Annalen der Physik - T. XL, nos 1, 2 et 3; 1913

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Submitted on 1 Jan 1913

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Annalen der Physik - T. XL, nos 1, 2 et 3; 1913

Marcel Boll, A. Grumbach, M. Barrée, P. Job

To cite this version:

Marcel Boll, A. Grumbach, M. Barrée, P. Job. Annalen der Physik - T. XL, nos 1, 2 et 3; 1913. J.

Phys. Theor. Appl., 1913, 3 (1), pp.346-355. �10.1051/jphystap:019130030034601�. �jpa-00242037�

346

male du coefficient de rigidité. ^La rigidité ^{pour les} petites charges

est beaucoup plus faible que pour les lourdes charges.

La variation est beaucoup plus grande dans les bandes minces que dans les rubans épais, ^le phénomène n’existe pas pour les fils.

II. Cet effets disparait partiellement, quoique ^très lentement, ^solins

l’influence de la tension ou sous l’action du recuit.

III. Pour l’auteur, ^{cette variation anomale est} le résultat des dé - formations subies pendant la fabrication.

AUBERT.

ANNALEN DER PHYSIK ;

T. XL, nos 1, 2 ^et 3; ^1913.

C. CHRISTIANSEN. - Développement d’électricité par jaillissement ^de liquide.

(Balloélectricité).

P. 107-137 et p. 233-248).

L’auteur reprend ^les expériences ^{de Lénard et de} ~.-~ . Thomson sur

la production d’électricité _par choc de gouttes liquides ^{sur un obstacle} (Ballo éle etri cité)

La méthode consiste essentiellement à pulvériser ^un liquide, ^soit

à l’intérieur d’un tube de platine ^{ou d’un} tube isolant relié à l’élec- tromètre, ^{soit à} produire ^cette pulvérisation ^{sur une} plaque ^de pla-

tine reliée à l’électromètre.

Le Mémoire se borne à reproduire les résultats d’un très grand

nombre de _mesures, desquelles il résulte que les liquides ^étudiés peuvent ^{se classer en} différents groupes :

10 Solutions électrolytiques qui ^{donnent un} très faible développe -

ment d’électricité ;

~° Liquides ^fortement balloélectriques, qui communiquent ^au pla-

tine une charge positive: ^{tels sont l’eau,} les solutions aqueuses

d’huile, d’ammoniaque;

3° Liquides ^fortement balloélectriques, qui communiquent ^au pla-

tine une charge négative : ^{telles sont les} solutions de quinine, ^d’ani- line, ^d’acide trichloracétique.

Des îîiélaîîges d’électrolytes ^et de corps fortement balloélectriques

ont en général ^une balloélectricité très supérieure ^{à la solution de s}

balloélectricités des constituants : par exemple, ^les balloélectricité s

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019130030034601

347 des deux solutions normales d’alcool éthylique ^{et de chlorure de} potassium ^étant respectivement ^{0,9 et 0,1, si on} mélange ^volumes égaux ^{de ces deux} solutions, ^{on trouve une} balloélectricité égale ^{à 7.}

Enfin, ^{en accord avec les} expériences de Lénard et de J.-J. Thomson,

la nature du gaz environnant exerce une très grande ^{influence aussi}

bien sur le signe que ^{sur la} grandeur de l’effet balloélectrique, ^{et on}

trouve que la balloélectricité croît toujours quand ^on passe d’un gaz

plus ^{lourd à un} gaz plus léger.

KARL SCHEEL et WILHELM HEUSE. - Les chaleurs spécifiques de l’hélium et de quelques gaz diatomiques. - P. 4~73-!~9?.

I.

