La charge électrique de la pluie

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Submitted on 1 Jan 1912

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J.A. Mc Clelland, J.J. Nolan

To cite this version:

J.A. Mc Clelland, J.J. Nolan. La charge électrique de la pluie. Radium (Paris), 1912, 9 (8), pp.277-282.

�10.1051/radium:0191200908027701�. �jpa-00242562�

le minéral, ^est plus grand que celui indiqué par les travaux récents de MM. Marsden et Barratt

et de M. Barratt seul’ sur les particules ^x de l’émanation et du dépôt actif. On a donc fait une mesure de l’acti- vitré maximum de l’oxyde dans la nouvelles thorite et on l’a comparée ^à 1 activité de l’oxyde privé ^{de tous}

ses produits ^de désagrégation, ^{sauf le} radiothorium.

Dans un électroscope ^{où les} plateaux de la chambre d’ionisation s’écartaient due 5 cm, ^{on a} trouvé pour les activités relatives le rapport ^{106 â 29.} Lorsclu"on ^tient

compte des parcours ^des particules ^{x ce} rapport ^{est à} peu près ^{le même} qu’on ^{devrait trouver en} supposant que quatre particules ^{x, ou} l’équivalent ^des quatre

particules ^{a3, soit} projeté par l’ensemble du thorium

X, ^{émanation et} dépôt ^actif, 25 à 50 pour 100 de cette activité totale étant due ^au dépôt ^{actif de} plus longue

vie, comme on a trouvé dans le premier ^mémoire.

L’activité du produit appelé ^{thorium A,} suivant la nouvelle nomenclature4, ^est naturellement comprise

1. MARSDEN et BARHATT, ^Proc. Phys. ^Soc. of London, 24, 1, (1911) ^30.

2. BARRATT, Proc. Phys. ^S(c. of London, ^{24, 2,} (1911) ^112.

5. BARRAIT. ^{loc. cit.}

4. IiI’2llEitFORD ^CL GEIGER, ^Phil. !11ag.. (1911) ^621.

avec celle de l’émanatioo. La valeur de l’activité I11axi-

mum s’accorde aussi avec celle nécessaire pour la

période ^{de deux ans.}

La seule explication qu’on puisse proposer pour les résultats curieux de l’année passée, c’cst que le miné- ral eiit subi une contamination par quelque produit radioactif, peut-être pendant ^ou après solution, ^{car on}

se souviendra que l’activité du minéral dissout fut déterminée. Si cette impureté ^était éloignée pendant

la préparation ^de l’oxyde, ^un grand changement ^d’ac-

tivité apparente ^se démontrerait.

Conclusions.

^Une répétition ^{des mesures de la} période de radiothorium a aniené u la conclusion _que la valeur de deux ans trouvée par Blanc est très pro- bahlement correcte.

En outre, ^les rapports ^{entre les activités de thorium}

et de ses différents produits ^de désagrégation ^s’cx- pliquent ^en supposant que la série en équilibre ^donne

six particules ^{x, résultat} indiqué aussi par d’autres

expérimentateurs.

[Manuscrit reçu le 20 juillet 1912].

La charge électrique ^{de la} pluie

Par J. ^{A. Mc CLELLAND et} J. J. ^NOLAN [University College, Dublin.]

La détermination du signe ^{et de la} grandeur ^{de la} charge électrique apportée par la pluie ^{à la terre est}

évidemment d’une grande importance ^{à cause de sa}

relation avec les problèmes d’électricité atmosphérique

et terrestre. Des mesures ont été faites par beaucoup cl’observateurs ; mais leurs résultats ont présenté quel-

que discordance. Les premiers observateurs, Elster et

Geitel

à Wolfenbûttel ^et Gerdien â Gôttingcn, ^ont

obtenu des résultats qui semblaient être aisément

expliquables ^{et ètre} conl’ormes à ce qui ^était déjà

connu sur l’électricité atmosphérique. ^En général ^ils

ont trouvé que la pluie apportait ^{au sol un excès}

d’électricité négative. ^On supposait que la condensa- tion avait lieu sur les ions négatifs ^de l’atmosphère

comme dans les expériences ^{de C . T. fi. Wilson 3; une} charge négative était ainsi apportée ^{a la terre, et les}

ions positifs demeuraient dans l’atmosphère. ^Cela expliquait ainsi l’entretien du gradient ^du potentiel

normal positif ^sur la surface de la terre. lles mesures 1. CI-RI

et GLITH. 11 l’eti. 99 1890 421 : Terr. Magn..

