Sur la décharge à étincelle dans un gaz raréfié et sur sa transformation en faisceau de rayons magnétiques

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Submitted on 1 Jan 1912

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transformation en faisceau de rayons magnétiques

A. Righi

To cite this version:

A. Righi. Sur la décharge à étincelle dans un gaz raréfié et sur sa transformation en faisceau de

rayons magnétiques. Radium (Paris), 1912, 9 (1), pp.24-32. �10.1051/radium:019120090102401�. �jpa-

00242523�

de l’écorce terrestre et l’établissement du

gradient

^de

température

^actuel.

Si, pourtant, l’âge

de la Terre est

supérieur

^{à 500 nlillions}

^d’années,

^le

gradient

^de

température

^{a été maintenu} par

quelque

^autre

source de

chaleur,

^et la radioactivité des roclles est

amplement

suffisante _pour

expliquer

^ce

phénomène,

^si

même elle ne se manifeste

que jusqu’à

^des

profondeurs

tout à fait modérées. Le

gradient

^de

température

^ac-

tuel ^se maintiendrait indéfiniment si le flux de chaleur de l’intérieur

provenait

de la radioactivité des roches.

Il suffirait de 6

X1012/0.06 =1014

gr. de radium terrestre pour contre-balancer la perte de chaleur par

conduction,

^{car une}

épaisseur

^{de cronte terrestre de}

14

km.,

^si la densité est

3,

a une masse de

2, i

^X

1025,

et donnerait

2,1x1025x10-13

= 6 X 1012 ^cal.

sec., ^en

supposant qu’il

y ait dans cette surface du radium et du thorium et, par

conséquent,

que ^cette émission soit celle des roches

superficielles.

Il y ^a très

probablement

^{au moins cette}

quantité

^{d’éléments}

radioactifs : d’autre

part,

^{on ne} voit pas

pourquoi

^le

gradient

^de

température

de l’écorce a sa valeur ac-

tuelle, puisque l’àge

^{de la Terre}

dépasse probablement

500 millions d’années. Si

l’âge

^de la Terre excède de

beaucoup

^cette

période,

^le

gradient

^de

température peut dépendre,

^{dans une}

petite

^{mesure, du refroidis-}

sement séculaire de la Terre à

partir

^{de l’état li-}

quide.

Struttl a déterminé

l’àge

minimum de la thorianite

en évaluant le

rapport

^{de la}

quantité

^{d’hélium con-}

tenu actuellement dans le minéral au taux de

produc-

tion de l’hélium. On doit

apprécier

la délicatesse de 1. Proc. Roy. ^{Soc.., 134} (1910) ^379.

l’expérience quand

^on considère que le taux de

produc-

tion d’hélium ^est seulement

de 4 x10-8cm3

_par

gramme de thorianite et par ^an. Il a trouvé, ^comme cela a

déjà

^été

dit,

280 millions d’années pour

l’âge

d’un

échantillon,

^et 250 millions

pourl’âge

^{d’un autre.}

Pour déduire de cette

111anlérel’âge

^minimum pour

un

minéral,

^on doit supposer :

1 °

Qu’il n’y

^avait pas d’hélium dans le minéral

quand

^{il a été}

^formé;

2°

Que

le minéral n’a pas

gagné

^{d’hélium à un n10-}

ment

quelconque

^autrement

qu’il

^{ne le fait actuelle-}

ment ;

5-

Que

^{le taux actuel} d’accumulation de l’hélium

est le même que dans le

passé,

^où vraisemblablement

il y

^avait de fortes

pressions

^{et de hautes}

tempéra-

tures.

Les bases

expérimentales

^{de ces}

hypothèses

^sont

les suivantes : 1 ° et 2° Si l’hélium était

présent

^dans

le minéral

quand

^{il a été}

^formé,

^ou

ajouté plus tard,

nous devrions nous attendre à trouver de l’hélium dans d’autres minéraux dans

lesquels

^{l’hélium ne s’accu-}

mule pas

actuellement,

^{mais on ne connaît} _{pas de}

tels échantillons. L’hélium n’est seulement trouvé ^en

quantité appréciable qu’associé

^{avec le thorium et}

l’uranium. Le mécanisme de

production

^{et de trans-}

formation continuelles de ces éléments est connu en

grand

^détaill.

5° Les transformations radioactives sont

indépen-

dantes de la

température

^{et de la}

pression,

^{comme on}

l’a montré et confirmé maintes fois.

[Manuscrit reçu le 20 janvier 1911.]

1. RUTHHRFORD, iyobel Lecture, 1908.

Sur la décharge ^à étincelle dans

un

gaz raréfié

et

sur sa

transformation

en

faisceau de rayons magnétiques

Par A. RIGHI

[Université ^de Bologne. ²⁰¹⁴ Laboratoire de Physique.]

1.

Origine

de la recherche. - J’ai

puhlié,

^il

y ^a

quelque temps,

^{une note t, ou sont décrits les}

phénomènes

^observes

lorsqu’un champ magnétique agit

^{sur la}

décharge

^{annulaire sans} électrodes de Thomson. L’effet

principal

^{est la formation d’un}

faisceau lumineux

qui remplit

sensiblement le tube de force

magnétique passant

par

l’anneau,

^et

qui

^se

comporte

^{comme un faisceau} de rayons

magnétiques.