Suite d’une étude déjà ^commencée des chaleurs spécifiques

des gaz ^à pression constante. La méthode est celle qui ^{a été décrite}

dans un premier ^Mémoire (1) ^{et dont le de} Physique ^{a donné} l’analyse (~). Cependant, ^tandis que les premières ^{mesures étaient}

effectuées dans un appareil ouvert, ici la circulation du gaz ^se pro- duit dans un appareil complètement clos ; le ga z qui ^sort du calori- mètre y ^est renvoyé ^au moyen d’un dispositif approprié, ^et par suite la méthode ne met en jeu qu’une ^{faible masse} de gaz, permettant

ainsi d’opérer ^{soit avec des} gaz ^rares (hélium), ^{soit avec} des gaz usuels soigneusement purifiés (hydrogène, ^azote, oxygène, anhy-

dride carbonique).

Les nombres obtenus ne s’écartent pas de la valeur moyenne des

observations, ^d’une quantité supérieure ^{à 1} 0/00 pour la température ordinaire, ^{et d’une} quantité supérieure ^{à 5} 0/00 pour les basses ^tem-

pératures.

II.

Or on sait que :

S. 1 l 1 d,.,

Il àp ^{1 à2v} _d

Si on ca cu e les dérivées partielles TT) ^{T , au moyen de}

l’équation ^d’état donnée par Daniel Berthelot (3), ^on trouve, d’une (1) Annalen der Physik, 37, p. ’i9-95 ; ^1912.

(2) ^{J. de} série, ^t. 11, p. 2~3 ; ^I912.

348

part :

et d’autre part, ^en intégrant l’équation (2) ^{de p}

^{o (où le gaz est}

assimilé à un gaz parfait) ^{à une valeur finie de p : 1}

Comme :

si on connaît _c~, on peut donc déduire c~, cpo,

où toutes les quantités affectées de l’indice zéro se rapportent ^au

gaz supposé parfait.

III.

Les résultats sont les suivante

A) Rapport des chaleurs spécifiques. ^{- On trouve} pour l’hélium

x ~ 1,660 ^{à 18° et} ~,G’73 ^à

1801, ^ce qui ^{est très} voisin de la valeur i,667, ^à laquelle conduit la théorie cinétique pour les gaz ^monoato-

miques. - Les valeurs obtenues pour les gaz diatomiques ^sont

voisines de 1,40 ^{à la} température ordinaire, ^{et s’élèvent} quand ^la température ^s’abaisse.

B) ^Chaleurs spécifiques ri volurt’te constant.

1° D’après ^{la théo-}

rie cinétique, l’énergie interne d’un gaz monoatomique ^{est exclu-}

sivement de l’énergie ^de translation, ^{d’où il résulte} que ^la chaleur

spécifique moléculaire à volume constant doit être voisine de 21,97 ^et

indépendante ^{de la} température. ^Or l’expérience donne pour l’hélium 3,008 ^{à 18° et} 2,949 ^à 180° ;

2° Pour les gaz diatomiques, ^à l’énergie de translation s’ajoute ^une énergie ^de rotation, ^{de sorte} que ^la chaleur moléculaire à volume constant doit être supérieure ^à 2C ,97.

Or Eucken a trouvé pour l’hydrogène que ^cette chaleur diminue de plus ^en plus rapidement quand ^la température s’abaisse, pour ^se

rapprocher de la valeur 3 calories qui caractérise les gaz ^mono-

atomiques. ^{Les auteurs} confirment ce résultat (4,875 ^à 16", 3,338

à

18()Cl) -

Même allure de la courbe représentant la variation de _c~ pour

l’azote et le gaz carbonique ; mais, pour l’oxygène, ^{les auteurs n’ont}

349 tiré aucune conclusion, ^la température ^{de - f800 à} laquelle ^ils opé-

raient étant trop voisine du point ^de liquifaction.

J.

PORTER. - Caractéristiques dynamiques ^des tubes-soupapes

de Wehnelt. - P. 561-601.