4 1899) 13.

’:!. GERDILN, Phys. Zcil.,c1u.. 4 ( (1003 837.

3. WILSON. Phil. J’raIl5.. 1897) 265: (1899 ^{403: 1900 289.}

du gradient ^du potentiel pendant ^{la chute de} pluie

ont été aussi faites par ^ces observateurs. On a trouvé

qu’en général, ^le signe ^du potentiel ^{est inverse de}

celui de la charge ^{de la} pluie.

Les résultats de Weiss 1 cependant n’étaient pas ^en accord avec ceux des observateurs précédents. ^{Les ré-}

sultats de cet observateur ont été confirinés par ^ceux de Kähler2, travaillant lt Postdam en 1908 et de

Siiiipsoii l, qui ^{lit des} expériences ^à Simla en 1908- 1909. Kähler ^a trouvé (1) que la pluie ^était plus ^fré- qnemn1ent chargée positivement que négativement;

(5) que le signe ^{de la} charge ^{n’avait aucune relation}

avec le signe ^du gradient ^du potentiel; (5) que l’in- tensité de la pluie ^{et la} quantité d’électricité apportée

au sol n’avaient ^aucune espèce ^de correspondance.

Les observations de Simpson ^{sont les} plus ^com- plètes ^{de celles} qui jusqu a présent ^ont été faites sur ce sujet. ^Son appareil ^{était du} type enregistreur ^et

donnait la charge ^{de la} pluie ^à la fois par ^{cm3 et} par

1. WELSS, Wion. Ben .. 115 1906 1823.

:2. KAHLER. Pull!. (le l’Inst Meteor . de Presse. 213 1909.

3. Phil. Trans. 209 1969 779 Proc Roy. Sat ..83 394

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191200908027701

unité de temps. ^Le signe ^du gradient ^du potentiel

était aussi enregistré. Simpson ^{résume ses résultats}

de la façon ^{suivante :}

Io La charge ^{a été} positive pendant ^un temps égal à

71 _pour 100 du temps pendant lequel il y ^{a eu chute} de pluie chargée;

2° Une charge égale ^{à 7j pour 100 de la} quantité

d’électricité apportée ^au sol par la pluie ^était positive:

5° La pluie légère ^était plus ^fortement chargée que la grosse pluie;

4° Toute chute de pluie supérieure ^{à 1 millimètre}

en deux minutes était chargée positivement;

5° La quantité d’électricité négative apportée ^au

sol par la pluie ^était légèrement plus grande ^{dans la}

seconde moitié des orages que dans la première;

fi° Le gradient ^du potentiel ^était plus ^{souvent né-} gatif que positif pendant ^la plaie;

7" On n’a pu ^{découvrir aucune} relation entre le

signe ^du gradient ^du potentiel ^{et celui} de l’électricité de la pluie.

Simpson ^{a étudié aussi} l’électricité apportée ^{par la} neigea ^{Il a} trouvé que le rapport ^{de la} charge posi-

tive à la charge négative était environ 5,6 : 1 ; ^mais le résultat le plus frappant était due la charge

moyenne par gramme était beaucoup plus grande

dans le cas de la neige que dans celui de la pluie.

Des observations ontété faites en 19 10 par BalditR,

au Puy-en-l’elay. ^Cet observateur trouve que ^la pluie chargée positivement ^tombe plus fréquemment que la

pluie chargée négativement, ^et qu’il y ^a apport ^{au sol} d’un excès d’électricité positive.

Il nous a semblé important ^de poursuivre ^{les obser-}

vantions de la charge ^{de la} pluie, puisque ^{les travaux}

les plus ^{récents et les} plus complets n’étaient pas d’accord avec les premières observations et nos idées

sur ce sujet, ^et spécialement parce que les recherches de Simpson avaient été faites pendant ^{la saison des}

orages ^à simla, de sorte clu’on ^ne pouvait pas ^consi- dérer _que ses résultats correspondaient ^à des condi- tioiis 111étéorologiques ^{normales. Dans ce but, nous}

avons fait des observations de charge électrique ^de

la pluie ^à Ilniversity College ^{à Dublin.} Ce mémoire

concerne principalement les observations faites de

mars 1911 à la fin de juin, période ^de pluie eacep- tibnnellement faille. Ces expériences ^l’urent reprises

en octobre et poursuivies pendant les mois d’hiver.