Vraisemblablement il se

forme,

^au moyen des élec-- trons et des ions

positifs

libérés dans

1’anneau,

^ces

systèmes

^neutres

analogues

^{à des étoiles}

^doubles,

que

.1. Le Radium, ⁸ (1911) ^415.

le

champ

^{rend moins instables et} pousse ^vers les

régions

^de

plus

^faible

intensité, qui,

^selon

^moi,

^{sont les}

constituants

principaux

des rayons

magnétiques. Mais, naturellement,

pour ^ceux

qui professent

^encore

l’opi- nion,

^suivant

laquelle

^ces rayons ^{ne sont autre} chose que des rayons

cathodiques

^{enroulés autour des}

lignes

de

force,

^ce faisceau serait formé

simplement

par des électrons

provenant

^{de la}

décharge.

Quelle

que soit

l’interprétation

^{de ce}

phénomène,

il ma paru très

probable qu’un phénomilne analogue

doive se

produire,

^{si à la}

place

^{de la}

décharge

^à

anneau on

emploie

^une étincelle ordinaire.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019120090102401

J’ai

longuement

^{hésité avant de tenter}

l’expérience,

car il me semblait inadmissible que le

phénomène prévu

^eut pu

échapper

^à l’attention des

physiciens

très nombreux

qui

^ont étudié les effets du

magnétisme

sur les

décharges.

^En

effet,

^il

n’y

^{a rien}

qui y

^res-

semble dans ce

qu’on

^{a observé}

jusqu’à présent.

^On

connait les

changements

^{de la forme} des rayons

cathodiclucs produits

par le

champ;

^on connaît la forme semblable à celle d’une

héliee,

_quc

prend

^la

colonne

positive

^{dans un tube à}

décharge,

^{comme si}

elle n’était

qu’un

conducteur flexible attacliç à

l’anode;

et, dans le ^cas des

étincelles,

^{on connaît le}

déplace-

ment et la déformation de

l’auréule,

ou encore comme

dans une

expérience

de De-la-Uive bien _connue, un

changement

^de

place

de l’étincelle. Ces

déplacements

ont lieu

toujours

^{suivant des} dircctions

perpendi-

culaires u la direction du

champ,

^tandis que ^{le nou-}

veau

phénomène prévu

par moi devrait donner lieu à des

déplacements dirigés

sensiblement suivant les

lignes

de force.

Enfin,

^ma

prévision

^{me semblait si bien}

fondée,

que

,j’en entrepris

^la

vérification, qui après

quelques

^{essais a réussi} d’une manière satisfaisante.

2. Production de

décharges

^en

forme d’étincelle dans des gaz ^raré- fiés. ^-

Puisque

l’on déduit de mes recher- ches

antérieures,

que les rayons

magné- tiques

^{ne se} forment bien que dans ^un gaz convenablement

raréfié, j’ai

^{dû tout}

d’abord trouver le moyen d’avoir des ^étin- celles dans l’air

raréfié,

^bien que l’on sache que,

lorsqu’on

^{diminue la}

pression

entre deux électrodes

communiquant

^avec

une machine

électrique,

^{à un certain mo-}

ment les étincelles

disparaissent,

^{et sont}

substituées par la

décharge

ordinaire des tubes à

vide,

où l’on voit la colonne

posi- tive, l’espace

^de

Faraday,

^etc.

Mais

j’avais

obtenu autrefois de vraies étincelles dans l’air raréfié. Il suffit pour cela que les électrodes soient en commu-

nication avec une

capacité suffisante,

^et

qu’on

^{insère une} étincelle dans l’air libre entre une des armatures et l’électrode res-

pective.

^{Avec une telle}

disposition

^{on n’a}

la

décharge qu’aux

^moments où la diffé-

rence de

potentiel

^{des armatures arrive à}

la valeur nécessaire pour

qu il

^{se forme en}

même

temps

l’étincelle extérieure et la dé-

charge

lumineuse à l’intérieur du tube. Celle-ci

peut

constituer une luminosité uniforme entre les élec-

trodes,

c’est-à-dire sans

interruptions

^ou différences de couleur. Elle ne diffère alors d’une étincelle dans l’air libre que par ^sa moindre intensité

lumineuse,

^sa

grosseur

plus grande

^{et ses contours}

dégradés

^{et in-}

certains. Si on

imagine

^{de la}

plier

pour ^en former un

cercle, ^{elle ne}

présente

pas de diflérence essentielle

avec l’anneau de Thomson.

J’ai donc

employé

^{une machine}

électrique

^réunie

à des condensateurs comme source des

décharges.

5.

Appareils employés. -

^{Je ne trouve} pas né- cessaire de décrire la machine,

qui

^{est une machine}

de Holtz à 4

grands disques,

dont les deux mobile sont mis en rotation par ^{un moteur}

électrique.

^Elle

fournit un courant

plus

fort que ^ceux que donnent d’ordinaire les machincs de cetle

espèce,

^{ii cause de la}

grande

^vitesse

angulaire.

^{Ce n’est} pas ^une condition

indispensable

pour ^les

expériences actuelles,

^mais

toujours

^utile.

Le condensateur est celui que

j’ai

^décrit

autrefois1,

formé de 108

grandes jnres,

^{réunies en 6 batteries}

chacune de 18

jares.