L’auteur rappelle ^{d’abord les} propriétés ^{des cathodes à} oxyde incandescent; l’abaissement de la chute de potentiel cathodique,

dans les tubes qui ^{en sont munis, doit être attribué à l’émission}

d’électrons _par l’oxyde. ^En première approximation, la caractéris-

tique statique (f. ^{é. m.} appliquée ^{en abscisse, intensité en} ordonnée)

se compose d’abord d’une courbe de saturation suivie de la portion

de courbe correspondant ^{à l’effluve} qui ^se produit déjà ^{entre 20 et}

50 volts (ionisation par chocs). On atteint ensuite la ^« densité de cou-

rant limite » ; ^{à ce} moment, ^les électrons sont entraînés assez rapide-

ment hors de l’espace ^obscur cathodique pour que celui-ci ^soit appau-

vri ; la densité limite croît notablement avec la température, ^{de sorte}

que, dans ^ces conditions, ^on peut faire passer des ^{courants très} intenses sous une tension relativement basse. Comme les électrodes à oxyde incandescent se comportent ^{comme des anodes} ordinaires,

on s’explique ^{comment un tube de Wehnelt constitue une} soupape

en courant alternatif (~).

°

L’auteur a étudié d’abord à l’oscillographe ^{un tube de Gunde-} lach, ^{ballon muni} de deux anodes de fer, ^{la cathode de} platine ^recou-

verte d’oxyde qu’on ^{chauffe à} ~.~00° étant au centre. Dans les expé-

riences définitives, ^{il a} employé ^{un tube du même} genre, mais ^{où on}

pouvait ^{faire varier la} pression, condenser la vapeur ^{de mercure} dans un récipient ^{refroidi et} renouveler facilement l’oxyde ^{de cal-}

cium de la cathode. On détermine les caractéristiques statiques ^et dynamiques ^{en faisant} varier isolément la tension, la résistance extérieure, ^la température ^{de la} cathode, ^la fréquence ^{du courant,}

la pression ^{et la nature du} gaz.

On constate une hystérésis ^{notable en courant} alternatif: c’est-à- dire que ^{le courant} s’établit à partir d’une certaine tension, ^{suit une}

courbe correspondant ^{à la} région d’effluve de la caractéristique ^sta-

(1 ) ^V. FREDENfiA(;EN, Phys. Z, XIII, p. 539 ;

^{J. due} Phys., ^5° série, ^t. II, p. 686 j -.,

1912.

350

tique ^{et revient en arrière, les tensions} correspondent ^{à une intensité}

donnée étant plus ^basses qu’à ^{la montée. La} capacité calorifique ^de

la cathode complique d’ailleurs le phénomène. ^{Pour un tube} donné,

la tension d’allumage ^ne dépend que ^{de la} pression ^{et de la nature}

du gaz ^et aussi de la fréquence ^{dont elle est une} fonction croissante.

Pour expliquer ^ces faits, Porter fait remarquer que les élec- trons émis par la cathode incandescente doivent tendre, ^{sous l’action}

du champ, ^à s’accumuler vers l’anode, jusqu’à ^ce que la chute de

potentiel soit suffisante pour qu’il y ait ionisation _par chocs ; ^celle-ci dépendant ^{du libre} parcours moyen ^{et de la} densité du gaz dont l’influence est prédominante ^{aux basses} pressions employées, ^on

voit ainsi pourquoi ^{la tension} d’allumage ^diminue quand ^la pression augmente. L’expérience vérifie que ^la distribution corpusculaire ^a

un certain retard sur l’établissement de la tension.

A. GRUMBACH.

GÜNTHER SCHULTZE. - Recherches sur la diffusion de l’argent ^{dans le verre.}

P. 335-361.

Heydweiller ^et Kopfermann ( ~ ) ^ont indiqué que l’argent provenant du nitrate fondu pénètre facilement dans le verre, ^non seulement par électrolyse, ^{mais encore} par simple diffusion : l’auteur s’est pro-

posé d’étudier les lois de ce phénomène.