Description ^de l’appareil ^{et méthode} expé- rimentale.

La disposition générale ^de l’appareil peut ^être représentée ^{sur la} figure ^{1. La} pluie ^est

recueillie dans un récipient peu profond ^et conique

AB de 81,3 ^{cm. de} diamètre. Il est placé à 1 intérieur d’une boite cubique ^en bois d’environ 108 cm. de côté, recouverte d’un couvercle en zinc CD â paroi

1. Pi-oc. Roy. ^{Soc. 83} (1910) ⁵⁹⁴

2. Le Radium, 8 (1911 55.

inclinée de façon ^a rejeter ^à l’extérieur la pluie qui

tombe sur ce couvercle. On a n1énagé ^{dans ce cou-}

vercle de zinc une ouverture circulaire EF de 79 cm.

de diamètre, à ^travers laquelle ^la pluie ^{tombe dans}

le récipient récepteur. ^{Le bord du zinc est recourbé}

Fig. 1.

de façon ^{à former un} rebord d’environ 5 cm. de llaut autour de l’ouverture. Le couvercle de zinc est sur-

monté d’un cylindre ^{de zinc fort GH de 91 1 cm. de}

haut et de 91 ^cm. de diamètre. Tout ce zinc, ^ainsi

que la boite en bois, ^{est relié} électriquement ^{au sol.}

Le récepteur ^{est ainsi} protégé ^du champ ^électro- statique terrestre, ^et cela d’autant plus que, l’appareil

est placé ^{dans une} petite ^{cour où le} gradient du po- tentiel est faible. Le récepteur ^{de la} pluie ^{est relié}

par ^un fil isolé passant ^{au travers d’un tube au} sol, ^à

un électromètre Dolezalek, ^{dans une} construction

placée à environ 4 mètres. Le récepteur ^est supporté

par ^un trépied ^{dont il est isolé} par des cales de pa- raffine Il. On ^a trouvé que ^cet isolement demeurait très bon, ^mème quand l’humidité de ^l’air était grande.

I-n dispositif ^a augets basculants K, ^{d’un modèle cou-} l’an t, ^dans lequel ^la pluie ^s’écoule directement, est at- taché au récepteur ^{et lui est relié} électriqucment.

Il est réglé ^de façon ^{à basculer} lorsqu’il ^contient

ï0 em-3 de pluie. ^L’eau déchargée ^à chaque ^renverse-

ment de l’auget ^est recueillie dans nn entonnoir placé au-dessous, s’écoule par ^uu conduit et tombe dans ^un

petit ^{valse V,} supporté par ^un ressort, l’obligeant ^ainsi

à établir un contact avec le mercure d’un godet placé

au-dessous, ^ce qui ^{ferme un circuit} électrique. ^{La fer-}

meture du circuit met en mouvement ^une sonnerie

placée près ^de l’observateur, ^{et ainsi l’arrivée dans le} récepteur ^de chaque quantité ^de pluie égale à ^{50 cm5}

est signalée. ^Le petit ^{vase V est} percé ^{d’un trou de} façon que, après ^{la fin de} l’écoulement, la force du ressort le ramène dans sa position prenlière ^et rompe ainsi le contact.

La charge apportée ^au sol par la pluie ^{est mesurée}

par l’observation de l’accroissement du potentiel ^du récipient récepteur ^au moyen ^d’un électromètre Dolezalek. Dans ces expériences, ^la capacité ^{du réci-} pient, électromètre et fils de connexions, était de 324 cm. La sensibilité de l’électromètre était de 464 divisions en millimètres de l’échelle par volt, ^et était très approximativement ^constante pendant ^les expériences. ^En général, ^la charge ^{de la} pluie ^était

telle qu’il ^était nécessaire d’augmenter beaucoup ^la capacité de l’électromètre par l’adjonction ^{d’un con-}

densateur. Lorsqu’une capacité convenable, dépendant

du degré d’électrisation de la pluie, ^est adjointe ^à l’électromètre, ^la méthode d’observation se réduit u noter le nombre de divisions de l’échelle dont est

déviée l’aiguille de l’électromètre dans l’intervalle de deux décharges ^du système d’augets. L’électromètre est relié à la terre chaque ^fois que la sonnerie sonne et on note la déviation ^au signal suivant de la ^son- nerie. On peut ainsi déterminer directement la charge

par ^cm3 de pluie.