^La

disposition

^{de cet}

appareil permet

^de

placer

les 6 batteries en

cascade,

^{en em-}

ployant

pour chacune de 1 à 18 bouteilles ou encore

Fig. ^1.

de former 2 batteries en cascade de o4

jares,

^{ou enfin}

une batterie

ullique.

^La

capacité

^du

système

^varie

ainsi entre des limites très

éloignées,

^et

précisément

entre environ 1000, ^et 680 000 U - E. S.

1. Rend. de l’Acad. Roy. des Lincei. i6 décembre 1888.

Les

décharges

^ont lieu naturellement dans un réci-

pient communiquant

^{avec une machine}

pneumatique (pompe

rotative à mercure de Gaede et pompe ^{à en-}

voloppes accouplées).

^J’ai

employé

^des

récipients

variés,

^{mais le}

plus grand, représenté

par ^la

figure ^1,

donne des effets

plus

saisissants.

Pour le

construire, j’ai employé

^{un de ces}

grands

hallons de verre tubllles

qu’on

^{trouve dans le com-}

merce. Son col

(qui

^{dans la}

figure

^est

tronqué

^en

A)

a été fermé à l’aide de cire à cacheter par ^un

disque

de verrue traversé par ^un tube réuni à la pompe; ^et d’une manière semblable on a fixé dans les tubu- lures

13,

B’ les tubes

C, C’,

dans

lesquels s’adaptent

^a

l’émeri les tubes

D,

^D’

portant

^les électrodes.

Ceux-ci sont deux fils

métalliques

^{arrondis aux}

extrémités,

^entourés par des tubes ^{de verre. L’étin-} celle se forme entre F et F’

près

^{du fond G du}

ballon,

et, par

conséquent,

^assez

hrus

^du

pôle

^{de la}

grande

bobine R destinée à créer le

champ magnétique.

C’est

précisément

^pour que l’étincelle ne soit _pas

trop éloignée

^da

pùle

que les tubes CD ^et C’D’ ont été

placés

^un peu

obliquement,

^et que les fils

métalliques

ont élé

courbés;

^{mais on}

peut

^{tout de même ôter de}

place

les électrodes pour ^en

changer

^{la forme ou la}

distance. La

figure

^{les montre tels}

qu’elles

^{étaient dans}

Fig. 2.

les

expériences qui

^{seront décrites}

^{ici ;}

^{et comme elle est}

dessinée avec des

grandeurs proportionnelles,

^il

suffira de

savoir,

_par

exemple,

que la distance FF’

est d’environ 15 cnl, ^ou bien que le ballon ^a 27cm de

diamètre,

_pour déduire de la

figure

^{la dimension}

de toute autre

partie

^de

l’appareil.

La bobina R est une des deux

qui

^{forment l’électro-}

aimant Rulzmhorff bien connu. Mais elle n’a

plus

^son

ancien enroulement. Avec l’enroulement actuel elle ^a

acquis

^{un diamétre}

plus grand :

^{en outre, elle}

peut supporter

^sans

dommage pendant plusieurs

^minutes

un courant de 16

ampères,

^{ou encore,} pour ^un temps

plus

court, ^{un courant}

beaucoup plus

intense. Une

autre bobine semblable It’ est

placée

^{sous le ballon}

obliquement,

^et

s’emploie

^seulement pour certaines

expériences.

La

figure

^{2 montre un}

appareil beaucoup plus petit,

^mais

qui

^{dans un certain cas est}

préférable.

^La

distance

explosive,

^{FF’ est ici de 5 cm., ce}

qui

^fera

comprcndrc

^{les autres} dimensions. L’air est

aspiré

par ^le tube H.

D’autres

appareils,

^{destinés à dts} usages

spéciaux,

seront décrits

plus

^tard.

La

figure 5

^est le schéma des

expériences.

^{On voit}

en

A, B,

les conducteurs

principaux

^{de la}

machine,

Fig.3.

C est le

condensateur, F,

F’ les électrodes dans l’air

raréfié,

^{R la}

bobine,

D, ^E deux boules de laiton de 1 cm de diamètre pour l’étincelle extérieure.

4.

Décharge

^{à étincelle dans l’air raréfié.}

- Si les deux boules

1),

^{E sont en} contact, ^{la dé-}

charge

^{entre F et F’ a}

l’aspect ^usuel, quelle

que ^soit la

capacité

du condensateur

C, qui

naturellement n’entre pas ^en action.

On voit donc

.la

^lumière

négative

^{autour de la ca-}

thode et la colonne de lumière rouge

partant

^{de l’a-} node. En

éloignant

^{D de E} l’effet de G se manifeste aussitôt. D’abord on voit seulement les luminosités devenir

plus

^{vives et}

plus

évidemment

intermittentes,

puis,

pour ^une certaine valeur de la distance

explo-

sive

DE,

^{il se}

produit

^un

grand changement.

^Et

pré-

cisément on voit alors entre les électrodes une lumi- nosité

uniforme, qui

^{se montre aux moments où une}

étincelle éclate en DE. C’est

l’étincelle, qui prend hrusquement

^la

place

^{de la}

décharge qui

^{existait au-}

paravant,

de même que l’étincelle

prendrait

^la

place

de la

décharge

ⁱ

aigrettes,

^{dans le cas où les élec-}

trodes

F, F’,

^{E’ étaient des}

pointes métalliques

^dans

l’air libre.

