Nouvelles recherches sur le potentiel de décharge dans le champ magnétique

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Submitted on 1 Jan 1911

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champ magnétique

A. Righi

To cite this version:

A. Righi. Nouvelles recherches sur le potentiel de décharge dans le champ magnétique. Radium

(Paris), 1911, 8 (5), pp.196-204. �10.1051/radium:0191100805019601�. �jpa-00242474�

bilité de 7 à 1, ^{le courant} vertical varie seulement de 1 a 1,5. Il semble _que l’on puisse ^{conclure a une}

constance relative dans la valeur moyennes de ^{cet élé-} ment.

Nous avons mentionné, ^{au début de cet} article, ^les

recherches sur l’électricité atmosphérique ^exécutées

par M. Rouch, ^dans l’Antarctidue 1, ^{au cours de la}

dernière expédition Charcot. Parmi les observations, figurent de nombreuses mesures de la conductibilité faites avec un appareil de Gerdien. Elles sont répar-

ties sur neuf mois pendant lesquels ^le champ ^était,

d’autre part, régulièrement enregistré.

M. Rouch a publié2 les moyennes mensuelles ^cor-

respondantes ^{de ces} deux éléments. Or, ^{ces valeurs} s’accordent mal avec la conclusion formulée plus ^haut.

En calculant, ^en effet, ^à l’aide de ces données, ^les

intensités du courant vertical, ^on trouve, pour l’en- semble des neuf mois d’observations :

Sous un champ moyen relativement fort, ^{la conduc-} tibilité ^conserve des valeurs très élevées, ^{de sorte} _que l’intensilé du courant vertical est ici trois fois plus grande que la valeur moyenne des résultats précédents.

1. A l’ile Peterman (L ==63° 10’S. ^G = 06°34’ W) , due févl’icr à novembre 1909.

2. C. R., 18juillet ^1910.

Il est possible que les valeurs trouvées pour la con-

ductililité soient trop fortes. M. Bouch a signalé ^les

difficultés de ces incsures dans les conditions Ol1 il

opérait, ^soit par le fait ^de l’isolement difficile à main- tenir, ^soit par l’influence de l’air glacé qui ^alimentait l’aspirateur. Néanmoins, ^{toutes les} précautions ^avaient

été prises pour ^{assurcr autant} que possible ^{la valeur}

des observations. Une différence considérable, ^mais dans un sens fréquemment ^{consl,até en d’autres ré-} lions, ^s’est toujours manifestée entre les conductibi- lités des deux signes, ^la conductibilité positive ^étant,

pour certains mois, ^{dcux fois} plus ^forte que la néga-

tivc. (Valeur moyenne du rapport : 1,62). ^I)’autre part, la marche annuelle de la conductibilité s’est montrée rigoureusement ^inverse de celle du champ.

S’il était permis ^de généraliser d’après ^le petit

nombre des données accluiscs, ^on pourrait supposer clue l’intensité du ^courant vertical, peu variable dans les régions tempérées, aurait tcldance a s’accroitre

aux hautes latitudes et, peut-être, à s’affaiblir aux

latitudes basses. Hâtons-nous de le dire, rien n’auto- rise aujourd’hui ^une pareille conclusion; mais, ^mal- gré ^{les réserves} qu’il comporte, le résultat des con-

sciencieuses observations de M. Houch doit être retente.

Peut-on prévoir, ^{des à} présent, ^ce que réserve à la

physique ^du globe, ^la solution du mystérieux pro- blème scientifique ^des régions polaires!

[Mamiscrit reçu le 27 ^avril 19111.

Nouvelles recherches sur Je potentiel

de décharge ^{dans Je} champ magnétique

Par A. RIGHI

[Laboratoire ^de physique de l’Université de Bologne.] ¹

4. Circonstances qui ^{influent sur le} poten- tiel de décharge.

Ayant l’intention d’étendre

mes recherches ^aux tubes à grande raréfaction, j’en

ai tout d’abord employé ^un de la forme usuelle, c’est-à-dire un tube ayant deux électrodes circulaires

parallèles plus ^{ou moins} éloignées ^{l’une de l’autre,} placées ^{entre les} pôles de l’électr0-ctlnlallt de Ruhm- korff, de manière que les disques étaient soit paral- lèles, ^soit perpendiculaires, à ^{la direction du} champ magnétique.

J’ai tout de suite constaté que, même à des raré- factions très grandes, ^le champ ^{dans certains cas} pro- duit une diminution, ^{dans d’autres une} augmentation

1. Voir la première partie ^{de ce} mémoire dans Le Radium, 8 (1911) ^135-139.

du potentiel ^de décharge; ^mais j’ai ^{observé une} grande irrégularité ^{dans les} phénomènes, ^en dehors des diffi- cultés signalées déjà autrefois. Souvent, ^et d’une ma-

nière plus marquée que ^dans les recherches anciennes,

j’observais ^{le fait connu} que, ^une fois que la décharge

commence sous certaines conditions, elle continue

lorsque ^ces conditions ont été modifiées de manière

qu’elles exigent pour initier la décharge ^{une différence}

de potentiel beaucoup plus grande que celle ^réelle-

ment appliquée ^aux électrodes du tube. Je me suis aperçu bientôt que les phénomènes changeaient ^sou-

vent, soit ^en touchant le tube avec le doigt, ^soit en y

approchant ^des conducteurs, ^{soit en} modifiant la pro-

priété ^isolante de la surface extérieure du tube de

verre. Enfin j’ai ^constaté, que les phénomènes ^variaient

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191100805019601

lorsque, ^sans changer la différence des potentiels ^des

électrodes, ^on changeait leurs valeurs absolues, _par exemple ^{en mettant en} communication avec la tcrre l’un ou l’autre des pôles de la batterie d’accumulateurs.

