ouvrais le} pointeau ^{de la} dérivation liquide ^P

ainsi que r2 et r1; le gaz entrait alors par r1, refou- lait le liquide ^dans A,, ^{de sorte} que le gaz ^contenu dans A 1 et l’appareil sortait par r2 d’une quantité correspondante ^à celle introduite dans A2. ^{Une fois}

le liquide ^dans Ai, je ^{fermais P, r1, rs,} j’ouvrais ^R

et mettais la pompe ^en marche de façon ^{a faire reve-}

nir le liquide ^dans A2, ^{cela fait} je ramenais le liquide

en A1 puis ^{en A2 à l’aide de la} pompe ^de façon ^{à bien} mélanger le gaz résiduel avec le _gaz nouvellement introduit, puis je recommençais ^comme je viens de le dire plus ^haut. Supposons que le volume de gaz nouvellement introduit soit le double du _gaz résiducl,

ce qui ^{était à} peu près ^{le cas,} après ^la première opé-

Fig. 1.

ration le mélange comprendra ^un B o1unJe total

gaz + V 2 ^{résidu ; après la deuxième} opération, ^le

volume du _gaz résiduel sera devenu V22 ^{et après la}

nleme V 2n. ^{Je me} suis arrêté en général ^{u n =12 ou}

15. Il m’élait donc aisé d’obtenir un gaz ^{ne conte-} nant qu’une quantité insignifiante de gaz résiduel.

La source d’ionisation a été le polonium : ^ce corps n’émet pas de rayons pénétrants ^et permet ^d’avoir

une zone d’ionisation parfaitemcnt ^définie.

J’ai toujours employé pour la ^mesure du courant de saturation la méthode de M. Moulin.

La correction pour recombinaison se fait de la façon

suivante : oo amène ^en place ^le logement ^{vide du}

barillet et on mesure le courant de saturation pour les deux positions ^{extrêmes de} l’électrode, ^{soit M}

cette correction; si _n est le courant de saturation a la sortie des tubes longs, n2 ^{a la} sortie des tubes courts

le rapport ^{de ces courants} corrigé ^{berna :}

Townsend ^a montré 1 que ^si N, ^{est le courant de satu-}

ration lorsque l’électrode occupe la même place que pour la ^mesure de n1 les ^{tulles étant} ôtés, N2 ^{le cou-}

rant de saturation quand l’électrode est à la même

place que pour la ^mesure de 11:? les tubes étant ôtés

également ^{on a :}

où T est le temps ^mis par le gaz pour parcourir ^{9 cm}

dans les tubes longs, ^{0 le} temps qu’il lui faut pour effectuer le même trajet quand ^{les tubes} n’y ^sont pas.

Dans mes appareils j’ai toujours pu négliger ^la

correction de recombinaison : elle n’aflectait qu’un

chiffre décimal _{que la} précision ^{de mes} expériences

ne me permettait ^pas d’atteindre.

Dans ces conditions, pour ^{l’air a} la pression ^atmo- sphérique, j’ai ^{obtenu :}

Townsend avait trouve :

Il faut toat d’abord remarquer que la précision ^est

limitée environ à 5 %; je ^ne crois pas qu’il ^{soit facile}

de la dépasser. ^{Dans ces} conditions la concordance

est bonne pour les ions négatif, ^{il n’en est} pas de même pour les ions positifs. ^Townsend remarque que lors de ses mesures, qui ^font partie ^d’un groupe

d’expériences ^{ou il étudiait} l’influence de la pression,

la tenlpérature ^était de 19° alors qu’elle ^oscillait

ntre 12° et 16° dans le cas des autres déterminations . Mais si l’on admet comme vrai, ^ce qui ^{se trouvera} justifié ^{dans un instant,} que le coefficient de diffusion varie en raison inverse de la pression, ^et qu’on

prenne la moyenne ^des produits ^{H X} K trouvés par

lui, ^{on trouve} pour H==772 mm., pression ^au

moment où il opérai, K+ == 0,05 1. ^{Franck et M-et-} plialÎ ^{2 en} prenant ^{comme source de radiation les} rayons de Rcntgen ^{ont trouvé} K+ =0,0298. ^Dans

mes premières mesures j’avais obtenu Iï

je

n’avais pas fait de correction pour recombinaison, il

est irai. mais j’ai ^{tout lieu de croire} qu elle ^était

1. Phil. Trans, A-493, 19 l’l .ummte·.

2. Le Radium, 6 1909 248-249; ibid., 348,

364

négligeable ^comme pour ^{mes mesures} d’aujourd’hui.