La

portion

^{de droite de la}

figure 4

^{est la}

reproduc-

tion

(à

l’échelle d’environ 1 :

5)

de l’étincelle de 15 cm. de

longueur

^{obtenue dans}

l’appareil

^fi-

gure 1 1.

1. La figure ^4, de même que les figures, ^{8. 9, 10, 11 et 12,}

sont la reproduction ^à échelle réduite de quelques photogra- phies, ^choisies parmi celles très nombreuses obtenues dans le

cours de mes expériences. ^Pour les figures 10 etd2 il s’agissait

cl’un phénomène durable, ^{ct l’on a ouvert} pendant 20 secondes

l’objectif plntograploluc ; ^{mais dans les cas des} figures 4, 8, 9,11

Si l’on

augmente

^la

capacité ^C,

^une distance DE

plus petite

^est suffisante pour avoir l’étincelle dans l’air raréfié.

Dans le cours de ces recherches

j’ai

^{eu occasion}

çoit

^une

impulsion

^comme s’il recevait ^un souffle

dirigé

^{du bas en}

haut,

^et

prend

à tourner,

jusqu’à

^ce

qu’il

soit arrêté par la torsion croissante du fil.

Bien que ^ce

phénomène

^{ait lieu} même à des prcs-

Fig. ^4.

de vérifier que, ^comme l’étincelle dans l’air à la pres- sion ordinaire, celle dans l’air raréfié

produit

^elle

aussi cet effet

mécanique, espèce

^de

brusque

expan-

sion, qui

fut considéré tour à tour ou comme un effèt

calorifique,

^{ou comme un effet de}

répulsion

^{entre des}

masses d’air électrisées.

J’ai fait

l’expérience

^{avec le tube de la}

fi gure ^5,

dans

lequel

les étincelles se forment entre les élec- trodes

F,

^F’. Ce tube est formé de deux

parties

^réu-

nies en

H K,

^{et contient un}

petit

^{moulinet M sus-}

pendu

^{à un fil de cocon et formé} par

quatre

^lamelles

inclinées. Le fil fait

quelques

^{tours sur le tube N}

porté

^{par un}

joint ^rodé,

de manière à

pouvoir dépla-

cer verticalement le moulinet même

quand

^{l’air du}

tube a été raréfié. A

chaque

^{étincelle le moulinet re-}

il fallait fixer l’image ^d’une décharge unique. ^{Pour l’obtenir}

assez intense. non seulement j’ai employé ^{une très} grande capa- cité, mais j’ai ^{eu recours à des} plaques ^{très sensibles} (plaques chromo-isorapid ^{de la A. F. G.} A). ^et j’ai imprimé ^les posi- tives, qui devaient servir pour ^les cliclés. sur papier ^{à la cel-}

loïdine de la variété dite Rembrandt. EnGn. j’ai évité les images

réfléchies par ^la paroi ^de l’appareil ^{en la} noircissant intérieure- ment en partie. ^J’ai employé pour cela ^une espèce de bouillie formée avec de l’eau, ^un peu de gomme ^et du noir de fumée.

précédemment ^{lavé à l’alcool}

sions relativement élevées par

rapport a

^celles

qui

existent dans un radio- mètre, il me semble

qu’on

doive le considérer

comme dû à un bombar- dement de

particules

émises par l’étincelle. On

pourrait

songer aussi à des tayons ^de

décharge

découverts par ^E. Wiede- mann t, bien que l’on n’ait

jamais ^observé,

^que

je ^sache,

^{aucun eflet mé-}

canique produit

par ^eux, et, bien que J. J. Tlom-

son ¹

préfère

^{avec raison}

de les considérer comme

des

rayons X

^{dus aux va-}

riations de vitesse des ions dans leurs chocs.

Fig.5.

On sait que ^ces rayons de

décharge

^sont

pril1cipa-

1. Fortschr. d. Phys.. (1893 ^{125, 716.}

2= conduction of ^Electr. througlt Gases. 2e éd., p. 605.

lement caractérisés par la thermoluminescence

qu’ils produisent

^sur certains corps. Suivant 11°iedomann l’aimant _{n’a pas} d’action sur ces rayons : ^{on verra}

qu’une

^{action a} lieu pour ^ceux dont

je m’occupe

^ici.

Ce

phénomène mécanique produit

^à distance par les étincelles me

parait digne

d’être étudié ; _{pour le} moment

je

^{me limite à}

indiquer quelques expériences

tendant à éclairer

quelque

pou ^{sa nature.}

En

premier lieu,,j’ai

^constaté que l’enet

mécanique

se

produit

^{dans toutes les} directions autour de l’étin-

celle,

^{même dans sa} propre

direction,

^{et cela avec un}

appareil

^{semblable à} celui de la

figure

^{5, sauf} que les électrodes ont une forme telle _que l’étincelle

peut

devenir verticale.

Ayant repris depuis l’appareil figure 5

^et

ayant

fait descendre le moulinet M

jus- qu’au-dessous ^{de F F’,} j’ai

^{observé encore sa}

^rotation,

ce

qui

^montre que celle-ci ^n’est pas due ^{a un courant} d’air ascendant.