Tout cela semble indiquer l’existence de charges électriques ^{sur le verre des} parois. ^En effet, ayant rendu conductrice la surface extérieure du tube en

collant sur clle une feuille d’étain qu’on ^maintenait

en communication avec la terre, les irrégularités ^{et lcs}

l’ig. 1.

incertitudes dans les mesures disparurent. L’influence des valeurs absolues des deux potentiels ^resta complé-

tement, ^et pour l’étuctier j’ai ^{donné au tubc la forme} indiquée par la figure ^,1.

Ce tube est cylindrique ^et porte ^{comme électrodes}

deux petits disques ^{A B,} placés perpendiculairement

à son axe, dont la distance réciproque ^{est d’environ}

i5 cm. Commc le diamètre extérieur du tube est un

peu plus petit que celui du ^trou dont sont percés ^les

noyaux de ^fer des deux bobines de l’électro-aimant,

on peut ^{faire entrer le tube dans ces trous. L’électro-}

aimant est niobile sur des rails longitudinaux, ^ce qui

permet ^{de varier sa} position relative par rapport ^au tube.

Tn particulier ^on peut placer ^une des électrodes au

milieu de l’espace qui ^{reste libre entre les} pôles, ^et

alors l’autre électrode ^se trouve ^au dedans d’une des bobines, ^et précisément ^{au milicu de sa} longueur.

Cette deuxième électrode est alors soustraite à l’action du champ, ^{au moins} lorsque ^celui-ci n’a pas ^une intensité très grande.

Pour m’en rendre compte ^d’une maniére exacte,

j’ai jugé nécessaire de mesurcr l’intensité du champ correspondant ^{à des} intensités variées du courant

magnétisant, ^{soit entre les} pôles ^{moitié distance,}

soit au centre des noyaux des bobines, ^en employant

pour cela une petite ^bobine communiquant ^{avec un} galvanomètre balistique. ^Voici le résultat de ces mesures.

L’allure irrégulière ^{des nombres des et 4me}

colonnes est due vraisemblablement à une irrégularité

de structure du fer des noyaux.

Pour les expériences ^suivantes l’électrode A du tube se trouvait au milieu du champ ^{entre les} pôles, pendant que l’électrode B était au milieu de la bobine de droite. Le tube était recouvert extérieurement par

une feuille métallique ^en communication avec la terre.

Il est facile, ^{avec une telle} disposition ^de 1 expë-

rience, ^{de niettre CIl évidence} l’influence

) exercée par la valeur absolue du potcn-

tiel de chaque électrode, ^{connue aussi}

cellc des signes ^{de leurs} charges ; ^voici

une série d’observations laites avec une

pression ^de 0,02 ^{mm.de l’air dans le tube.}

La différence de potentiel ^V, appliquée ^{aux élec-}

trodes (environ ⁵⁰⁰⁰ volts), ^était beaucoup plus petite que le potentiel ^de décharge. ^En changeant ^les

communications et mettant à terre l’un ou l’autre des

pôles ^{de la batterie, on} pouvait ^{réaliser les} quatre ^cas

suivants :

Ilans les cas 2, 5, 4, ^{il fallait un} champ supérieure a 5000 gauss pour déterminer la décharge ^{dans le}

tube; ^{dans le cas 1 un} champ ^{de 1250} gauss était suffisant pour obtenir ^{ce même} résultat’.

Laissant à part ^{les cas 2 rt 4. dans} lesquels ^le champ électrique près ^de l’électrode A est certaine- ment très faible, ^{on doit} remarquer la différence qui

existe entre 1 et 5. Cette différence peut ^{être due} principalement ^{à deux} circonstances : 10 au fait _que dans le cas 1 la paroi ^{de verre} qui ^{entoure A} peut fonctionner comme cathode, ^et qu’ainsi ^{on a une}

cathode qui ^entoure l’anode tandis que dans le ^cas 5 c’est le contraire ; ^{2° à une manière} différente de se

comporter ^{de la} part ^de cathodes de différente nature.

L expérience ^suivante parle ^{contre une telle influencc}

de la nature du corps ^sur lequel ^se terminent les

lignes ^{de force} électriques. ^{Avec un} tube semblable à celui de la figure 4, ^{mais dans} lequel, ^{au lieu de la}

feuille d’étain extérieure on a revêtu intérieurement la

paroi ^{avec une lame} d’aluminium communiquant ^avec

la terre, j’ai obtenu les mêmes résultats qu’avec ^le

tube fi,. ^4.