Il a constaté que, au-dessus de ~~0’’, l’argent diffuse notablement - de l’azotate d’argent fondu dans le verre de Thuringe ordinaire. Ce

phénomène ^{ne met en} jeu que les ions ; l’argent diffuse dans le verre sous la forme d’ions, ^et pour chaque ^ion argent qui s’y introduit, ^il

sort un ion sodium ; ^{sous l’effet de ce} remplacement, ^la conductibi- lité du verre devient 1,5 ^fois plus ^forte.

Lorsqu’on ^{mesure la} quantité d’argent ^{diffusée, on trouve des}

nombres qui ^{sont d’accord avec une théorie} proposée par Warburg

et d’après laquelle ^cette quantité ^est proportionnelle ^{à la racine}

carrée de la durée de la diffusion, ^{ou encore à} la racine carrée du pro- duit de la conductibilité _par la température ^absolue (la conductibilité variant avec la température).

La concentration en argent ^à l’intérieur du verre décroît ^en raison inverse de la profondeur atteinte par le métal.

(1 j ^dei Phys.., XXXII, p. 129.

351 L’auteur a enfin étudié la diffusion de l’argent ^{dans le verre, celui-}

ci étant plongé ^{dans un} mélange fondu d’azotates de sodium et

d’argent. ^On obtient dans ce cas, à l’aide d’hypothèses simples, ^des

formules donnant la concentration en argent ^à la surface du _verre, ainsi que la profondeur ^de pénétration ^de l’argent considérée comme

fonction de la dilution du système ^{fondu en azotate} d’argent. L’expé-

rience a confirmé l’exactitude de ces formules.

E. WARBURG. - Sur la diffusion des métaux dans le verre.

P. 327-334.

L’auteur propose ^et développe ^sa théorie de la diffusion qu’il

montre être d’accord dans ses grandes lignes ^{avec les résultats} expé-

rimentaux publiés par Schultze dans le même numéro du journal.

,

CH. LEENHARDT.

P. LENARD. - Transport del’électricité, par les électrons libres et les porteurs

d’électricité.

P. 39~-43’i.

La grande mobilité des centres négatifs ^{soit dans les} flammes, ^soit

dans les gaz, conduit à y admettre, ^{comme dans les} métaux, ^l’exis-

tence permanente ^ou momentanée d’électrons libres. Ces électrons libres sont-ils soumis à la même agitation que les molécules ^et les atomes, c’est-à-dire se réfléchissent-ils comme les molécules gazeuses

sur les atomes matériels ? Les travaux sur les rayons cathodiques

rendent cette hypothèse ^fort improbable. ^{Il sernble} préférable ^de sup- poser que les électrons ^{sont tantôt} absorbés par les particules ^maté- rielles, ^tantôt abandonnés par ^ces particules.

L’auteur cherche, ^{dans ce} travail, ^à développer quantitativement

cette hypothèse. ^{Dans les deux mémoires} qui suivront, ^il comparera

ses résultats avec les faits expérimentaux.

Dans le mémoire actuel, P. Lénard étudie l’action réciproque ^des

électrons lents (ou ^{des centres} chargés) ^sur les molécules ou les atomes, dans différents cas; il écrit les valeurs des vitesses de ces

électrons. Une partie importante ^{de ce} premier mémoire n’est que le résumé d’un travail antérieur (’ ).

Voici les différents cas qu’il ^{étudie :}

1° Electrons abso7’bés d’une façon perJnanente. ^{La mass e du centre}

(1) ^{Anis. d.} 3, 312 ; ^1900.

352

porteur ^de l’électron a peu d’influence ^sur la vitesse; ^son rayon, ^au contraire, ^{a une} grande importance.

2° Élect,’ons libi-es d’itne façon pel’manente ^et lui ^{se »zei!uent} coni>ne

des inolécules gazeuses, La vitesse calculée pour les électrons ^de la fl amme d’un Bunsen est dix fois trop grande. ^Cette hypothèse ^est

donc inadmissible. On peut alors admettre avec Langevin qu’il

y ^a des actions à distance, ^ce qui ^{revient à} augmenter le rayon des

molécules. Des expériences de Lénard montrent que ^cette hypothèse

est également inacceptable.