En second

lieu, j’ai

voulu savoir si les

particules

lancées _par l’étincelle sont électrisées ou non.

Dans ce

but, après

^avoir

disposé

horizontalement pour

plus

de commodité

l’appareil

^{de la}

figure ^5, j’ai

Fig. ^6.

substitué au moulinet une ch(unbre de

Faraday,

c’est-à-dire une boîte

métallique

^{A B C D}

(fig. 6)

^soudée

à un

long

^tube

^E,

^et dont la face tournée vers l’étin-

Fig. 7.

celle a une ouverture circulaire G D fermée par ^une toile

métallique.

^{La boîte est en} communication avec

la terre, ^et contient un

disque

^{isolé S}

porté

par ^une

longue tige

S T. Comme le tube E arrive

jusqu’à

^un

galvanomètre

^{très sensible}

(un

millimètre de l’échelle

vaut

7, 10-10 ampères)

^et

communique

^{avec une des}

extrémités de son

cnroulenlent,

^et

qu’un

^{fil bien isolé}

placé

^{au dedans du tube E}

communique

^{avec l’autre}

extrémité,

^{on n’a} _pas à craindre de

perturbations

^sur

le

galvanomètre

^{à cause du}

voisinage

^{des autres} ap-

pareils

nécessaires aux

expériences.

En outre,

j’ai

^reconnu

nécessaire,

pour éviter

quelques

^causes

^d’erreur,

^de

disposer

les choses de manière

qu’il n’y

^{ait de}

charges électriques

^{dans le}

tube

qu’au

^{moment même où} l’étincelle

éclate;

et, pour

cela,

il m’a suffi

d’adopter

^la

disposition figure

⁷

au lieu de celle de la

figure

^5.

Les électrodes

F,

^F‘

communiquent

^{avec les arma-}

tures extérieures de deux batteries

C,

^C’

identiques,

dont ^les armatures intérieures

communiquent

^avec

les conducteurs

principaux ^{A, B,}

^{de la}

^{machine ;}

^en

outre, les électrodes

communiquent

^{entre eux au}

moyen d’une ^{courte et}

large

^{colonne d’eau}

^Z,

^{dont le}

milieu cst à terre. A

chaque

étincelle de

longueur

suffisante éclatant entre les boules

D, E,

^{une étin-}

celle éclate aussi entre les électrodes.

De cette

manière, j’ai

^{obtenu à}

chaque décharge

une déviation

galvanométrique

^{de sens tel}

qu’elle indique

l’arrivée d’électricité

positive

^au

disque

^S

.

Il ne faut pas ^en conclure que l’étincelle n’émet que des ions

positifs,

^{ni que ceux-ci sont en}

quantité plus grande

que celle d’ions

négatifs

^ou d’électrons.

Il est naturel

d’admettre,

^au

contraire,

que,

puisqu’il

y ^{a émission} de

particules,

celles-ci soient en nombre

égal

pour les deux

signes.

^{Si l’on}

place

devant l’ou- verture CD

(fig. 6)

^{et à}

petite

^{distance un}

disque métallique

^non

^isolé,

^{de manière â}

intercepter

^les

ions

positifs

^émanés par

l’étincelle,

^{on obtient une} déviation de sens

opposé,

c’est-à-dire que le

disque

^S

reçoit

^des

charges négatives.

On verra

plus

bas l’effet

produit

par le

champ

^ma-

gnétique

^{sur les}

particules

émises par l’étincelle.

5.

Changements

de forme de l’étin- celle

produits

par le

champ magnéti-

que. ^{- Une} fois trouvée la méthode meilleure pour obtenir des

décharges

^en forme d’étin- celle dans l’air

raréfié jusqu’à quelque

^dixième

ou centième de

millimètre, j’ai

pu réaliser

l’expérience projetée.

^{Je vais} la décrire avec

l’aide de

quelques photographies.

La

photographie reproduite

^{dans la}

figure 4

fut obtenue avec

l’appareil

^{de la}

figure

^{1. La}

partie

^{droite est}

l’image

^de l’étincelle

produite

sans

champ magnétique ;

^la

partie

^à

gauche

montre

l’aspect

^{nouveau de la}

décharge pendant qu’un

^{courant de 16}

ampères

circulait dans la bobine R 1. On voit que l’étincelle ^est déformée et dilatée sui- vant les

lignes

^{de force et}

particulièrement

^{dans le}

1. Voici les conditions expérimentales ^avec lesquelles ^{a été}

obtenue la photographie (fig. 4). ^La capacité du condensateur était de 170000 unités environ, l’étincelle DE (fig. 5) ^était longue de 5 millimètres, et la pression de l’air dans le ballon 0.041 millimètre·. Pour les autres expériences que j’aurai ^à

décrire je ferai ^{de même connaître} les données analogues. ^On

ierra ainsi que ^{le nouveau} phénomène peut ^se produire ^dans

des conditions très variées.

sens suivant

lequel

l’intensité du

champ

décroit. Il y ^a heureusement une circonstance

qui

^{facilite l’ob-}

servation : et c’est que la clarté de la

décharge

^n’est

pas

uniforme,

^comme

probablement

^{elle ne} l’est pas

sur l’étincelle non encore transformée. Ainsi la dé-

charge

^reste constituée par des bandes d’intensité différente, et toutes conformées sensiblement comme

des tubes de force

magnétique.

