HAL Id: jpa-00240899
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Submitted on 1 Jan 1904
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Philosophical Magazine; 6e série, t. VI; juillet-décembre 1903
E. Perreau
To cite this version:
E. Perreau. Philosophical Magazine; 6e série, t. VI; juillet-décembre 1903. J. Phys. Theor. Appl., 1904, 3 (1), pp.381-405. �10.1051/jphystap:019040030038101�. �jpa-00240899�
381 interférentiel. L’auteur a déduit graphiquement de ces expériences
les valeurs moyennes du déplacement c d’une frange correspondant à
une variation de pression de 1 millimètre de 40 en 40 millimètres 11,
de 20 en 20 millimètres pour les autres gaz. Les valeurs de c pour H sont remarquablement constantes ; pour les autres gaz, elles suivent une progression très régulière quand la pression augmente,
et elles ne diffèrent jamais de plus de 1/1000 des valeurs calculées par la méthode des moindres carrés en admettant la relation :
Ces valeurs de c sont proportionnelles à dn dp, au-dessous de 1 atmo-
sphère comme au-dessus ; la réfraction est donc proportionnelle au poids spécifique.
RÉSULTAS NUMÉRIQUES (VALEURS DE OC) ,
P. LUGOL.
J. WALLOT. - Erwiderung auf die Bemerkungen des Hrn. B. Walter
(Réponse aux remarques de M. R. Walter). - P. 215.
L’auteur se défend d’avoir refusé toute signification théorique à
une relation découverte par Walter; il a simplement voulu dire qu’elle n’était pas confirmée par l’expérience, si l’on arrive au sel solide. Il n’en a d’ailleurs parlé qu’incidemment. P. LUGOL.
PHILOSOPHICAL MAGAZINE;
6e série, t. VI; juillet-décembre 1903.
(IONISATION ET RADIOACTIVITE.)
W. MARS1IALL WATTS. 2013 On the atomic Weight of Radium (Sur le poids atomique du radium). - P. 64-66.
Étude fondée sur l’observation du spectre du radium. Dans certaines familles d’éléments (K, Rb, Cs, ou Ca, Sr, Ba), l’élément qui a le
(1 ) C. R., 1811; - Traité d’oplique, t. III, p. 604.
(2)Ann. de Chim. el de Phys., 6e série, t. XIV, p. 22; 1888.
(3) Ann. de Cltim. et de Phys., 7, série, t. VH, p. 32 1 ; 1896.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019040030038101
poids atomique le plus fort a la plus petite fréquence d’oscillation ; et, entre trois éléments, existe une relation d’après laquelle les diffé-
rences de fréquence, si l’on compare des raies qui se correspondent
dans les trois spectres, sont proportionnelles aux différences entre les carrés des poids a tomiques. En se fondant sur cette relation; on peut, par exemple, à l’aide de cinq groupes de trois raies qui se corres- pondent dans les spectres du calcium, du strontinm et du baryum,
déduire le poids atomique du baryum de ceux du calcium et du stron-
tium, supposés connus ; on arrive ainsi, comme moyenne des cinq déterminations, au nombre 137,46, alors que la valeur admise est de
137,4.
De même, on prendra trois raies qui semblent se correspondre
dans les spectres du calcium, du baryum et du radium :
On en déduit pour le poids atomique du radium : 226,52. On peut prendre encore deux groupes de trois raies correspondantes, dans
les spectres du baryum, du mercure et du radium ; on arrive, pour le
poids atomique du radium déduit de ceux du baryum et du mercure,
aux deux nombres 223,21 et 225,32. On sait que Mme Curie a donné pour ce poids atomique la valeur 225.
O.-W. RICHARDSON.2013 On the Positive Ionization produced by Hot Platinum
in Air at Low Pressures (Ionisation positive produite par le platine chauffé
dans l’air aux basses pressions). - P. 80-9«.
H.-A. WILSON. - The Ionization produced by Hot Platinum in Air
(Même sujet). - P. 267-268.
Dans un tube à gaz raréfié, relié à une trompe, est disposée une spirale de platine, qui occupe l’axe d’une électrode cylindrique isolée qu’on reliera à l’électromètre. On rougit la spirale de platine par un courant et l’on établit les connexions avec une batterie d’accumula- teurs de manière à porter cette spirale de platine à des potentiels.
positifs, variant de 40 en 40 volts jusqu’à 400 volts. Entre la spirale
chauffée et l’électrode isolée, s’établit un courant de déperdition qu’on
mesure à l"électromètre, et dont on étudiera les variations avec la
pression du gaz et les diverses conditions de l’expérience.