Malgré cela il m’a semblé qu’on ^ne pouvait pas exclure la possibilité d’une influence de la nature de la cathode, ^ou généralement des corps qui, ^recevant

des lignes ^de force, peuvent ^se comporter ^comme

cathodes dans un tube a décharge. ^Ainsi j’ai ^réalisé

1. Cette expérience; ^et quelques autres entre celles dont suit la description, ^{ont été décrites} déjà ^ailleurs (C. R., 30 jan-

,

vier 1911).

une expérience spéciale ^{avec le tuhe, dont la} ngure ⁵

montre la section transversale.

Dans ^ce tube (diamètre ^t cm environ) ^{la cathode est}

formée _par une lame cylindrique d’aluminium C

appliquée ^{contre sa} paroi intérieure, ^tait- dits (lue l’anode ^est

une lame rectangu-

1,,tire A (3 ^{cln sur} 1,7). ^{Cette lame est} excentrique pour faire place ^{à uoc}

au lre L placée paral- lèlement longueur ⁵

et largeur 1,2 cm.,

Fig. 5. formée par dcux

lames juxtaposées,

l’une d’aluminium et l’autre d’une substance diffé- rente, par exemple ^de plomb. ^Cette double lame L

peut tournerautour d’un axe parallèle ^{à l’aac du tube,}

de manière qu’elle présente ^{à l’anode} A soit la l’acc

en aluminium, soit la face en plomb. ^{Dans ce but}

elle est fixée â un bouchon de verre travaille à l’é- l11erl.

Dans l’expérience ell’ectuée, l’air dans le tube avait la pression ^{de 0,012 mm.,} la batterie fournissait aux

électrodes une dIfférence de potentiel ^{de 1750 volts,}

et, ^{à un moment} donné, ^{on créait un} champ ^d’environ,

2500 gauss dirigé ^colllme la flèclie de la ngnrc ^3.

Voici ce que j’ai ^observé.

Le courant n’exibtait pas dans le tube, ^{et il ne s’éta-} blissait pas, ^en excitant le elianip, lorsque ^{la face en}

aluminium de la double lame L était tournée vers

l’anode A; mais si alors on tournait la lame jusqu’à

ce que le plomb ^fùt presque ^{tout à} fait. tourné vers

l’anode, ^{le courant de} décharge ^{se montrait} brusque-

ment. Par une rotation continue de la double laine la

décharge apparaissait ^toutes les fois que la face plomb

était tournée vers l’anode.

En remplaçant ^le plomb par le platine, j’ai ^observé

le même effet, mais d’une manière nloins accentuée ;

avec le verre, l’argent, ^{le cuivre, le laiton, le zinc et}

le bismuth, je n’ai pas obtenu de résultat ^sûr.

Donc, bien _{que la} différence entre les cas 1 et 5 soit due surtout à la différence de forme des deux électro-

des, ^{une attitude à} favoriser la décharge ^{existe certai-}

nement pour le plomb, lorsque ^des lignes ^{de force} électriques aboutissent à sa surface. Ce fait pourrait

être attribué à une trace de radioactivité, ^{ou à une} tendance plus marquée ^à émettre des électrons sous

l’action du champ électrique. ^{En tout cas il} s’agit ^d’un phénomène étranger ^{à ceux} qui ^{sont étudiés dans ce}

travail.

J’ajoute toutefois, qu’une différence d’action entre des cathodes de nature différente pourrait peut-être a’expliquer aussi par ^une différence dans l’émission

des _gaz occlus. Cette idée est suggérée par le (ait sui- vant, _que j’ai maintes fois constaté . Si après ^avoir

détermine le potentiel ^de décharge pour ^un tuhe

donué, ^on eherehe il dépouiller ^les eteetro(tes _{des gaz} adhérents ou occlus, _par exemple ^{en mettant de nou-}

veau en action la pompe à air pendant qu on ^fait

passer ^des décharges, ^et puis ^on rétablit la pression

initiale, ^{on trouve une nouvelle} valeur du potentiel ^de décharge, qui ^cst plus ^élevée, et souvent beaucoup,

de la valeur primitive.

hes expériences décrites dans ce paragraphe ^on reçoit l’impression, ^{que si vraiment le} champ magné- tique peut ^{ioniser le} gaz, c’est principalement près ^de

la cathode que cela ^a lieu, ^ce qui ^{concorde avec ce} qu’on ^a dit ^{2. Mais on ne} doit pas exclure que la

magnéto-ionisation ^ne puisse ^se produire ^{aussi ailleurs ;}

c’est pour éclaircir ce point que j’ai institue certaines des expériences qui ^{seront décrites} plus ^loin.

5. Mesures du potentiel ^de décharge ^dans

un champ magnétique, ^{dans des cas de} gi ^ande raréfaction.

En vue des inconvénients produits

par ^{le verre} des parois ^{du tube à} décharge, j’ai ^du adopter, pour les ^mesures, des tubes dans lesquels ^une

des électrodes est formée par ^une lame métallique appliquée ^{contre la} paroi ^{du tube.}

La figure ^{6 montre un de ces} tubes

avec lequel j’ai ^fait beaucoup ^de

déterminations très coucordautes.