3° Éleetl’ons d’une (açon per??ia>ienie, ^{se mouvant à la} de.B’ >,i ole’eioies ga xeioses, ^{1iza£s avec une vitesse} différente. ^Cette hypo-

thèse est également ^en contradiction avec l’expérience.

40 lÉleciro>i _{li bre,} absorbé et entraîné par le ^centre qui ^{ta absorbé.}

Tableau des vitesses avant l’absorption ^{au moment de} l’absorption,

avant et après ^les chocs successifs que subit le ^centre cliargé.

5° Électron alternat ivement libre et absorbé, ^{riiais ne} subissant pas de tétat libre. ’ralleau des vitesses successives, ^vitesse

à l’état stationnaire, c’est-à-dire après ^{un nombre infini} d’absorptions

et de libérations de l’électron. On peut expliquer ^sans contradiction les phénomènes observés dans les flammes avec cette hypothèse, ^en supposant que, ^au premier ^{ou au} second choc subi par le centre, l’électron s’échappe ^{avec une vitesse un} peu inférieure à la vitesse moléculaire.

6° 1,,’lecti-oit alternat£ve1Ílent libre et absorbé, ^1naz’s pouvant ^se ré fle’-

chir et Z’étcct libre. Il ne parait pas certain que les électrons libres subissent de véritables réflexions. L’auteur discute longuement ^leb

travaux sur ce sujet ^et calcule les changements de vitesse des élec-

trons pouvant ^se produire par leurs chocs ^contre les molécules ou les atomes. Un doit pour le ^moment admettre que les réflexions ^succes- sives diminuent les vitesses de 30 0/°, ^{mais cette} diminution ne se

produit plus quand ^{la vitesse est devenue} égale ^à celle des molécules.

A. Tension de vapeur des métaux alcalins.

P. 438-452.

Après plusieurs ^essais infructueux, ^l’auteur a employé ^{une méthode} statique ^{de mesure de ces tensions de} vapeur. Il ^mesure la pression

par l’intermédiaire d*un gaz inerte (azote). ^{On mesure, à} tempéra-

ture constante, la pression ^{de l’azote avant et} après l’introduction

353 du métal. Au lieu de l’augmentation ^de pression, ^l’auteur préfère

mesurer l’augmentation de volume du gaz ^à pression ^constante.

Il indique les résultats par des courbes ^et des tableaux, ^{vérifie la} règle ^de Ramsay et Young (pour des corps analogues, ^le rapport ^des températures ^absolues correspondant ^{à des} pressions égales ^est constant) ^et termine par ^une critique ^des expériences de L. Hacks-

pill, qui ^ne concordent pas ^avec les siennes.

P. JoB.

A. EINSTEIN et 0. STERN. - Quelques arguments én faveur de l’hypothèse

d’une agitation moléculaire au zéro absolu. - P. 531-360.

1. On connaît les deux formules de Planck, qui donnent l’énergie ^F

d’un résonateur de iréquence v, ^{à la} température absolue 1, :

et

h est la constante de Planck 6,7 X 10 s~ ; ~ ^{est une} autre constante

qui dépend ^{de la constante des gaz} parfaits ^{R et du nombre d’Avo-} gadro ^{N suivant} la relation :

La formule (t) ^{se tire} de la théorie primitive ^des _quanta ^de Planck ; ’

la formule(2) ^{découle d’une nouvelle} hypothèse, ^{celle des} quanta

d’émission.

Il. Ces deux formules concordent aussi bien l’une que l’autre ^avec les mesures de rayonnement du corps ^noir puisque ^{toutes les mé-}

thodes de mesure sont différentielles’; ^{elles donnent} évidemment le même résultat dans le calcul de la chaleur d’un corps.

solide.