On _{n’a pas} essayé ^{dans ces} expériences ^{de faire}

usage d’un appareil enregistreur. ^{On a} pensé qu’on

obtiendrait une information plus développée ^{par une}

observation soigneuse ^à chaque ^{occasion du} type ^de pluie ^et d’autres circonstances connexes.

De plus, par ^une attention personnelle, ^{on a} pu observer la charge pendant ^des pluies excessivement

légères ^{aussi bien} que dans le ^cas de pluies plus

fortes. Quoique la méthode ait les désavantages ^de

ne considérer qu’une portion ^{de la} pluie ^{totale tombée}

dans une période ^{donnée, et} d’exiger beaucoup ^de temps d’observation, les résultats obtenus nous ont

conduit à continuer ce travail de la même manière.

Pendant les observations de la clarge ^{de la} pluie,

on a aussi observé le signe ^et les variations du poten- tiel à un point de l’air situé à quelque distance de

l’appareil récepteur ^{de la} pluie. ^{Un fil isolé était relié}

à un électroscope convenable placé près de l’observa-

teur et un morceau de feuille de plomb, ^recouvert

d’activité induite, ^{était enroulé antour} du fil à l’en- droit oit on prenait ^le potentiel. L’électroscopc ^se composait d’un fil de quartz ^assez épais ^{rendu con-}

ducteur _par immersion dans une solution de chlorure de calcium, ^et suspendu ^{entre deux} plateaux chargés

à des potentiels égaux ^et opposés. ^Les potentiels ^des plateaux pouvaient ^ètre facilement modifiés et la sen-

sibilité de l’électroscope ^{variait a volonté.}

Causes d’erreur possibles.

^Le dispositif ^de protection ^du récipient récepteur ^à 1 égard ^du champ électrostatique ^{terrestre a} déjà ^{été décrit. La meilleure}

preuve que la protection était efficace est donnée par

ce fait que quand ^le récipient ^{était isolé et} qu’il n’y

avait pas de pluie, l’aiguille de l’électromètre n’ac- cusait aucune déviation appréciable, ^même après ^un

intervalle de temps considérable.

La cause d’erreur la plus vraisemblable dans de telles expériences ^{sur la} pluie ^{est la} possibilité ^d’écla-

boussement dans le récepteur ^{de la} pluie ^{sur les}

surfaces exposées ^au champ terrestre ; ^les gouttes emporteraient ^une charge ^{induite de} signe opposée ^II

celui du gradient, ^et probablement ^d’une grandeur considérable, ^et créeraient par conséquent ^{une cause}

d’erreur très importantc. ^{On considère} que dans

l’appareil utilisé dans ces expériences, ^la protection

contre cette cause d’erreur ^a été eflicace. La pluie frappant ^{le bord ou} les faces intérieures du cylindre

de zinc est recueillie sur le couvercle de zinc incliné

placé au-dessous et s’écoute. Le rebord qui ^{a été} ménagé ^{sur le} pourtour ^{de ce couvercle} empêche

l’éclaboussement dans le récipient inférieur, ^ce qui,

même si cela arrivait n’a pas d’importance ^{en ce} qui

concerne l’introduction d’une charge parasite, ^état

donné _que le champ ^{est nul en ce} point par suite ^de la protection apportée par le cylindre ^{de zinc. Au} plus il semble _que quelques gouttes ^non chargées peuvent ^{entrer dans le} récepteur. ^En général, ^on peut dire _que l’appareil ^{a été} protégé ^{de cet} efîet, ^étant

donnée la proximité ^de constructions placées ^autour

de lui, ^ce qui, ^{comme on l’a} déjà remarqué, ^{le met-}

tait à l’abri des variations du champ terrestre. Ces constructions n’étaient _pas cependant suffisamment

proches pour qu’un rebondissement des gouttes puisse

avoir lieu de l’une d’elle dans le récepteur.

Il faut considérer une autre cause possible ^cl’erreur,

à savoir, ^l’effet Lénard. Lénard 1 a montré que lorsque

de l’eau pure éclabousse ^{sur une surface} métallique,

l’cau prend ^une charge positive, ^alors que l’air devient

négativement chargé. ^{Si on} peut déplacer par ^ventai- lation l’air chargé négativement, ^la charge ^{de l’eau} peut être mesurée. Lénard a pu obtenir de ^cette façon 0,15 ^unité électrostatique par ^cm3 d’eau. Dans

nos expériences, ^étant données la position ^du récep-

teur et l’improbabilité ^d’une circulation de l’air de

quelque importance, ^{il est} impossible ^que plus qu une

très petite ^{fraction de cette} quantité d’électricité ait pu être développée par éclaboussement, ^{et la} plupart

des pluies examinées avaient des charge, par cm5

beaucoup plus grandes que 0,13 ^unité électrosta-

tique. ^Des expériences ^de contrôle que ^{nous avons} faites en faisant éclabousser de l’eau non chargée

dans le récepteur ^{nous ont} com aincu tlllc ^nous étions suffisamment présernés ^{de cette’ cause d’erreur.}

1. Wied. Annal.. 46 1892 626.

Résultats.

