Cohésion diélectrique des gaz et température

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Submitted on 1 Jan 1904

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Cohésion diélectrique des gaz et température

E. Bouty

To cite this version:

E. Bouty. Cohésion diélectrique des gaz et température. J. Phys. Theor. Appl., 1904, 3 (1), pp.12-28.

�10.1051/jphystap:01904003001201�. �jpa-00240855�

Des cailloux ramassés vers quatre ^{heures de} l’après-midi, ^dans

une cour où ils avaient _reçu les radiations solaires, émettraient

spontanément des rayons n : ^il suffisait de les approcher ^d’une petite ^masse de sulfure phosphorescent pour ^en augmenter ^l’éclat.

Des fragments ^de pierre calcaire, ^de brique, ramasses dans la même _cour, produisaient ^{des actions} analogues. L’activité de tous ces corps persistait encore au bout de quatre jours, ^{sans affaiblis-}

sement bien sensible. Il est toutefois nécessaire, ponr que ^ces actions se manifestent, que la surface ^{de ces} corps soit bien sèclle ;

nous savons, ^en effet, que la plus mince couche d’eau suffit pour

,

arrêter les rayons ^n. La terre végétale ^{fut trouvée iuactive, sans}

doute à cause de son lmmidité ; des cailloux pris ^à quelques ^centi-

mètres an-dessous de la surface du sol étaient inactifs, ^même après

avoir été séchés.

Les phénomènes d’elnnlagasinement des rayons n qui ^font l’objet

de la présente Note doivent tout naturellement êtrc rapprochés

de ceux de la phosphorescence; ^ils présentent ^{toutefois un caractère} spécial, ^sur lequel je reviendrai.

(A ^sitirre.)

COHÉSION DIÉLECTRIQUE DES GAZ ET TEMPÉRATURE ;

Par M E. BOUTY(1).

1. Pour étudier la variation de la cohésion diélectrique des gaz

avec la température, j’ai ^{tenu à} m’écarter le moins possible ^{des con-}

ditions où avaient été réalisées mes mesures antérieures. J’ai donc conservé les mêmes dispositions essentielles et observé les mêmes

précautions minutieuses (2). Les seules modifications, imposées par

l’emploi ^{des hautes} températures, ^sont les suivantes :

Les supports ^{en verre} paraffiné ^et les cales d’ébonite séparant ^les plateaux ^{ont été} remplacés par des supports ^en porcelaine ^{ou en}

(1) Communication faite à la Société française ^de physique : Séance du 4 dé- cembre 1903. Ce mémoire développe ^et remplace les notes suivantes aux C. Il.

cle l’Académ.ie des Sciences: Cohésion diélectrique des gaz ^et te111pél’alure,

t. CXXXVI, p. 1616. Cohésion diélectrique des gaz il basse température,

t. CXXXVII, p. 741 ; ^1903.

(2) ^{Voir J. de} Phys., ⁴⁸ série, ^t. I, p. 403; ^1903.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01904003001201

terre de pipe. ^{Des vases} poreux de piles neufs, ^{rodés à la meule et}

ajustés ^{à la} longneur convenable, ^sont d’un excellent usage.

La charge ^{et la} décharge ^du condensateur s’opèrent ^comme

dans les expériences antérieures, ^{à cette} différence près que l’étin- celle de charge ^{ou de} décharge ^se produit ^{ici en dehors de} l’enceinte,

entre des tiges ^{en relation} métallique ^{avec les} plateaux ^{du conden-}

sateur et des godets ^{à mercure reliés aux} pôles ^{de la} pile ^de charge.

J’ai fait usage ^de dispositifs permettant ^de porter ^le système ^entier

du ballon à gaz, du grand condensateur à plateaux (32 centimètres

de diamètre) ^{et de ses} supports ^{à une série de} températures graduées

à volonté de - ’ 00° à + ^2600.