383 Le conrant de perte croît naturellement avec le voltage de la spirale
de platine. Ce courant (rate of leak) diminue rapidement au début;
puis la diminution devient insensible au bout d’une heure, et l’on
obtient alors un courant de déperdition stationnaire.
Supposons le fil indicateur à 515° C., par exemple. Au début, le
courant était 15000; au bout de huit minutes, il se réduit à 12000 ; de seize minutes, à 7000; de vingt-quatre, à fi000. Si alors on élève
la température au-dessus de 515", à 577°, le courant augmente brus- quement ; il est porté à 31000; puis il diminuera graduellement. Si
on chauffe, par saccades, jusqu’à 800°, chaque fois on élève la valeur
du courant initial. Nl ais, si l’on refroidit ensuite, on trouve, pour une
température donnée, un courant beaucoup plus faible qu’on n’avait
trouvé pour la même température durant la série ascendante. Poui 3100 par exemple, après avoir abaissé la température de 809° à 751°, puis à 577° et à 5150, on trouve seulement un courant de 41.
Il,semble ainsi que l’ionisation positive due à des fils chauffés tienne à quelque substance qui s’évapore du fil quand on le chauffe : cette idée a condiiil Richardson à chercher si une électrode négative qui a
été placée au voisinage d’un fil cliauffé chargé positivement ne devient
pas radioactive. Mais les expériences dans cette voie ont montré qu’un pareil effet n’existe pas.
Pour rendre à un fil chauffe à température plus haute que celle de
l’expérience l’activité qu’il a perdue, on peut recourir à trois moyens l
exposition à l’air, exposition à une décharge positive provenant d’un second fil porté au rouge, placé dans la même enceinte, et enfin décharge lumineuse passant dans le tube et pour laquelle le fil joue le
rôle d’une des électrodes. On peut, en particulier, rendre une activité
momentanée au fil en s’arrangeant pour que le tube ne tienne pas bien le vide, et laissant l’air rentrer peu à peu. Après un accroisse"- ment de pression de 0mm, 1 à omm,16 par exemple, si l’on refait la
mesure en chauffant le fil dans les mêmes conditions, on trouve que le courant de déperdition initial a augmenté; mais ce courant ne
tarde pas à baisser à son tour.
M. Wilson diffère de l’auteur sur quelques points d’interprétation.
Il conclut des expériences de Richardson qu’il y a lieu de distinguer
trois parts dans la déperdition positive dans le cas d’un fil de platine rougi :
10 Perte temporaire, disparaissant au bout de quelques minutes, indépendante de la pression du gaz;
20 Perte temporaire disparaissant après quelques heures de chauffe ; sa diminution est due à une altération graduelle de l’état d’agrégation moléculaire du platine par un échauffement prolongé ;
30 Perte permanente, qui s’annule dans le vide et croit avec la
pression du gaz, et qui, elle, à une pression donnée, est une fonction
définie de la température. C’est cette partie du phénomène qui est
due à l’ionisation de l’air au contact du platine.
R.-J. STRUTT. - The Preparation and Properties of an Intensely Radioactive Gals from Metallic Mercury (Préparation et propriétés d’un gaz ayant une radioacti- vité considérable à partir du mercure métallique). - P. 113-116.
L’auteur avait étudié antérieurement la perte d’électricité positive
à partir des métaux chauffés, soit à basse pression, soit à la pression
ordinaire. Il avait trouvé que le cuivre chauffé donne lieu à une
déperdition notable, qui est considérablement diminuée si on le
plonge dans l’air frais ; il semble que le cuivre émet un gaz radioactif
quand on le recuit, et que ce gaz se diffuse peu à peu de l’intérieur du métal dans les couches d’air voisines du métal.
L’expérience a été reprise avec le mercure à 3000. On fait barboter de l’air dans ce mercure et on le reçoit dans un vase relié à l’élec- troscope ; de là il est repris, se rend de nouveau dans l’appareil qui
l’insume dans le mercure. Cette circulation continue durant plusieurs jours : la déperdition due à l’air .qui a barboté dans le mercure
augmente graduellement, jusqu’à se fixer, par exemple, à la valeur
de 250 divisions de l’échelle par heure, tandis que l’air ordinaire donnait seulement 2 divisions.
Il n’est pas absolument nécessaire de chauffer le mercure ; on
obtient un effet du même ordre avec le mercure froid.