Elle ressemble beau- coup à certaines aurores

polaires ;

^{et cette ressem-}

blance

apparait

^{aussi dans le cas de}

l’expérience

^citée

au commencement

(rayons magnétiques

^{tirés de la}

décharge

^{annulaire sans}

électrodes).

Si on

allonge

l’étincelle dans l’air libre au delà de

Fig.8.

la

longueur

^à

peine

suffisante pour avoir l’étincelle dans l’air

raréfié,

^les

inégalités

d’éclat finissent _par

Fig.9,

disparaître, particulièrement lorsque

^la raréfaction

est très

poussée.

On rend

plus

évident le fait que le faisceau

produit

sous l’action du

champ

^suit sensiblement les

lignes

de force, ^en

employant l’appareil plus petit

^{de la}

figure 2

^et, par

conséquent,

^{une étincelle sur toute}

la

longueur

^de

laquelle

^le

champ

peut ^{avoir une} intensité considérable.

Pour s’en convaincre, il suffit de comparer ^entre elles les

figures

^{8 et 9’. Dans le cas de la}

figure 8,

on avait excité la bobine

H ;

^{dans le cas de la}

figure 9,

la bobine R’

aussi, qui présentait

^au

petit

^{ballon un}

pole

^{de nom} contraire à celui du

pôle

^{R. On}

imagine

facilement la forme des

lignes

de force dans les deux cas, et on la reconnait facilement dans les bandes lumineuses

qui prennent

^la

place

^de

l’étincelle,

6. Transformation de la colonne

positive.

- Une fois constatée la transformation

prévue

^{de la}

décharge

^li

étincelle, j’ai

^voulu naturellement exa-

miner si

quelque

^effet

analogue

^{ne se}

produisait

pas dans la f orme ordinaire de

décharge

^{dans les} gaz raréfiés.

Comme

j’ai

^observé

déjà, lorsque

l’étincelle DE n’existe pas

(fig. 5),

^{on voit}

toujours, indépendam-

nient du condensateur C, la lumière

négative

^{et la}

colonne

positive séparés

^par

l’espace

^{obscur de Fara-}

day, qui

^{restent modifiées par le}

champ

^{de la manière}

bien connue. Avec unc étincelle DE

beaucoup plus petite

que celle

qui

serait nécessaire pour ^avoir l’étin- celle dans

l’appareil, l’aspect

^{de la}

décharge change

très peu, ^et la colonne

positive

^{reste encore divisé}

nettement de la lumière

négative.

II. La

partie

^de

beaucoup

^la

plus importante

^{de l’io-}

nisation initiale est

produite

par ^un

rayonnement

^non déviable _par un

champ magnétique

d’intensité _moyen.

Le

pouvoir pénétrant

^{de ce}

rayonnement

^{est tout à} fait

analogue

^{à celui des}

projections

radioactives. Le

produit

^{de la}

pression

par l’étendue ^maximum de la

zone d’ionisation

produite

par ^ce

rayonnemcnt

^est

vois’n de 1 10 et voisin du

produit présumé

^{de la}

pression

par lc parcours de

projection

du Ita D.

L’importance

^{de ce}

rayonnement, qui

^est directement émis par le

disque

^{actif, est d’autant}

plus grande

que la surface activée ^a été moins altérée par les réactions

chimiques accompagnant

^le

phénomène

d’activation.

Dans des conditions

particulièrement

favorables et

dans ^une chambre d’ionisation

étroite,

^le rayonne-

ment non déviable

peut produire 5

^fois

plus

^d’ions

que n’en

font,

^{dans les mêrres}

conditions,

les rayons ^’:1..

L’hypothèse,

^suivant

laquelle

^le

rayonnement

^{non dé-}

viable serait

identique

^au

rayonnement

^{matériel con-}

stitué par la

projection

^{des atomes du Ra D, a été exa-}

minée. De noinbreux faits

expérimentaux ^étudiés,

^il

n’en est aucun

qui

^{soit en} contradiction avec les

conséquences

^{de cette}

hypothèse.

Aussi croyons-nous

légitime

^de

l’adopter provisoirement.

Mais l’action du

champ magnétique

^est

déjà

^diffé-

1. La capacité empolyce ^{re l’tait 1 UUU unité:- en} ii-oii. l’étincelle dans l’air libre avait 18 mm de longueur, ^{et la} pression ^dans l’appareil ^{était 0,06 mm.}

Fig. ^10.

rent de celui

qu’on

^{observait saiis} l’étincelle DE. En

effet,

^tandis que les couches

négatives

^se

transforment

dans les rayons

magnétiques

^très brillants bien con- nus, la colonne

positive

^{s’étale en} éventail suivant les

lignes

^de

^force,

^et

particulièrement

^{dans les sens sui-}

vant

lesquels

^le

champ

décroît. On a donc ^un

phéno-

mène

analogue

^{à celui}

présenté

par les étincelles.

La

figure

^{10 est la}

rcproduction

^{d’une des}

photo- graphies que j’ai

faites dans ces conditions.

La

capacité employée

était très

petite (celle

^{de la}

machine sans

condensateurs),

l’étincelle dans l’air libre était

longue

^{de 1 mm, et la}

pression

^{dans le}

grand

ballon de la

figure ^’1, employé ^ici,

^{était de}

0mm .46.