Une des électrodes est le cylindre

BCDE (hauteur ^{10 cnl., diamètre} 3,5) ; ^{l’autre est la lame} plane ^A

(3 ^sur 1,7 cm.). ^{Le tube} peut ^être

tourné sur son axe de figure, ^et par

conséquent ^être place ^{de manière}

que l’électrode A soit, ^ou parallèle,

ou perpendiculaire ^{à la} direction du

chalnp magnétique, indiquée par les flèches dans la figure,

A cause de la difl’érencc de forme des électrodes et aussi de la circon-

stance que l’électrode A n’a pas ^{unc .} formc de révolution _par rapport ^!l

l’axe du tube, ^{on aura à} considérer Fig. ^6.

quatre ^cas distincts. En effet pour

chacune des deux orientations principales ^{de la lame}

A, celle-ci pourra ^{être ou} anode ou cathode.

Les efI’els produits par le champ ^{sont différents}

dans ces quatre cas, et l’on a à tracer quatre ^courbes

pour représenter ^le phénomène, ^{si, comme} toujours,

on prcnd ^le champ ^{comme alocissc et le} potentiel ^de décharge ^{comme ordonnée. Voici} les résultats obtenus dans un groupe ^{de mesures, la} pression de l’air à l’intérieur du tulo étant 0,056 ^mm.

Les nombres de ce tableau ont une disposition

un peu différcnte de celle des tableaux précédents.

Cela dépend ^{du fait} que j’ai ^{modifié ma métlode}

dans les mesures.

Au lieu de donner au champ ^{une valeur} particu-

lière et d’augmenter successivement d’une unité le nombrc des accumulateurs jus-

qu’à ^la production ^{de la dé-} charge, j’ai ^reconnu qu’il y ^a

avantage à opérer de la manière contraire, ^à donner précisément

une valeur déterminée à la diffé-

rCllCC de potentiel fournie par la

batterie, ^{et alors} faire varier len-

tement l’intensité du champ, ^au

moyen de rhéostats à curseur

insérés dans le circuit du cou- rant des hohines, jusqu’à ^ce que la décharge s’établisse t. Par

exemple, ^{dans le cas de la pre-}

mière des déterminations du ta-

bleau, après avoir établi entre les électrodes en différence de

potentiel ^{de 550 volts,} j’ai ^fait

croitre depuis ^{zéro le} champ, ^et

le courant dans le tube a pris

naissance brusquement lorsque

le champ ^a atteint l’intensité 153 _gauss.

Mais souvent à une même valeur du potentiel ^de décharge

correspondent ^{des valeurs} différentes ( deux, quel- quefois trois) ^du champ. Après ^{avoir trouvé la va-}

leur J55 il fallait donc vomir s’il _y en avait d’autres.

J’ai procédé de la manière suivante. J’ai donné au

champ ^une valeur très élevée, par exemple ²⁰⁰⁰ gauss, Pt ayant ^constaté qu’alors ^il n’y ^a pas de décharge

1. Je o’ai pas ^tenu compte ^des décharges momentanées

qui précèdent quelquefois l’établissement de la décharge

durable.

dans le tube, j’ai ^diminué 1 intensité du champ peu

peu. J’ai ^{vu se rétablir la} décharge pour 450 gauss, est j’ai enregistré ^cette valeur dans le tableau; ^et j’en

ai conclu qu’il y ^a décharge pour les valeurs du champ comprise ^entre 133 et 450.

Si j’avais remarqué que pour ^{une autre} valeur

plus grande due 430 gauss, ^on avait encore la dé-

clarge, j’aurais ^dù enregistrer ^cette troisième valcur aussi en correspondance ^au potentiel de 550 volts. 11

peut ^se faire que lorsque je ^n’ai enregistré (me deux valeurs pour le champ ^{il en} existe de même un

troisième qui ^est plus grand que le champ ^maximum

que je pouvais ^attcindre.

Aux quatre séries de mesures du tableau précé- dent, désignées par les lettres A, B, C, D, ^corres- pondent ^les quatre courbes, désignées par les mêmes

lettres, ^{dans la} figure ^7.

L’allure des trois premières courbes ressemble ^li celle des courbes obtenues la plupart ^du temps ^avec

les raréfactions moyennes, mais la courbe ^{D diffère}

beaucoup ^{des autres. En effet, avec des} potentiels plus petits que ^le potentiel ^de décharge ^ordinaire (c’cst-à-

F ig. ^7.

dire sans champ magnétique) ^le champ ^ne produit pas d"effet scnsible, ^{et il} faut avoir recours à dcs poten- tiels plus élevés pour ^constater que le champ ^fait augmenter la valeur du potentiel nécessaire pour la

production ^{du courant.}

6. Expériences ^avec des tubes de formes variées.

L’explication ordinaire, ^{aussi bien} que

l’explication ^nouvelle proposée ici pour la cviiipléter,

font prévoir ^{une influence dl’} la forme dcs électrodes

sur l’allure des phénomènes. ^{En cnet, la forme et la} distribution ^des lignes ^{de force} électrique, ^{aussi bien}

que l’intensité du champ électrique près ^{de la ca-} thoâe, doivent être très différents dans des tubes de forlcs diverses.

Il y ^avait donc quelque ^{intérêt il faire sur de nou-}

veaux tubes des mesures analogues ^{a celles} qu’on ^a rapportées. ^{Je mc} limiterai à trois exemples.

a) ^{Le tube à} décharge ^est représenté parla figure ^8,

et contient de l’air à 0,05 ^{mrll. de} pression. ^{Une des}

Fig. ^8.