Nous allons nous occuper ^mainte-

nant des résultats des observations faites pendant ^la période comprise ^{entre le 5 mars et le 22} juin. ^Il

n’a plu que très peu pendant ^cette période; ^{et comme}

la pllls grande partie ^{de cette faible} pluie ^{a eu licu} pendant ^{la nuit, la} quantité ^totale examinée fut faible.

On a obtenu des mesures précises ^{de la} charge ^sur

j795 cm3 de pluie; ces mesures ayant ^{été faites en} trente-deux occasions séparées, ^{elles se} rapportent ^à différents types ^de pluies, comme nous le verrions

plus tard. Ces 5975 cm3 correspondent ^{à une} pluie

de 1,2 ^cm. seulement. Sur ce total 5115 cm3, ou

88,2 pour 100, ^étaient chargées positivement, ^{et le}

reste, ⁶⁸² ciii’, ^ou 11,8 pour cent, avaient une

charge négative.

En considérant la charge ^totale apportée ^{au sol}

par la pluie ^{nous trouvons} que les 3113 ^cnr de

pluie chargée positivement ^{avaient une} charge ^de 4151,4 ^unités électrostatiques, ^{et les 682 em5 de} pluie chargée négativement ^{avaient une} charge ^{de 289,7 uni-}

tés électrostatiques. ^{Ainsi, sur la} charge totale d’élec- tricité apportée par la pluic que ^{nous avons} examinée,

une charge égale ^{à 95,5} pour 100 était du signe positif.

A aucun moment pendant ^ces observations il n’y ^a

eu d’orage ^{dans le} voisinage ^immédiat, quoique, ^en quelques occasions, les conditions de l’orage ^parus-

sent exister, ^et que lors d’une de ^ces occasions le

tonnerre put ^{être entendu. Comme le montrent les}

nombres ci-dessus, comparés ^{avec les} résultats de

Simpson, ^le grand ^{excès de} charge positive ^{de la} pluie

sur la charge négative ^est également ^{net dans des}

conditions de temps ^{normal et de} temps orageux.

Le résultat peut-être ^le plus frappant ^{de nos obser-}

vations, ^{consiste en ce} que lahluiequi est constituée de gouttes extrèmement fines semble être toujours chargée négativement. Cette classe de pluie ^est géné-

ralement insignifiante; ^{mais son trait} caractéristique

est la petitesse ^des gouttes plus duc la valeur de la pré- cipitation. ^{Ainsi on a} observé de la pluie ^{de cette}

nature qui ^{était si faible} qu’elle ^était presque imper- ceptible, ^{et cc même} type de pluie ^{donnait une chute}

(!e 11,Ù02 ^Clil, par minutes. Nous ^avion3 examinée cette

classe de pluie ^en quiiizc ^occasions différentes, ^{et nous}

avons trouvé du’ellc ^était toujours chargée négati-

vement.

Dans la suite de ce travail nous distinguons ^trois t1 pes différents de pluie :

tc) Pluie constituée par des gouttes ^très fines,

comme on en a déjà parlé, ^et que ^nous désignons par

pl uic

^fine >>.

b) Pluie constituée de gouttes relativement plus

grosses. C est généralement ^une grosse pluie; ^mais

pour ce qui ^{nous concerne, il est} question ^{des dimen-}

sions des gouttes ^et nous avons considéré des pluies

aussi faibles que 0,0006 ^cm. par minute, qui ^étaient

manifestement constituées de ces gouttes plus grosses.

Nous appellerons ^cette classe de pluie « grosse ^»

pluie.

c) ^Pluie composée ^du mélange ^{des deux} premières.

Il tombe souvcnt de la pluie ^dans laquelle ^on peut ^dis- tinguer ^de grosses ^et de très petites gouttes. ^{Nous la}

désignerons par pluie ^ct mélangée ^».

Pluie « fine ».