Si l’on enferme maintenant dans un vase l’air rendu actif par son passage à travers le mercure, puis qu’on l’extraie et qu’on le rem- place par de l’air ordinaire, la déperdition tombe brusquement à 1
de sa valeur, et cette déperdition baisse elle-même en vingt minutes
de la moitié de sa valeur initiale. Il s’agit ici évidemment d’une radioactivité induite sur les parois du vase par le contact du gaz radioactif.
Quant au gaz radioactif lui-même, son pouvoir de déperdition
augmente d’abord de 1 6 de sa valeur environ en quelques heures, puis
385 il diminue suivant une courbe exponentielle, et tombe à une valeur
moitié de sa valeur maxima au bout de 3j, 18. Cette constante, carac-
téristique, comme l’on sait, de chaque substance radioactive, a pour le radium une valeur comprise entre 3j,7 et 4 jours. L’accroissement initial d’activité correspond à l’observation de Rutherford sur l’éma- nation du radium.
L’activité de cette « émanation » du mercure est d’un ordre de
grandeur tout différentde celui des émanations des métaux ordinaires.
L’auteur ne dit pas quel rapport elle a avec celle du radium.
K. PRZIBRAM. - On the Point Discharge in Mixtures of Gases (Décharge
par pointes dans les mélanges de gaz). - P. t 16-180.
Un fil de platine terminé en pointe est maintenu à une distance réglable d’un plateau métallique circulaire; le tout est enfermé
dans un tube à gaz où l’on peut introduire le gaz que l’on veut.
On emploie une machine Wimshurst et on mesure la différence
de potentiel entre la pointe et le plan, à l’aide d’un électromètre Braun. On retrouve le résultat connu, que la différence de poten-
tiel est plus grande quand la pointe est positive que quand
elle est négative. Ainsi, avec pointe positive à 5 millimètres du
plateau, on a 4400 volts dans l’air, 5200 dans CO2 ; avec pointe négative à la même distance, 3700 volts dans l’air, 3500 dans C02.
L’étude de la décharge dans des mélanges d’air et d’anhydride carbonique, ou d’air et d’hydrogène et d’azote, a conduit à un résultat
curieux qui n’est pas général, mais se produit dans quelques cas.
Si on ajoute une petite quantité de C02 à de l’air pur, on abaisse la différence de potentiel à pointe positive, on l’augmente à pointe néga- tive ; dans ce cas de pointe négative, l’addition d’un gaz, donnant lieu pourtant à une différence de potentiel moindre que l’air lui-même, élève la différence de potentiel, qui atteint jusqu’à 4500 pour retomber à 3500 quand la proportion d’air diminue à son tour jusqu’à zéro. La pression totale du mélange est maintenue constante. ,
L’auteur suggère l’explication suivante : La différence de potentiel
de décharge dépend du degré d’ionisation et du libre parcours moyen des molécules de gaz. Un gaz facile à ioniser (C02), mais qui exige une différence de potentiel plus grande, à cause de son moindre
parcours moyen, pourrait abaisser la différence de potentiel dans un
autre gaz de plus long parcours moyen, en fournissant un plus grand
nombre d’ions qui s’ajoutent en quantité insuffisante pour altérer la valeur moyenne du libre parcours. Cette explication, remarque-t-il, expliquerait l’effet de l’addition de C02 à l’air pur, dans le cas de
. la décharge par pointe positive, mais non dans le cas de la pointe négative. D’ailleurs, le champ électrique n’étant pas uniforme, le gaz du plus grand pouvoir inducteur tend à se concentrer autour de la
pointe, de sorte que la décharge passe en réalité à travers un mélange qui n’a pas la composition moyenne correspondante au dosage des
gaz introduits.
HAROLD-=1. WILSON. - The Electric Intensity in the uniform positive Column
in Air (Intensité électrique dans une colonne positive uniforme dan3 l’air). -
P. 180-188.
Dans la partie d’un tube à décharge où l’on a une colonne posi-
tive uniforme, on peut étudier, à l’aide de deux électrodes parasites
reliées à un électromètre, la force électrique (en volts par centi-
mètre) en fonction du courant passant d’une électrode à l’autre. Ce
champ électrique X augmente avec le courant, d’abord d’une façon rapide, et tend asymptotiquement vers une valeur limite. Cette valeur limite est donnée en volts par centimètre par la formule :
p étant la pression en millimètres de mercure dans le tube. Avec une
pression p - 0mm,667 par exemple, X varie depuis la valeur 52volts, 8
par centimètre, obtenue pour un courant de 2,5 millièmes de microam-
père, jusqu’à 65 volts par centimètre, qu’on obtient pour des courants allantde40 millièmes de microampère j u squ’à 200 millièmes et au delà.