électrodes B est constituée par ^un tube en aluminium

en contact avec la paroi ; ^{l’autre est un} cylindre ^{A de}

même métal de 5 cent. environ de longueur ^ct

0,5 ^cent. de diamètre.

Dans les deux premières ^{séries de mesures, le tube}

a été introduit dans les noyaux de l’électro-aimallt, ^de

manière que le champ magnétique ^était dirigé ^suivant

son axe, et agissait presque exclusivement ^sur la por- tion entourant l’électrode A. Les faces polaires ^des

bobines ^se trouvaient, ^en effet, ^{en M et} N. Dans les deux

autres séries de mesures le tube était placé ^transver-

salement, c’est-à-dire que le champ avait la direction de la fléchc F.

Le tableau suivant donne les résultats obtenus,

avec lesquels ^{on a} construit les courbes de la ligure 91.

Pour distinguer les courbes de la fig.9, ^{on a} placé près ^d’elles les mêmes lettres qui désignent ^{dans le}

tableau les quatre ^{séries de mesures.}

1. Pour ne pas ^donner aux figures des dimensions excessives, les

portions de coul’hes correspondant ^aux plus grandes ^{valeurs du} potentiel ^{et du} champ n’ont pas été représentées.

J’aurai occasion plus ^{loin de montrer une courbe} analogue ^{a la B, donnée} par le iiièiiie tube avec de l’air un peu ^moins raréfié, ^{ot alors on verra} que ^la

Fjg. ^9.

courbe, après ^{avoir monté vers la droite, atteint une}

ordonnée maximum et puis ^elle descend. Avec la raré- faclion employée ici pour arriver jusque-la ^{il aurait}

fallu réaliser des

.

champs magnétiques plus ^intenses que

ceux que je pouvais

atteindre.

b) Un deuxième

exemple ^{est offert}

par ^un tuhc à dc-

charge représenté ^en

section _par la fig.10.

Au dedans du tube

en verre on Boit Fig. ^10.

quatre lames d’alu-

minium appliquées ^{contre la} paroi, (p1Ï, ^{sauf les} petits intervalles qui ^les séparent forment par leur ensemble un cylindre. ^{Deux de ces lames A, A, coni-} muniquant ^{entre elles,} constituent une des électrodes;

les deux autres lames B, B, forlnent l’autre. On a

donc deux électrodes de forlnes identiques, qui ^toute-

fois couvrent la paroi (sauf dans ^lesdits petits ^inter- vailles) . ^Le champ agit ^{dans la} direction de la flèche F, c’est-a-dirc suivant la droite qui ^{unit les centres des}

deux lames d’une même électrode. Cette électrode était anode dans la première des ^{séries de mesures} suivantes,

et cathode dans l’autre. La pression ^{était 0,01 mul.}

Les courbes de la figure 11 ^{ont été dessinées avec les}

nombres du tableau, ^{et les} signes ^{+ et}

qu’on ^voit près ^{d’elles serrent à les} distinguer.

, Pour ^ne pas occuper trop d’espace, ^{non seulement on}

a supprimé ^les parties des courbes correspondant ^aux

Fig. 11.

plus hautes valeurs du potentiel, ^{mais on a dessiné}

les deux courbes l’une dans l’autre avec un déplace-

ment convenable des ^axes.

La grande ^{diversité entre} les deux courbes est bien

remarquer. ^{Dans le cas actuel cette diversité} est, ^en

partie, ^{dans le sens} que fait prévoir la théorie ordi- naire.

Les deux exemples précédents a) ^et b) ^{montrent eu}

même temhs la variété des phénomènes, ^et quelques

caractères communs. On ne pourrait pas employer ^ces

résultats pour vérifier ^une théorie quelconque, ^en

raison des formes spéciales ^des électrodes; ^{mais le}

troisième exemple ^suivant pourrait s’y prêter.

c) ^{Le tube} employé ^{diffère de celui} représenté ^par

la figure 8, ^{seulement en ce} que l’électrode A est longue

comme le tube. Eu introduisant ce tube dans les noyaux de l’électro-,-timai-it, les conditions de l’expé-

rience seront sensiblement celles d’un champ ^élec- trique cylindrique ^{el d’un} champ magnétique ^uniforme

dont les lignes ^{de force sont} perpendiculaires ^aux lignes ^{de force} électriques. ^{Dans ce cas} particulier, ^on

connait la forme des trajectoires parcourues par les électrons émis par la cathode.

Je ne rapporterai que les résultats obtenus en pre- nant le cylindrique ^{intérieur comlne cathode, mais}

avec deux raréfactions différentes.

La figure ^{12 montre} la courbe construite avec les données relatives à la pression ^{0/1 mm. Pour la pres-}

sion plus ^{faible 0,012 mrn, on} obtiendrait une courbe semblable aux parties ^de la courbe figure ^{12 corres-} pondant ^aux petits potentiels. On aurait donc une

courbe formée par deux porlions séparées.

La courbe figure ^{12 est, â ce} qu’il parait, ^le type

plus général ^{des courbes} qui représentent ^{la relations}

entre champ ^et potentiel ^de décharge, ^au moins pour les tubes dont l’anode entoure la cathode1.