2. Les hautes températures ^sont produites par ^{un courant} élec-

trique d’intensité variable circulant dans une résistance métallique placée ^dans l’enceinte, tout autour du système. ^{Le courant, fourni}

par le secteur, ^est gradué ^{à l’aide} d’une résistance auxiliaire exté- rieure.

L’enceinte est protégée ^contre le refroidissement par plusieurs enveloppes ^en toile d’amiante.

La température, ^{dans la} région centrale, ^au voisinage ^immédiat

du ballon, ^{est donnée} par ^un thermomètre à mercure, dont le zéro est

vérifié de temps ^en temps. 0

La paroi ^{du ballon ne} pouvant ^être paraffinée, ^{il est} indispensable,

avant chaque mesure, de porter ^{l’étuve à au} moins 200° et de l’y

maintenir pendant ^dix minutes ; ^on produit ^{ensuite la} température désirée, et, quand ^le thermomètre est bien fixe, ^on procède ^{à la me-}

sure du champ critique.

On observe les lueurs d’effluve à travers une feuille de mica.

3. Pour produire ^{les basses} températures, j’ai ^{eu d’abord recours}

à une circulation d’acétone refroidi dans un mélange ^{d’acide carbo-} nique ^{solide et} d’acétone. L’acétone traversait un serpentin ^{de cuivre}

extérieur entouré du mélange réfrigérant, puis ^un serpentin ^de plomb long ^{et étroit, de 40} centimètres de diamètre, logé ^dans l’enceinte où il remplaçait ^la spirale électrique. On faisait varier la température

en modifiant la charge ^sous laquelle passait ^{le courant d’acétone.}

Mais, ^{étant donné le} grand ^{volume de} l’enceinte (environ ^{,J 00} lit.),

il devient difficile d’entretenir le réfrigérant, ^en produisant, ^dans

le temps voulu, ^la quantité nécessaire d’acide carbonique, ^solide.

Je n’ai pas, ainsi, dépassé - ^30°.

4. J’ai trouvé qu’il ^{est à la fois} beaucoup plus rapide ^et plus ^éco-

nomique ^{d’avoir reoours. à l’air} liquide, qu’on ^trouve aujourd’hui

dans le commerce à des conditions peu onéreuses. Grâce à robli- geance ^{de M.} Claude, j’ai pu disposer ^de quantités considérables d’air liquide ^et étudier le procédé ^le plus avantageux ^de réfrigé-

ration.

Le serpentin ^{intérieur à l’étuve est} formé d’un tube de 2 centi- mètres de diamètre, percé ^{de trous à la} partie supérieure ^des spires.

Il pèse plus ^{de 10} kilogrammes. ^L’air liquide, ^fourni par l’usine dans des ballons de 5 litres de capacité, ^{est chassé,} par le jeu ^d’une poire ^en caoutchouc, ^à l’intérieur du serpentin, ^{où il} repasse ^à l’état gazeux, ^se répand dans l’enceinte et s’en échappe par des fissures.

Les enveloppes protectrices ^en toile d’amiante sont renforcées de

plusieurs doubles de flanelle épaisse, de manière à réduire le plus possible ^les pertes ^{dues à} la conductibilité et au rayonnement.

Les températures ^{sont lues sur un} thermomètre à toluène gradué jusqu’à - 75°, ^mais permettant ^{encore de} repérer ^des températures jusqu’au voisinage ^{de - 1001.}

Quand on commence à envoyer de l’air liquide ^{dans le} serpentin,

la température du thermomètre baisse d’abord très lentement, puis

d’une manière rapide. ^{Si l’on cesse} de fournir du liquide, ^{la tempé-}

rature baisse encor.e pendant quelques ^minutes, puis ^{se fixe à un}

minimum dont elle s’écarte peu pendant ^un temps largement ^suffisant

pour ^{la mesure} du champ critique.

Après chaque ^{mesure, il est} indispensable ^d’ouvrir l’enceinte et de

paraffiner ^{le ballon à + 1500} (1).