Mais, quand le courant dépasse une certaine valeur critique (dans le cas
présent, 180 millièmes de microampère environ), la décharge devient
’instable, et brusquement fait place à une décharge intermittente dans
laquelle le champ est beaucoup moindre que dans la décharge con-
tinue. La valeur critique du courant augmente avec la pression.
L’auteur donne une théorie de la variation du champ avec le cou-
rant, théorie fondée sur la recombinaison des ions : on retrouve les courbes expérimentales, en admettant que le coefficient de recombinai-
son des ions augmente quand la pression croît, ce qui est conforme
aux expériences de Langevin sur la recombinaison des ions libérés
,par les rayons Rüntgen.
387
J. PATTERSON. 2013 On the lonization in Air at different Températures and Pres-
sures (Ionisation dans l’air à différentes températures et pressions). -
P. 234-238.
Expériences instituées en vue de contrôler l’affirn1ation de Ruther- ford et de divers physiciens, à savoir que la conductibilité de l’air enfermé dans un vase est due, pour la majeure partie, àla radioactivité des parois du vase.
On étudie le courant qui passe entre la paroi d’un vase de 12 litres
et un fil métallique isolé au milieu du vase, à l’aide d’un électromètre
Dolezalek, rendu assez sensible pour donner une déviation de 15000 déviations de l’échelle pour une différence de potentiel de
1 volt entre les deux paires de quadrants.
La force électromotrice augmentant, le courant augmente jusqu’à
une valeur correspondante à la saturation ; il est ensuite constant quand la force électromotrice augmente. En pratique, une différence
de potentiel de 280 volts suffisait, quelle que fût la température, pour obtenir le courant de saturation ; en fait, on a établi une différence de
potentiel de 1000 volts.
La température variant de 200 à 4101, le courant de saturation ne
varie pas. Il augmente ensuite assez vite si l’on passe de £00° à 500", et beaucoup plus rapidement quand le cylindre est chargé négativement que quand il est chargé positivement ; il y a, à partir
de 450°, émission d’ions par les parois du vase.
La pression de l’air intérieur augmente, à partir de 27 millimètres
jusqu’à 765 millimètres : l’ionisation augmente d’abord proportionnel-
lement à la pression, jusqu’à 80 millimètres, puis plus lentement, et, au-dessus de 300 millimètres, elle devient indépendante de la pres- sion. Pour l’hydrogène, on a des résultats analogues.
On arrive au nombre 61, pour le nombre d’iohs produits par seconde dans 1 centimètre cube avec un cylindre de fer à la pression atmosphé- rique, en prenant 3,4 . 10-’° unités électrostatiques C. G. S. comme
valeur de la charge d’un ion. En admettant cette même valeur, on
arrivée au nombre 36 pour le nombre d’ions produits dans les mêmes
conditions dans un vase-de verre argenté (expérience de Wilson), et
dans un cylindre de zinc, à 27 (expériences de Rutherford). Ces divergences entre les valeurs des nombres d’ions tiennent très pro- bablement à la différence des matières qui constituent les parois des
vases dans ces diverses expériences.
R.-J. STRUTT. 2013 Fluorescence of Crystals under the Rüntgen Rays (Fluorescence des cristaux sous l’influence des rayons Röntgen). 2013 P. 250-251.
Les cristaux fluorescents de platinocyanure de magnésium
émettent une lumière diversement colorée suivant la position du plan de polarisation des rayons lumineux incidents. La couleur peut aller de l’orangé jusqu’à l’écarlate. On pourrait chercher dans cette voie un procédé pour mettre en évidence une polarisation des rayons Rôntgen. En réalité, on n’a trouvé aucune différence de coloration en
faisant tourner par rapport au cristal un plan déterminé contenant
le faisceau de rayons Rôntgen qui provoque la fluorescence.
GwiLTM OWEN. - On the condensation Nuclei produced in Air and Hydrogen by heating a Platinum Wire (Noyaux de condensation produits dans l’air et l’hydrogène en chauffant un fil de platine). - P. 306-316.
Tous ceux qui s’occupent des recherches modernes sur l’ionisa- tion connaissent les belles expériences, désormais classiques, de
C. T. R. Wilson sur la condensation de la vapeur d’eau sursaturée autour des ions servant de noyaux. Wilson a mesuré dans divers
cas le rapport d’expansion 03C52 03C51 qui entraîne la condensation par détente dans un air saturé.
L’auteur a appliqué la méthode de Wilson à un problème dont
l’étude lui était suggérée par une remarque du météorologiste qui
a été l’initiateur de tous ces travaux sur le rôle des poussières dans
la condensation, Aitken. - Aitken a remarqué qu’un fil de platine porté au rouge peut provoquer une condensation dans une atmo-
sphère qui était parfaitement exempte de gouttes et de poussières.