Un remarque dans ^cette courbe deux traits qui

diffèrent peu de droites verticales. Le trait qui ^corres- pond ^{â des} champs ^{entre 200 et 500 gauss a montré} quelquefois (comme ^{dans la} figure t4) ^{une forme} telle, qu’à ^une même valeur du champ ^{devrait cor-} respondre des valeurs différentes du potentiel ^de décharge ; ^{mais cela est} vraisemblablement l’effet de

quelque petite ^{cause d’erreur} systématique. ^Dans

1. Probablement si l’on disposait ^de champs ^{assez intenses. et}

si l’on pouvait ^ainsi prolonger la courbe iers la droite, ^{on trou-}

verait _nue cette courbe, après ^{avoir atteint} encore unc ordonnée

minimum, deviendrait tle nouveau ascendante. S’il en est vrai-

ment ainsi, la courbe ^{aura une} f’orme semblable à celle de la

lettre M renversée.

des cas très rares on a trouvé la même chose pour ^le deuxième trait descendant.

Les portions ^{de la courbe,} qui ^sont presque des droites verticales, représentent des diminutions brus-

Fig. 12.

ques du potentiel ^de décharge vraisemblablement ducs à deux causes distinctes, que l’hypothèse ^{de la} magnéto-ionisation explique ^{aisément. La} première

descente de la courbe doit être attribuée à l’action du

champ ^{sur la cathode;} la deuxième à l’action sur le gaz loin dc cettc électrode.

7. Expériences suggérées par l’hypothèse

de la magnéto-ionisation.

^On imagine ^facile-

ment la manière par laquelle ^on peut ^{mettre a}

l’éprcuve ^de l’expérience l’Interprétation précédente.

Il suffit pour cela de construire deux fois la courbe

caractéristique d’un tube du type figure ^{8, et} préci-

sément lorsque l’électrode A, employée ^{comme ca-} thode, ^se trouve entre les pôles ^de l’tlcctro-aimant, puis, après ^avoir convenablement déplacé ^celui-ci, lorsqu’il ^{se trouve au dedans} d’une des bobines,

oà il est sensiblement soustrait à l’action du champ magnétique.

La première ^{de ces courbes a été obtenue} déjà :

c’est la B de la figure ^9. Mais elle n’est _pas complète, puisqu’elle manque de la deuxième partie ^descen- dante, faute de n’avoir _pas atteint alors des intensités

asse grandes ^du champ magnétique. ^Il fallait donc déterminer aussi cette courbe une nouvelle fois.

Avant d’exposer ^les résultats de ces nouvellcs

mesures, il est bon d’éliminer un doute, qui peut

surgir, ^et précisément ^{il est} utile de vérifier d’abord que le champ ^ne produise ^{son effet sur} la cathode

lorsqu’elle ^{est au dedans} d’une des bobines.

Dans ^ce but, j’ai construit le tube de la ngurc ^15, qui diffère du tube figurc ^{8 en ce que sa cathode A a}

la forme d’un disque perpendiculaire ^{à l’axe du tube.}

En outre, à l’extérieur et en correspondance ^{de la} cathode, ^{on a construit une} petite ^{bobine BU, en}

entourant le tube avec un mince fil de cuivre bien

isolé clui ^{fail dix tours, et dont les} extrénlités, ^étroi-

tement tordues l’une ^sur l’autre, ^{vont n un} galvano-

mètre balistique ^d’assez grande sensibilité. Par la déviation qu’on ^{obtient en fermant ou cn ouvrant le}

Fig,. ¹³

circuit, des grandes bobines parcourues par ^{un cou-}

rait d’intensité _connue, on pcut détcrlnincr l’inten- sité du champ ^{dans la} place occupée par ^la cathode.

Voici les résultats d’une expérience, ^choisic parmi

d’autres collcordantes entre elles, ^la pression ^{dans le}

tube étant 0,028 ^mn.

Ayant introduit le tube dans les noyaux de l’élcc-

tro-aimant, de manière que la cathode ^{se trouvât entre} les pôles ^{et à} demi-distance, j’ai ^reconnu qu’avec

une différence de potentiel de 2210 volts appliquée

aux électrodes du tube il fallait ^un champ ^{d’au moins}

5715 _gauss, pour déterminer le passage de la décharge permanente. Apres ^avoir déplacé l’électro-aimant de manière que la cathode ^{se trouvât} à moitié longueur

et au dedans d’une des bobines, il fallut un champ

de 4829 _gauss pour obtenir le même effet.

Pour décider si, ^{dans ces dernières} conditions, ^il s’agissait d’une action du champ ^{sur l’air} place ^entre

les pôles, ^{ou sur la cathode, il fallait} connaître à

quelle ^{infeti ité de} champ celle-ci était exposée. ^En employant ^la petite ^bobine clltourallt la cathode, j’ai

trouve que, pcndant qu’au ^{milicu, entre les} pôles, ^le champ avait ladite intensité de 4829 _gauss, l’intensité autour de la cathode était de 276 gauss seulement,

c’est-à-dirc la quinzième partie environ de la valeur

(3713) nécessaire pour produire ^la décharge. ^Celle-ci

ne pouvait ^{donc pas être} attribuée à une action du

champ ^{sur la cathode} placée ^au dedans d’une des

grandes ^bobines.