5. Après ^{avoir mesuré la} pression du gaz dans l’appareil, ^{à la} température ambiante, ^{on ferme le} robinet du ballon, ^de façon ^à opérer ^{désormais à volume constant,} sur une masse de gaz ^inva- riable. On produit ensuite dans l’enceinte la série des températures auxquelles ^on désire observer.

Voici quelques ^{séries de mesures} opérées ^sur divers gaz ^à hante et à basse température désigne ^la température centigrade, ^{C le} champ critique ^en volts par centimètre, ^e la différence par rapport ^à

la moyenne.

La distance des plateaux du condensateur était de 6cm,5. ^{On a} (1) La feuille de mica à travers laquelle ^on observe les lueurs se couvre exté- rieurement d’une couche de givre difficile à enlever, mais dont la présence ^ne

m’a jamais gêné. ^Je n’ai, ^en effet, ^exécuté d’expériences de refroidissement qu’à

des pressions relativem ent élevées, ^{et la} première ^{effluve est} alors très brillante.

employé trois ballons plats ^{de même} épaisseur moyenne (5em,4 ^à

5cm,6), ^{l’un de verre, les deux autres} de cristal.

16

(1) Températures ^seulement repérées.

(2) Ce nombre est la moyenne de deux ^mesures effectuées à des températures

voisines.

XIII.

Mème ballon. Pression à 17°: 5cm, 537.

XIV.

Méine ballon. Pression à 17° : 6cm,880.

MÉLANGE D’OXYGÈNE ^ET D’HYDROGÈNE, 43,6 0, 0 D’HYDROGÈNE.

XV. - Ballon de cristal n° 2. Pression ri1 jO : 7cm,649.

6. L’ensemble de ces observations, ^et particulièrement ^{les mesures}

relatives à l’air et à l’hydrogène, établissent, ^sans contestation pos-

sible, que ^le champ critique ^{relatif à} une masse de gaz invariable,

observée à volume constant et sous une pression iniliale de quelques

centimètres de mercure, est indépendant ^{de la} température, ^{à moins}

de un centième de ^sa valeur près, ^entre

^{10f)0 et} + 200°, ^c’est- à-dire dans des limites où la pression ^{de cette masse} gazeuse varie dans un rapport égal ^{à 2,7. Cette} indépendance ayant lieu pour ^toutes les pressions auxquelles j’ai opéré, ^{on en} conclut, d’apr(Js ^la défini-

tison que j’ai donnp’e de la cohésions diélectrique, qu’it ^{1)olume constant}

cet éléJnent est indépendant ^{de la} température (1).

7. Dans les limites de pression ^où j’ai opéré, ^{cette conclusion}

est applicable ^{à l’acide} carbonique, ^{tout au moins} jusqu’à

^{70°. Il}

convient de remarquer qu’à ^la pression de 4 centimètres et demi l’acide carbonique peut, ^{même à}

70", ^{être considéré comme un} (1) Il résulte de cette loi qu’on n’a pas ^{Si se} préuccuper, pour les mesures, de connaître les températures ^{avec une bien} grande précision.

Cependant ^les températures indiquées ^doivent être considérées comme exactes,

tout au moins à un couple ^de degrés près, jusqu’aux plus hautes et aux plus

basses températures employées,.

gaz parfait. ^{On sait, en effet,} que les thermomètres ^a air, à hydro- gène ^{et à acide} carbonique ^{marchent très} sensiblement d’accord

jusqu’à ^ce que chacun des trois gaz ait atteint ^sa température ^de liquéfaction, ^{sous la} pression ^à laquelle ^on l’emploie.

8. D’après les tableaux ci-dessus, la coliésiun diélectrique ^{à volume}

constant se montre indépendante ^{de la} température, ^{non seulement}

pour ^un gaz pur, mais aussi pour des mélanges gazeux tels que

air, mélange ^d’acide carbonique ^et d’hydrogène, mélange d’oxygène

et d’hydrogène.