354

III. Au contraire, ^la première ^{donne :}

alors que la seconde fournit :

dans ce dernier _cas, l’énergie ^d’un résonateur au zéro absolu serait

égale ^{à un} demi-quantum.

En cherchant à interpréter les résultats obtenus récemment par

Eucken(’) ^{sur la} variation de la chaleur spécifique ^de l’hydrogène ^à

très basse température, ^{Einstein et Stern montrent} que la formule (1)

est en contradiction très nette avec les faits, alors que la formule (2)

est vérifiée d’une façon fort satisfaisante.

IV. Lorsque ^la température ^croît indéfiniment, les formules de Planck donnent respectivement :

et

M. Pierre Weiss ^a fait remarquer ^{aux auteurs} que les ^{mesures de} Pierre Curie sur le paramagnétisme de l’oxygène gazeux conduisent,

à température élevée, ^à attribuer à l’énergie de rotation de ce corps

simple ^{la valeur} (2b)

laquelle ^est d’ailleurs identique ^{à celle} qui

est obtenue à partir de la théorie classique,

^{et non la valeur} (1 b),

à laquelle ^on devrait s’attendre si l’on ne supposait ^aucune énergie

au zéro absolu.

V. Einstein et Hopf ^{ont montré dans un} précédent mémoire (2 ) qu’en énonçant l’équilibre thermique ^{au sein d’un gaz} (c’est-à-dire ^en

écrivant qu’il y ^a égalité ^entre l’énergie cinétique moyenne qu’une

molécule de gaz reçoit ^{de la} part ^du rayonnement ^{et celle} qu’elle

devrait acquérir par suite du choc des molécules), ^{on retombe sur la}

loi de Rayleigh-Jeans, qui ^{donne la} densité ?,t, ^du rayonnement ^du corps noir pour ^une fréquence comprise entre v et v + ^{du :}

(1) ^EUCKE:S. Sit;;ungsbel’. ^cl. _-lhacl., p. l~i ; 1912.

(2) ^{Ann. d.} Phys., XXXIII, p.-l105-1113; ^1910.

355

(V ^est la vitesse de la lumière), ^{et cette loi est} expérimentalement absurde, puisqu’elle correspond ^{à un} rayonnement ^noir de densité totale it infinie, quelle que soit ^la température :

Einstein et Stern reprennent ^{ici ce} calcul, ^en supposant l’existence d’une énergie ^{au zéro} absolu. Fait curieux : ils parviennent ^non plus

à la loi de Rayleigh-Jeans (3), ^{mais à} la formule de la théorie des

quanta :

qui ^{est, comme on le} sait, ^{en très bon accord avec} l’expérience.

et qui ^se confond d’ailleurs avec la loi de Rayleigh-Jeans pour des

fréquences v ^très petites. L’hypothèse ^d’une énergie ^{au zéro absolu}

ouvre donc ainsi une voie permettant ^{d’obtenir la} formule de _rayon- nement de Planck (4), ^{sans être} obligé de recourir à aucune espèce

de discontinuité de l’énergie. Toutefois, ^{les auteurs croient douteux}

que les ^autres difficultés puissent ^{être vaincues sans faire} appel ^à l’hypothèse ^des quanta.

MARCEL BOLL.

PHYSIKALISCHE ZEITSCHRIFT;

T. XIV; ^1913.

S.-J. BARNETT. - Expérience ^sur l’induction électromagnétique

et le mouvement relatif.

T. XIII.

P. 803-805 (1912).

L’auteur a employé ^un condensateur cylindrique dont l’axe coïn- cide avec celui de la bobine magnétisante ^{sans fer ou avec la direc-}

tion du champ magnétique ^{dû à un} électro-aimant entre les armatures

duquel le condensateur est placé. ^{On fait tourner soit} le condensa-

teur, ^soit l’appareil magnétisant ^entier, tandis que, dans les expé-