^{On voit en} liaut le faisceau des rayons

magné- tiqucs

^usuels

correspondant à

^{la lumière}

négative;

plus

^bas

apparaît

la colonne

positive

considérablement

dilatée,

suivant les

lignes

^{de force émanant de la bo-}

bine R

(fui-. 1).

^{On a le} même résultat avec

l’appareil figure ^{2 ;}

^{mais alors le}

changement

^de

forme,

^suivant

qu’on

^excite seulement la bobine

R,

^{ou bien R et R’}

en méme

temps,

^est

beaucoup plus

^{nettement visible.}

On voit aussi dans

l’image figure

^{10 en} correspon- dance de l’anode

(qui

^est l’électrode

placée

^{en b3S),}

un faisceau lumineux semblable à celui

qui

passe

près

^{de la} cathode. Vraisemblablement il

provient

^de

ce que l’électrode inférieure ^se

comporte,

^elle

aussi,

comme une

cathode,

^{à cause} de la

capacité

^de

l’appa-

reil au moment d’arrêt de la

décharge principale.

Ce détail a

part,

^on déduit des

expériences

^dé-

crites que, ^sous l’action d’un

champ magné- tique,

^{des rayons}

magnétiques peuvent

^{se for-}

mer, ^non seulement corrélativement avec la lumière

négathc

^et des rayons

cathodiques,

mais aussi à

partir

^{de toute}

région

^{d’une étin-}

celle,

^et de la colonne

positive.

^{Dans tous ces}

cas il se formerait donc ces

couples

^tournant,

ion

positif-électron,

par

lesquels

^{on rend}

compte

d’une manière satisfaisante des

phénomènes

^de

décharge

^en

champ magnétique.

7. Cas où les extrémités des électro- des se trouvent dans l’axe du

champ. -

A ce

point

^{il est facile de}

prévoir

^de

quelle

^ma-

nière devra rester modiliée la

décharge,

^lors-

qu’elle

^se

produit

^{suivant une}

ligne

^{de force}

magnétique.

^En

^effet,

^les

déplaccments ayant

licu surtout suivant les

lignes

^{de force, la lu-}

niinosilé sera ramassée suivant ces

lignes.

^Les

fignres 11

^et

^12, qui reproduisent

^{encore des}

photographies

^de

décharge

^{dans ces}

conditions,

irontrent le fuit.

Dans la

ligurc ^Il

^la

partie supérieure

montre l’étincelle sans

champ magnétique;

^la

partie

inférieure fait voir l’étincelle comme

concentrée, lorsque

^le

champ agit.

^{Il en est de}

même dans le cas de la

figure ^{12 2,}

^{relative à}

la

déchirge

^{usuelle avec colonne}

positive (à droite)

^et

Fig.11.

Fig. ^12.

1. Capacité ¹⁷⁰⁰⁰⁸ unités, étincelle dans l’air libre 2 mm.

environ, pression ^dans l’appareil 0,04 ^mm.

2. Paa de condensateur, pression ^{1 mm,} étincelle 2 ^mm

lumière

négative (à gauche).

^{La moitié}

supérieure

^de

la

figure

^{montre la}

décharge

^sans

chanip;

^la

partie

inférieure fait voir que les deux luminosités ^{se con-} centrent sous l’action d’un

champ,

^dont l’axe passe par les deux extrémités des deux électrodes.

8. Action du

champ magnétique

^sur les par- ticules émises par l’étincelle. ^-

Puisque

^les

étincelles dans l’air raréfié émettent des.

particules

électrisées

(voir § 4),

il devient intéressant d’exami-

ner si’le

champ magnétique

exerce sur elles

quelque

influence. Je n’ai fait à ce propos clue

quelques expé-

riences pour

m’orienter,

^réservant d’autres recherches à

plus

tard. Je les

rapporterai

^en

passant

parce

qu’elles

^{sont connexes du}

sujet principal

^{de cette}

note en faisant

quelque

^{réserve sur la}

généralité

^des

conséquences que j’en

^{déduis en ce moment.}

Lorsqu’avec l’appareil

^{de la}

figure 5

^{contenant la}

chambre de

Faraday, figure 6, je

^faisais

l’expérience

décrite

paragraphe ^4, j’excitais

^{à certains moments}

la

bobine,

_ponr ^{voir si le}

champ

^avait

quelquc

^in-

fluence sur la

grandeur

de la déviation du

galvano- mètre,

J’ai observé

toujours

^une diminution très

grande.

^Le

champ

^fait donc diminuer fortement la

quantité

d’électricité

positive qui

^{arrive au}

disque

^S.

C’est ce que ^mon

hypothèse

^fait

prévoir.

^En

^effet, lorsque

^le

champ ^existe,

^{des ions}

positifs s’accouplent

avec des électrons pour

produire

^des

couples

^neutres

ou étoiles doubles. Même

lorsque

^le

disque reçoit

^une

charge négative

^{au lieu d’une}

positive,

^{à cause d’un}

obstacle

qui

^{arrête les}

^ions,

^le

champ

fait diminuer la déviation. C’était à

prévoir, l’explication précé-

dente une fois admisc.