Avec d’autres raréfactions et des valeurs variées de la différence de potentiel, j’eus toujours ^{un résultat} senlblable, d’une manière plus ^{ou moins} marquée.

L’exemple précédent correspond ^{à celle de mes} expé- riences, ^dans laquelle l’effet était le plus prononcé.

Après avoir fait cette constatation qui, ^{à elle} seule,

rend très probable ^la magnéto-ionisation ^{de l’air, loin}

de la cathode, j’ai procédé aux mesures nécessaires à la construction des deux courbes dont on a parlé plus

haut. J’ai employé ^{le tube de la} figure ^{8, avec une} pression ^d’air égale ^{u 0,088 mm.} Voir les résultais obtenus dans le ta’bleau ci contre :

Les courbes A et B de la figure ^14, construites sur ces donllées, ^montrent bien l’allure des phénomèr.cs.

On relève tout de suite de leur comparaison que, lors-

qu’on ^{soustrait la cathode} de l’action du champ, ^on

l’ait disparaître ^la partie descendante de la courbe

correspondant ^{aux valeurs du} champ, ^{entre 200 et}

500 _gauss, pendant que la deuxième partie ^descen- dante, ^en correspondance des valeurs de hÙ00 gauss environ, ^{reste dans la courbe. Cela me} parait ^donner

Fig. 14.

une bonne confirmation de la prévision ^{basée sur} l’hypothèse ^{de la} magnéto-ionisation.

Il n’est pas superflu de décrire une autre expé-

rience qui, ^{au fond, est une} variante de la précé-

dente.

J’ai employé ^{un tube semblable à celui de la} figure ^{4, mais sans} le revêtement extérieur de feuille d’étain (qui, toutefois, ^comme j’ai pu vérifier, ^ne changeait pas substantiellement le résultat). ^{Les deux}

électrodes du tube sont si éloignées ^{l’unè dc} l’autre que,

lorsque ^{l’une est} placée ^{au dedans et à moitié} longueur

d’une des bobines de l’électro-aimant, ^{l’autre se trouve} dans la position symétrique à l’intérieur de l’autre

bobine, En outre, pendant ^{les mesures, on menait le}

milieu de la batterie en communication avec la terre, de manière _que les électrodes avaient des potentiels égaux ^{en valeur absolue et de} signes contraires. Cela tendait à rendre parfaitement longitudinal ^le chnmp électrique ^{dans la} portion ^{du tube} qui ^{restait entre}

les pôles.

Avec une pression de l’aie de 0,04 mm, j’eus ^les

résultats numériques ^{suivants :}

Je ne reproduirai pas la courbe qui ^{en résulte,}

parce qu’elle ^{est semblable û laB de la} figure 11, ^sauf

que la partie descendante est moins proche ^{de la ver-}

ticale. A part, ^{cela cette} courbe, ^{comme la B} figure 14,

me semble indiquer ^{une action du} chanlp ^{sur l’air} placé ^{entre les} pôles,.

Comme il arrive souvent pour ^une hypothèse sug-

gérée par certains faits connus, celle d’une action du

magnétisme ^{tendant à} favoriser la ionisation des _gaz a

conduit, ^elle aussi, ^{à trouver} quelques ^{faits nouveaux.}

Ceux que j’ai décrits tendent évidemment a confirmcr

l’hypothèse que j’ai adoptéc.

Elle ^nie sembla nécessaire pour expliquer collllllent un champ magnétique puisse déterniiner la décharge lorsque la différence de potentiel employéc ^ne produit

aucun passage d’électricité démontrahle ^avant l’exis-

tence du champ. ^{Comme les} expériences ^{décrites ne} s’opposent pas à l’hypothèse, ^{il me semble} qu’on

doive la maintenir.

Toutefois, ^{à elle} seule, ^{elle ne} suffit pas, ^au moins

en ce moment, à expliquer ^tous les détails. Et comlne on ne peut pas nier les déformations des trajectoires

des électrons ducs au champ, qui ^{sont la base de la}

théorie ordinaire, l’hypothèse ^{de la} magnéto-ionisation

ne doit pas ^se substituer, ^mais s’ajouter ^à l’explica-

tion admise jusqu’ici ^de l’action du champ ^{sur les} décharges. ^La magnéto-ionisation ^fait comprendre quand ^{et commcnt un mouvement} d’électrons peut s’établir ; ^{mais il f audra} prendre ^en considération les mouvcmcnts que prennent ^{ces électrons sous l’action} du champ pour prévoir ^ce qui ^arrivera après, ^et pré-

cisément pour savoir si ^cette mise en mouveineiit d’électrons est destinée à avorter, ^ou à s’inteusiner

jusqu’à produire ^la décharge permanente.

La question ^d’une magnéto-ionisation probable,

outre l’importance qu’elle ^a pour l’explication ^des

phénomènes ^de décharge ^{dans le} champ magnétique,

en présente ^{une bien} plus grande ^au point ^{de vue} philosophique. ^{En effet, la} constatation de certains

phénomènes explicables seulement par ^une action du

magnétisme ^sur des électrons se mouvant en orbites

fermées daus ies atomes, constituerait ^{une confirlna-} tion expérimentale relnarquahle ^{des idées, que les} physiciens ^{se sont formés sur les} structures ato-

miques.