Comme on l’a dit plus ^haut,

cette pluie, composée ^de gouttelettes extrêmement fines

a été examinée en quinze ^occasions différentes, ^{et on}

a trouvé qu’elle ^était toujours chargée négativement.

Quoique toujours chargée négativement, ^la quantité

d’eau tombant sous cette forme et la quantité ^d’élec-

tricité négatives apportée par elle, ^est faible, ^{de telle}

sorte que ^son effet sur le pourcentage ^de charge néga-

tive dans la charge ^totale apportée ^au sol par la pluic

n’est pas d’une grande importance. ^{En tout nous avons}

recueilli environ 450 cmj de pluie ^de cette nature.

Un caractère de ce type ^de pluie ^{est la constance}

relativc de la charge par ^{cm3 en} comparaison ^{avec les}

variations beaucoup plus grandes ^{de la} charge ^{dans le}

cas des gouttes plus grosses positives. ^{Plusieurs fois,}

cc( te pluie ^{fine a été} suffisamment abondante _pour

remplir ^et l’aire basculer les augets récepteurs ; ^et

dans ce cas on a pu déterminer directement ^sa charge

par ^em5. D’autres fois la pluie ^{était si} légère que la surface du récipient récepteur pouvait ^{retenir et éva-}

porer ^toute l’eau qui y tombait; ^{mais la} charge pou- vait être facilement mesurée à l’électromètre. En d’autres occasions on a fait des mesures de la charge parent ^en exposant des feuilles de papier ^{buvard de}

surface connue pendant quelques ^{instants et en déter-}

minant leur augmentation ^de poids.

Les limites maxima et minima de la charge néga-

tive par ^cm3 de la pluie ^{« fine » ont été} 0,24 ^unité

électrostatique ^et 0,06 U. E. S. ; la valeur moyenne de toutes les mesures faites a été de 0,12 ^{U. E. S.}

par ^cm3.

Comme nous le verrons plus ^{loin, la} charge parent

des gouttes plus grosses variait entre des limites beau- coup plus larges, ^{et avait une} valeur moyenne beau-’

coup plus ^élevée.

« Grosse pluie »

^{Dans le cas d’une} pluie ^oit

se trouvaient de grosses gouttes nous avons pris ^soin

d’observer si les _grosses gouttes n’étaient pas ^accom-

paginées ^de pluie ^{« fine ».} La nécessité de cette dis- tinction a été mise en évidence par ^nos observations en

différentes occasions. Nous avons noté les fois où une

abondante pluie fine était manifestement accompagné

d’un 110111bre relativement petit de grosses gouttes;

les déviations de l’électrumètre passaient rapidement

de positives ^a négatives suivant que le nombre des

grosses gouttes augmentait ^ou diminuait. Nous avions

peu de doute d’après ^nos observations de la pluie ^et

des déviations de l’électromètre que la pluie ^{« fine}

était d’habitude chargée négativement ^{et les} gouttes plus grosses clargées positivement. D’ailleurs il est tout fait impossible de décider à chaque occasion si la pluie doit être classée comme « grosse ^» pluic ^ou

comme pluie « mélangée ^{» ; mais il cst arrivé sou-}

vent qu’on ^avait manifestement unc pluie ^{« mélan-} gée ^{» et ces cas ont été} rassemblés dans une classe

spéciale.

La charge ^{de la} pluie composée entièrement de

larges gouttes était presque toujours positive. ^Quel- quefois, ^{dans le cas de} pluie ^{de cette nature} il y avait

un changement brusque ^et pendant quelque ^minutes

on recueillait unc charge négative, suivie par ^un

brusque ^{retour de} charge positive.

La valeur de la charge positive ^{de la} grosse pluic figure ^dans le tableau 1 qui ^{donne le} pourcentage ^des décharges totales des augets correspondant ^{à des char-}

ges comprises ^entre certaines limites :

Tableau 1.

Sur presque la ^moitié de la pluie ^{de ce} type ^exa-

minée la charge par ^em5 était comprise ^{entre 1 est 2}

uuités électrostatiques. ^La charge ^la plus ^élevée

observée était de 9,2 unités par cm3.

Comme on l’a montré plus ^{haut, la} charge par ^cm5 de pluie ^{tc fine} )) négativement chargée ^{oscillait entre}

les limiLesO.06 ^et 0,21 ^U.E. S. par ^cn1:).