Il est donc vraisemblable _que le nombre de Town- send 0,028 ^{est un} peu faible ^et l’accord entre les divers expérimentateurs n’apparaît pas ^{comme mau-} vais. J’incline donc à croire qu’en ^ce qui ^{me concerne} j’obtiendrais une valeur plus ^{faible avec une meilleure}

dessiccation, ^et j’ai l’intention de recommencer dès que je ^{me serai} procuré ^un échantillon de polonium

nouveau, le mien se trouvant au terme de son

existence.

J’ai trouvé, ^d’autre part, les résultats suivants avec

les autres gaz.

Il y ^a désaccord entre 31. Townsend et moi pour le coefficient de diffusion de l’ion+ dans l’oxygène,

mais son gaz ^ne contenait que 9!4 % ^{environ de cet} élément, ^{le mien était} beaucoup plus pur.

En faisant varier la pression ^{dans le cas de l’air,} j’ai ^{trouvé :}

Ce qui donne pour les ^mesures dans l’air :

Townsend expérimentanl ^{dans un autre inter-}

valle de pressions allant de 772 rn/m ^{à 200} m/m ^avait

trouvé pour K+ ^{X H} des valeurs oscillant entre 24,5

et 23,1 ^et _pour K_ X ^{H entre 55} et 29,8.

Aux erreurs d’expériences près, mes mesures sont

d’accord avec les siennes et justifieot ^ceci, que le coel’ficient de diffusion varie en raison inverse de la

pression. ^D’autre part, l’identité des ions produits

par les rayons ^{oc, et} par ^{les autres sources de ra-} diation, rayons ^de Ilôntgen, rayons B ^et y, rayon ultra-violets, ^{se trouve} démontrée une fois de plus.

Avec l’azote j’ai opéré des recherches entre 760 m/m

et !502 m/m ^{avec les} résultats suivants :

11 est possible ^{de se rendre} compte de la grosseur des ions en admettant _que le véhicule de la charge

est considérahle par rapport ^{à la} molécule, ^{et faisant} usage de la formule d’interdifl’usion de deux gaz, ^ce

qui ^{a été} fait par Townsend.

M. Langcvin ^{1 a donné une formule} pour la diffusion, dont l’application ^montre que les ^nombres calculés par Townsend ^sont trop forts. Je mc réserve de

publier prochainement les valeurs que j’ai trouvées,

dans une note où j’exposerai les différentes idées qui

ont été émises par divers physiciens ^{sur les ions et}

leur nature.

C’est, ^en terminant, ^un agréable ^devoir pour moi de remercier mon inaiii.e et ami M. Langevin pour les conseils et les encouragements qu’il n’a cessé de

me donner au cours de ce travail.

[Manuscrit reçu le 25 Novembre 1910].

Sur la biréfringence électrique ^des liquides

homogènes.

^{Etudes des} retards absolus

Par J. ^CABANNES

[Faculté des Sciences de Marseille.

Laboratoire de Physique.]

Un diélectriduc isofrolye, placé ^{dans un} chanip électrique, ^devient biréfringent. ^{Soit ni l’indice ordi-}

naire (indice ^{de la} vibration de Fresnel perpendicu-

laire aux lignes ^de force) ^{et n2 l’indice} extraordinaire.

Soit n l’indice primitif ^du liquide isotrope. ^{Je me}

suis proposé ^la détermination en valeur absolue des indices n1 ^et n2, ^ou plutôt ^des différences n2013n1 ^et n - ii,. Il est très intéressant

au point de i ue théo-

rique

de savoir si l’indice ni ^est égal ^{a l’indice}

primitif ^{n. Cette} question ^{est encore} controversée. J’ai montre que, pour le cumène, combinaison _{a noyau}

hcnzëmque, ^{11 est inférieur à ii.}

On fait interférer 2 étroits faisceaux de lumière à peu près parallèle ^et homogène, polarisés rectiligne-

ment, ^et traversant la même épaisseur ^du liquide ^à

étudier. On peut ^{créer sur le} trajet ^{de l’un des fais-}

ceaux un champ électrique parallèle ^au plan d’onde,

1. Annalcs de Physique ^{el Chimie, 2} (1905) ^245.