[Manuscrit reçu le l’r mai 1911]

Sur la présence ^de l’hélium dans les autunites

et sur Ja période ^{de la vie de l’ionium}

Par A. PIUTTI

[Laboratoire de Chimie de l’Université de Naples].

Dans ma note sur « l’hélium dans les minéraux récents » 1 je disais que l’on peut reconnaître facile-

ment l’hélium avec l’appareil que j’ai ^{décrit ail-}

leurs 2 dans 3 _grammes de carnotite et de torbernite, tandis que dans la ^même quantité d’autunite de

Saint-Symphorib ⁿ (Saône- et-Loire, ^Les Riaux) ^{et de}

Saxe (Erzgebirge) ^{cela ne} m’avait pas été possible,

contraircmcnt aux recherches de E. P. Adam ^{3 et} de F. Bordas 4.

Sur ce résultat négatif ^{et sur} l’absence du plomb

constaté par Markwald ^et Keetmann3, Soddy6 ^con-

clut _que l’autunite est de formation si récente que le radium ne s’est pas ^encore mis en équilibre, ^de

sorte que si ^l’on suppose que l’uranium a l’origine

n’ait pas ^contenu des produits ^de désagrégation ^et

que ^ceux formés plus ^{tard soient restés en entier}

inclus dans le minéral, ^en déterminant ^{dans le}

même échantillon le rapport

^{et la} quantité ^de

l’hélium et de plomb ^on aurait pu établir ^{avec une} formulc proposée ^{par ce savant, non} seulenient l’âge

de l’autunite, mais, ^ce qui ^intéresse davantage ^{en ce}

moment, la période ^{de vie} moyenne de l’ioniuin, qui

comme celle de l’actinium est encore inconnue.

Avec nne méthode très sensible, ^{semblable à celte} employée pour déceler l’hélium produit par l’ura- nium et par le thorium, ^{basée sur} l’absorption ^dcs gaz qui n’appartiennent pas à la série de l’argon, ^par

les vapcurs de calcium 7, ^M. Soddy ^a pu réussir ^à reconnaître et à déterminer la quantité ^{de ce} gaz

dégagée ^de quelques échantillons d’antunite du Por-

tugal. Et contrairement à l’expérience ^{de DI. Piutti,}

/1. Le Radium, ⁷ (1910) ^178.

2. Gazz, chim. ital., 40 (1910) ^{447, Le} Raclium, ⁷ (1910)

142.

3. Centralblatt, 76 (1905) ^1490.

4. C. R., ¹⁴⁶ (’1 90G) ^1490.

5. Berichte 41 (1008) ^49.

6. Le Radiuni, 7 (1910) ^295.

7. Proc. Boy. Soc., 78 (1907) ^429.

il dit ¹ que dans ^un de ces échantillons, ^{il trouva}

une quantité ^d’hélium qui ^{s’élevait li 5.5 mm3}

par gramme, ^{et en} conséquence, ^en appliquant ^sa

méthode, ^{on déduit} que l’âge du minéral serait de 77000 ans et la période de la vie moyenne de l’ionilim de 132000 ans.

L’échantillon examiné par ^ce savant, qu’il ^{avait reçu}

directement des propriétaires ^{de la mine et} qui ^faisait partie ^{d’une masse} considérable de minéral, ^{était en} poudre ^{et contenait} seulement 40 pour 100 d’autu- nite et le reste était une matière insoluble dans l’acide

chlorhydrique.

Dans un autre échantillon qui ^{donnait à} l’analyse

46 pour 100 d’une ^matière insoluble avec un aspect

plus ^{vieux et} plus verdatre, ^{il trouva} que le rapport

au radium était de 44 pour 100 ^et la quantité

d’hélium de 0,0:3,5 ^111m3 par gramme d’uranium, c’est-à-dire une quantité qui pour ^se former aurait

exigé seulement 600 à 700 ans.

Enfin il ne pût ^même pas déceler ^{une trace} d’hé- liutn sur « un seul morceau de cristal presque pur,

pesant 2,5 gr. ^et d’un aspect ^{si frais et si nouveau}

qu’il ^semblait provenir directement de son eau more dans lequel ^le rapport ^au radium était de 70 pour 100.

En présence ^{de ces résultats et convaincu} que ^le résultat négatif que j’avais ^{eu avec} les autunites était exact, parce qu’à ^{la suite de ceux obtenus avec la car-}

notitc et la torbernite j’avais plusieurs ^fois répété ^la

recherche de l’hélium dans les échantillons qui parais-

saient n’en avoir pas, je priai le célèbre physicien

de l’Université de Clascovv de m’envoyer ^{les mêmes}

autunites qu’il ^{avait examinées} pour m’assurer si la méthode employée par moi ot1’rait une sensibilité suffisante.

Ce savant, ^{avec une} grande courtoisie, pour laquelle je le remercie vivement, m’envoya l’échantillon pul-

vérisé qui contenait 40 _pour 100 d’autunite et qu’il

avait employé pour déleriiiiner la vie moyenne de

1. Le Radium, 7 (1910) ^299.