Dans les cas où une charge négative ^{était observée}

sur de la pluie qui ^ne pouvait ^{être classée comme} pluie ^{une, on a trouvé des valeurs} plus ^élevées, qui

out atteint une fois 4,9 unités par ^cm3.

Xous avons remarqué que les fois _{oh il y} avait de fortes charges par cm3, spécialement ^des charges po-

sitives, ^les conditions de l’orage semblaient existe, quoiqu’on n’entendit pas ^{le tonnerre.}

Pluie ^cc mélangée ». - ^{Avec cette} pluie ^nous

avions eu des cas, comme nous le remarquions plus haut, ^{où les délations} de l’élcctromètre passaient fréquemment ^de positives a négatives, ^et plusieurs ^cals

où nous anons obtenu une charge ^de signe toujours positif, ^{mais faible.} Le tableau Il donne le pourcen-

tuage ^des pluies ^{de cette classe, dont les} charges ^sont comprises ^entre certaines limites.

Tableau II.

En comparant ^{cc tableau au tableau 1 on voit com-} bien la charge moyenne dans ^{le cas} de la pluie ^mélan- gée ^est plus petite. ^Très probablement ^{les très} petites gouttes présentes ^{dans la} pluie 11lélangée ^sont toujours négativement chargées, ^même quand ^la charge ^totale

est positive ; ^{mais comme la} charge négative par ^cm3 trouvée sur de telles petites gouttes rencontrées seules est toujours ^{très faible, nous ne} prouvons pas expliquer

directement les charges positives relativement faibles que ^{nous trouvons} dans ce cas par ^le fait _que les électricités positives ^et négatives ^{se sont ici} compensées.

Le fait _que la pluie ^{est du} type mélangé ^tient plutôt ^à

ce que les circonstances de sa production ^{sont diffé-}

rcntes de celles qui ^{donnent la} pluie composée ^seule-

ment de _grosses gouttes.

Obsèrvations du gradient ^du potentiel. -

On sait que le gradient ^du potentiel positif ^normal

dans le cas de beau temps ^est considérablement _per- turbé pendant ^les précipitations alt110sphériques. ^Ce

fait a été pleinement ^{vçrifié dans nos} observations, le

signe ^du potentiel changeant rapidement ^et fréquem-

ment. Il n’est pas ^correct de dire, ^{comme on l’a fait} maintes fois, que pcndant ^la pluie ^le potentiel ^est négatif. ^{I,e fa’t} caractéristique ^{est le} changement fréquent ^du signe. Eii gros, nous avons noté que le

potentiel ^était négatif plus ^souvent cluc positif pendant

la pluie.

Charge électrique ^{de la} neige ^{et de la} grêle.

2013 Durant la période ^{de ccs} observations il n’y a pas

eu beaucoup de chutes de neige ^{et de} grêle. L’appareil

n’est pas spécialen1cnt disposé pour l’étndc de la lleige;

mais la charge pouvait être mesurée ai ec précision

et la quantité de neige déterminée à la fin de la préci- pitation ^en la recueillant et la détachant du récipient

au moyen d’un bain d’eau chaude. ^{On a exuniné} cinq

chutes de neige. ^Dans chaque ^{cas la} neige ^était néga-

tivemcnt chargée. ^La charge moyenne par gramme était dc 2,8 ^{U. E. S.}

Les potentiels accompagnant les chutes de neige ^soiit

anormaux. Sur trois des cinq ^{fois oii} il y ^{eut de la} neige, la chute fut tout ii fait abondante, quoique ^ne

durant seulement qu’un temps ^{court. Avant le com-}

mencement de la précipitation l’électroscope ^donnant

le potentiel ^{accusait une} valeur normale positive, qui

dans nos conditions d’installation était d environ 100 volts. A I*arrivée de la neige ^le potentiel passait rapidement ^{à une valeur} négative ^{très élevée en dehors}

des limites de l’échelle de l’électroscope, ^mais qui ^a

été mesurée par ^un électroscope moins sensible lors des autres chutes, ^{et on a trouvé} des valeurs négatives atteignant 2 500 volts. Cc haut potentiel négatif ^se

maintenait durant les chutes, mais tombait brusque-

ment quand ^la neige ^{cessait, et} l’électroscope marquai

une valeur normale positive ^comme auparavant.

Nous avons établi que la neige observée était char-

gée négativement : ^{il faut toutefois noter une} exception.

Pendant une chute de neige ^la charge ^devint positive pendant ^une période ^un peu inférieure ^{à une minute.}

Notons _que Simpson ^{a trouvé} généralement que la

neige ^était chargée positivement.