Il y avait lieu de s’attendre à

quelque

modification

produite

par ^le

champ

^{sur l’effet}

mécanique

^{des étin-}

celles. Réellement le

phénomène

^est

plus compliqué qu’on

^ne

pouvait prévoir.

Suivant les

circonstances,

la rotation du moulinet

(fig. 5)

s’accélère ou retarde

lorsclu’on

excite la bo- binc Il.

Ainsi,

^si le moulinet est à pcu

près

^immobile

à cause de ce que

l’équilibre

^{s’est établi entre l’effet}

du bombardement

èt

la torsion du fil de

suspension, lorsqu’on

^{crée le}

champ magnétique

^{le moulinet tourne}

encore dans le sens

primitif,

^{ou bien dans le sens} op-

posé.

^Ce que

je prévoyais

^{était une}

augiiientation

^de

rotation

lorsque

le moulinet est en

haut,

^{et une di-} minution s ïl est

placé

^entre l’étincelle ^et la

bobine;

je

n’ai pas observé d’une manière ^{sûre cette} diffé- rence,

qui

constituerait une preuve ^{en faveur de ma} théorie des _rayons

11lagnéliques 1.

Je crois que les effets

opposés

^du

champ peuvent s’expliquer

^{comme suit.} Par certaines

expériences

1. L’auteur vient d’obicnir la confirmation de sa prévision.

Voir une note présentée ^à l’Al’ddémie des Sciences le 15 jan-

vier 1912, dans laquelle ^{on donne aussi un} aperçu de quelques

autres expériences, qui ^{seront décrites en} détail dans une pu- blication prochaine.

antérieures

j’ai

établi que le

champ magnétique

^dans

certains ^cas fait croitre, dans d’autres fait

diminoer,

le

potentiel

nécessaire pour la

décharge.

^{Comme les}

vitesses des ions ^et électrons lancés par l’étincelle dé-

pendent

vraisemblablement de ce

potentiel,

^on

^conçoit

que, suivant la

pression

^de

^l’air,

^{et suivant} l’intensité du

champ,

^{l’action sur} le moulinet

puisse

varier dans

un sens ou dans l’autre. Ainsi

ai-je

^{constaté une in-}

version de l’eff’et du

ellamp,

^en

changeant

^{son inten-}

sité.

J’ai observé enfin un fait inattendu

qui

^{ne me}

paraît

pas facile à

expliquer

^{dans scs détails.}

Si l’on fait descendre le moulinet M

jusqu’à

^ce

qu’il

arrivc au-dessous des électrodes

F,

^F’

(Hg. 5),

^{sa ro-}

tation naturellement

s’intervertit,

^car les ailettes du moulinet

présentent

^{alors au} bombardement la face

opposée

^{à celle}

qui

^{élait atteinte d’abord. Le moulinet}

devrait donc rester immubile

lorsqu’il

^ost

immergé

dans l’étincelle. On

peut

^{bien dire}

immergé,

^{car si la}

raréfaction et la

capacité

^{sont assez}

grandes,

^rétin-

celle a un volume tel

qu’elle petit

^{(onlt nir}

largement

le moulinet.

En cherchant à vérifier ce fait,

jc

^me suis aperçu quc,

lorsque

^le moulinet était un peu

plus

^{haut uu un}

peu

plus

^bas que ^la droite

F F’,

^{sa rotation}

dépendait

de la direction du

champ magnétique.

^En

^effet,

^elle

devenait

plus rapide

^ou

plus

^{lente en}

changeant

^le

sens du courant dans la bobine R. A

part

^l’action

mécanique

^{due aux}

particules

^{émises par}

l’étincelle,

il existe donc aussi une action

particulière

^du

champ dépendant

^{de sa direction.}

Pour mettre ce fait en évidence

j’ai employé

^un

nouveau moulinet semblable par ^{sa forme à} celui d’un

radiomètre,

c’est-à-dire formé par

cluatre

^ai- lettes verticales. S’il est

placé

^{soit au-dessus soit au-}

dessous de l’étincelle

FFI,

^{il ne}

bouge

pas, ^{commc on}

pouvait prévoir.

^Mais

lorsqu’il

^{est à peu}

près

^{à la hau-}

teur des électrodes il tourne, très

rapidement

^{si la}

décharge

^{est très intensc}

(étincelle DE, figure 5,

assez

grande).

La rotation s’intervertit ^avec le

champ,

et son sens coïncide avec le sens du courant dans la bobine R. Le sens de la rotation du moulinet est donc celui d’un électron

qui parcourt

^sa

trajectoire

^héli-

coïdale ;

^{ou encore il est le sens même dans}

lcquel

l’électron satellite tourne autour d’un ion

positif

^dans

ces

couples

^ion

positif-électron,

que le

champ rend

moins instables.

Cette relation entre le sens de la rotation et la di- rection du

champ indiquera

^la %oie à suivre pour

l’explication

du curieux

phénomène

nouvellement constatée

Pour ^ceux

qui

voudraient le

reproduire, j’ajuutcrai qu’il

^se

présente

^{très bien}

lorsque

^{l’air a une} pres-

1. L’explication. ^tres simple ^{de ms} phénomène ^{sera’tunnûc}

dans la puhlilatioll prochanie. ^(Note a joutee par l’auteur ^ou

currigeant ^les éoreuves. ⁾