A propos de ^ce dernier mélange, ^{il convient} d’insister sur ce fait que l’effluve ^n’en provoque pas l’explosion, ^{même vers 190°. Elle}

ne produit pas ^non plus de vapeur d’eau ^en quantité appréciable, ^car, après le passage d’une ^ou de plusieurs effluves, ^la pression n’éprouve

aucune diminution mesurable, ^même quand ^on laisse ensuite la com-

munication établie, pendant ^{des heures, entre le ballon et une} éprou-

vette desséchante à anhydride phosphorique.

9. Il ne serait sans doute pas bien difficile d’étendre la loi de l’inva- riabilité de la cohésion diélectrique ^{à volume constant à des} tempéra-

tures notablement plus basses que celles que j’ai employées. ^{Si l’on se} proposait seulement d’obtenir des mesures relatives, ^on pourrait

diminuer beaucoup les dimensions du condensateur et du ballon, par

conséquent aussi celles de l’enceinte ; introduire l’air liquide ^dans

une enveloppe ^{fermée, entourant le} condensateur, ^{et dans} laquelle

on ferait au besoin le vide. Il me paraît certain que la loi ^se main- tiendrait ^sans modification, jusqu’au voisinage ^{de la} température

pour laquelle l’espace occupé par le gaz deviendrait ^saturé.

10. Si je ^{n’ai rencontré et} si je ^ne prévois ^aucune difficulté sérieuse dans le cas des basses températures, j’ai ^{au contraire été} promptement arrêté dans le sens des températures ascendantes, par la conductibi- lité qu’acquiert, ^{dès une} température ^{assez médiocre, la} paroi ^diélec- trique du ballon. L’importance ^{de la loi à établir sera l’excuse des} développements ^{un peu} longs que ^cette complication expérimentale

va entraîner.

Je faisais, ^{dans le} principe, usage d’un ballon de ^verre, auquel

se rapportent quelques-unes des séries de mesures relatées ci-

dessus (’ ), ^en particulier ^{toutes les mesures à basse} température.

(1) C’est le ballon auquel ^se rapportent ^les nombres définitifs de ^mon mémoire,

antérieur (air, hydrogène ^etacide carbonique), ^{J. cle} Phys., ^4° série, t. II, p. ^413-416.

Aux tableaux de nombres déjà indiqués, je joindrai ^{encore les séries} suivantes, ^{relatives à l’air et au ballon de verre :}

AIR.

XVI. - Ballon de verre. Pression rapportée ^{à 17°:} 4cn,047.

Ainsi, jusqu’à 84°,5, ^le champ critique paraît remarquablement

constant : sa valeur moyenne ^est 1986. Tout à coup, ^à 104°,5, ^sa

valeur paraît ^{s’être accrue dans un} rapport r égal ^{à 1,124.}

La même allure se retrouvant dans tous les tableaux que j’aurais

à citer, je ^me bornerai désormais à indiquer, ^en chiffres gras, la valeur moyenne du champ critique, dans les limites de température ^{où il}

demeure constant, ^en regard des valeurs variables que ^le champ paraît ^{avoir dès} qu’une ^certaine température ^est dépassée.

AIR.

XVII.

Ballon de verre. Pression rapportée ^{à f7°:} 3cm,338.

On voit qu’au-delà d’un certain point l’excès du champ critique

apparent ^{sur le} champ critique ^{moyen, ou le} rapport ^r, croît, ^avec

la température, ^{suivant une loi} extrêmement rapide. ^{En réunissant}

les observations qui précèdent, ^{on trouve} que, jusqu’à 90°, ^le champ critique est constant :

log r = o;

au dessus de 90°, ^le rapport ^r peut ^être représenté par la formule

empirique :

log r ⁼ 0,0040 (t

90°),

a l’aide de laquelle ^{ont été} dé ter min 8 sIC’ ^:; nombres de l’avant- dernière colonne des tahleaux précédents.