Il n’y ^{a eu} qu’une ^{seule chute de} grêle, ^{et sa} charge

était positive, ^la charge moyenne par gramle ^étant

approximativement ^{de deux unités} électrostatiques,

En deux autres occasions les précipitations ^{étaient un} mélange ^de neige ^{et de} ,rèle. ^{Ces chutes ont donné}

une preuve de plus que la neige ^était chargée négati-

vement et les grèlons positivement. ^{Quand les} grêlons prédomimient ^d’une façon visible, ^la charge ^du récep-

teur était positive ^et vice-versa. On ^a enregistré ^un

excès de charge négative ^en deux occasions: 7,6 U.E.S.

pour 80 grammes dans ^une précipitation ^{et 8,4}

U. E. S. rour 200 dans ^{une autre.}

Résumé. 2014 Les résultats de ce mémoire peuvent

être résumés de la façon suivante : 1° Sur la pluie

examinée une partie égale ^{à 88,2} pour ^cent était

chargée positivement ^{et le reste} négativement; ^{sur la} quantité totale d’électricité recueillie, ^une charge égale ^{à 53,9} pour ^cent était de l’électricité positive.

2° La pluie constituée de très fines gouttelettes ^était toujours chargée négativement.

3° La pluie composée de grosses gouttes était presque

toujours chargée positivement. ^La charge par ^cm3 de cette pluie ^{variait entre de} larges ^limites.

4° La charge négative par ^cm3 de pluie ^{formée de} petites gouttes ^était plus ^{faible et} plus ^constante.

5° La pluie constituée d’un mélange ^de petites ^et

de grosses gouttes ^était ordinairement chargée positive-

ment; ^mais la charge ^était plus ^faible que lorsqu’il n’y avait que des grosses gouttes.

6° La neige ^{et la} grèle n’ont été observées que peu de fois. La neige ^était chargée négativement ^{et la} grèle positivement. ^Des potentiels d’une valeur négative

élevée anormale ont accompagné ^{la chute de} neige.

Les résultats seront discutés d’une façon plus ^com- plète quand ^les observations faites pendant ^{cet hiver}

seront publiées. Les résultats sont en bon accord avec ceux de Simpson, ^{de sorte} que les charges ^{de la} pluie

sont du même type ^{dans les} conditions atmosphériques électriques ordinaires et dans les conditions orageuses.

Les résultats ultérieurs que nous avons déjà ^obtenus

sont d’un caractère analogue, ^{mais la} charge moyenne par cm3 ^est plus petite pendant ^{les mois} d’été, ^{et la}

division de la pluie ^en différentes classes n’est pas ^si bien marquée.

[Manuscrit, reçu le 10 Août 1912].

Réflexion sélective, diffusion, absorption

par la résonnance des molécules gazeuses

Par R. W. WOOD

[Laboratoire ^de Physique.2014 ^John Hopkins University.]

Introduction .

1. hes phénomènes ^dont je m’occuperai ^{dans le} présent ^{mémoire n’ont} jamais ^fait l’objet, jusqu’à présent, d’inn estitations expérimentales ; ^{et si l’lancl,,}

lord Rayleigh, ^{Schuster, Lamb et d’autres en ont beau-}

coup avancé l’étude théorique, ^{aucune donnée} expéri-

mentale n’a encore été obtenue. La découverte de la brillante radiation de résonnance que produit ^dans

la vapeur de mercure ⁱⁱ la température ordinaire l’ar- rivée d’un faisceau de lumière ultra-violette de lon- gueur d’onde exactement égale ^{à celle} de la raie

d’absorption ^{2356, 111’a} permis ^{récemment d’obtenir}

des données quantitatives ^{sur ce} sujet.

J’ai trouvé que si la vapeur ^est dans un ide très élevé elle ne produit pas de véritable absorption, l’énergie distraite du faisceau lumineux primaire

étant complètement ^{diffusée, comme} Planck ra ima-

giné ^{dans sa théorie de} l’absorption. ^La présence

d’une petite quantité ^{d’air ou d’un autre} gaz intro- duit un facteur d’absorption véritable, c’est-à-dire de conversion de l’énergie des ondes lumineuses

en chaleur. et on a détcrminé en fonction de la pres-

sion du gaz mélangé ^à la vapeur de ^mercure le rap-

port ^{de la} quantité d’énergie ^{diffusée a celle} qui ^est