On chauffe un fil de platine par un courant électrique : la tempé-
rature est déduite chaque fois de la résistance, mesurée au pont de Wheatstone. Le fil est dans le ballon de l’expérience de condensation de Wilson. On règle chaque fois le degré de détente en faisant varier le volume V2 dans lequel se détendra l’air humide primitivement con-
tenu dans le volume v, . Et l’on cherche la relation qui existe entre
la plus basse température qu’il faut donner au fil pour provoquer
une condensation avec un degré de détente donné, et le rapport d’ex- pansion correspondant.
389
Quand le fil de platine est dans l’air, on trouve que, quand la tem- pérature s’élève, on arrive à la condensation pour des rapports d’ex-
pansion de plus en plus petits. ,
Dans une expérience, on a eu à peu près :
Quand le fil de platine est dans une atmosphère d’hydrogène, la
marche du phénomène est la même ; mais il faut porter le fil, pour avoir des condensations relatives aux mêmes degrés d’expansion, à
des températures plus hautes de 600° et plus. Voici un exemple :
Ces nombres varient d’ailleurs, pour un même gaz, avec les condi- tions de l’expérience.
En essayant l’action d’un champ électrique par les noyaux de con- densation produits, on n’a pas trouvé d’effet sensible, ce qui conduit, jusqu’à nouvel ordre, à regarder ces noyaux comme n’étant pas
chargés.
J.-C. Mc. LENNAN et E.-F. BURTON. - On the Radioactivity of Metals Generally (Sur la radioactivité des métaux en général). - P. 343-350.
Tous les métaux sont plus ou moins radioactifs. Pour étudier cette
radioactivité, on peut recourir à la disposition suivante : deux
cylindres concentriques d’un même métal seront disposés l’un à
l’intérieur de l’autre (cylindre extérieur : 120 centimètres de long et
24 de diamètre ; intérieur : 110 de long et 19 de diamètre). Le cylindre
extérieur est uni à la terre, l’autre relié à une paire de quadrants
d’un électromètre sensible (1000 millimètres de déviation de l’échelle pour 1 volt). Si on isole le cylindre intérieur préalablement mis au sol, on trouve qu’il se charge progressivement : il est porté à un potentiel négatif, qui augmente d’abord, et se fixe au bout de
quelques heures à une valeur invariable. Voici quelques-uns des
nombres obtenus avec divers métaux (le même métal étant employé
pour les deux cylindres) :
L’influence du gaz qui remplit l’espace intermédiaire et celle des la pression de ce gaz sont faibles. Pour le plomb, le voltage a varié
entre 205 avec l’hydrogène et 233 avec l’anhydride carbonique.
On atteint l’équilibre final beaucoup plus rapidement en faisant agir, à côté du cylindre extérieur, une source de rayons de Rôntgen,
ou de Becquerel ; et l’équilibre final correspond à très peu près au
même voltage. Avec l’aluminium on a, dans tous les cas, rigoureu-
sement le même nombre, 179 millivolts ; avec le zinc, on obtient 160
avec le rayonnement naturel du métal, 176 avec les rayons Rôntgen,
180 avec les rayons Becquerel.
Si l’on répète l’expérience avec des cylindres de deux métaux diffé-
rents, zinc et cuivre, on trouve des résultats différents suivant que c’est le cylindre intérieur ou le cylindre extérieur qui est en zinc.
Dans le premier cas, le voltage limite est 527 millivolts; dans le- second, 304. On peut interpréter ce résultat en considérant que
l’effet Volta (différence de potentiel de contact existant normale- ment entre les métaux) se superpose ici à l’effet de la radiation propre du métal intérieur. Les deux nombres précédents conduisent
ainsi aux valeurs 367 et 377 millivolts pour la différence de poten- tiel Zn 1 Cu (on a, en effet, 527 == 367 + 160, et 304 = 377 - 73).
Ces deux valeurs sont concordantes, mais elles diffèrent notable- ment de la valeur à laquelle ont conduit les expériences classique (Kelvin, Pellat, etc.).
En rapportant toutes les différences de potentiel de contact au plomb, ce métal constituant une fois pour toutes le cylindre intérieur,
on trouverait ainsi :
Al | Zn = 35 millivolts,
nombre résultant de la différence entre 170, obtenu comme valeur limite du voltage quand le cylindre intérieur est en zinc, et 135, obtenu quand ce cylindre est en aluminium.