Le rapport ^{r croît} donc suivant ^une loi exponentielle, ^il partir

d’une valeur critique ^{de la} température qui, pour ^ce ballon de verre, est de 90’.

t 1. Zon salit, ^notamment par les expériences ^de M. Fousserraii (1),

que ^la conductibilité des diélectriques solides, ^{et en} particulier ^crile

du verre, croît avec la température ^{suivant une loi} exponentielle.

Rappelons que le champ agissant ^sur le gaz ^en cxpcrience ^{à l’inté-}

rieur du ballon est produit ^à la faveur d’une étincelle qui jaillit ^entre

des godets ^{à mercure et des} tiges métalliques mobiles. Entre l’instant où l’étincelle commence à jaillir ^{et celui} où, ^les tiges aftleurant le

mercure des godets, ^le chan1p ^{atteint sa valeur} maximum, il s’écoule

un temps ^{fini. Pendant cet} intervalle, ^le verre, devenu conducteur,

livre passade ^{à une} certaine quantité d’électricité, appelée, par ^in-

fluence, ^{il circuler à travers sa masse.}

Les parois ^{du ballon,} ainsi électrisées en sens contraire du plateau

de condensateur le plus voisin, agissent pour d111111111e1’ le champ

à l’intérieur du ballon. Ponr que le champ efficace finale conserve une

valeur fixé, ^il faut donc que le champ extérieur, ^seul mesuré, croisse dans un certain rapport ^r, conformément à ce que l’expérience ^a

établi. Tant que l’excès de ^{r sur} l’nnité ne sera pas trop grand,

cet excès demeurera sensiblement proportionnel ^à la coii1iuiil>ilil*

du _verre, et, puisqu’elle ^{croît avec la} température ^{suivant une loi}

extrêmement rapide, ^{il en sera de même} de l’excès ^r

1, ^ou

de r.. 1

12. Si notre interprétation ^{est exacte, la} quantité d’électricité qui

circule dans la paroi ^{de verre} pendant que le champ ^{s’établit devra}

être d’autant plus considérable _{que la} période variable de ce cliamp

sera elle-même plus longue. ^{Si donc on introduit t dans le circuit}

de charge ^une résistance telle que ^la valeur maximum du champ ^ne

soit atteinte qu’un temps appréciable après que les tiges métalliques

ont aftieuré les godets à mercure, le rapport ^{r devra} augmenter ^sen- siblement.

Dans les mesures précédentes (tableaux ^{XVI et} X’ÍII), le circuit

des accumulateurs comprenait ^deux résistances liquides, constituées

(1) ^G. FOCSSEfiEAU, R¿sÍstaHce éleclJ>iqlle ^du uer’3°e aux basses le:npéJ’olures (J. ^de

l’h,ys., ^{9 ’} série, ^t. lI, p. 254; 1883).

par ^des tubes capillaires remplis r eau de source et contenant des électrodes de platine.

Ces résistances diminuent lentement avec le temps; ^{mais même} fraîchement construites, ^{elles ne soot,} pas suffisamment grandes pour

empêcher ^un volln1(Blrc électrostatique ^{de M.} Carpentier, ^intercalé

dans le circuit, d’atteindre immédiatement sa position d’équilibre

définitive. En supprinlant l’une ^{de ces} résistances, je ^n’ai pas observé

de variation bien sensible du rapport ^r. Mais, ^en substituant dans l’une d’elles de l’eau distillée à l’eau de rivière, après lavage ^{du tube} plusieurs ^fois répété ^{à l’eau} distillée, ^le rapport ^{r a} beaucoup ayez menté.

Allt.

xx.iii. 2013 Ballon de t’CITe. I>/’c8."ion Ú 1-o : ?,216..

,

Champ moyen à ^la température ^ordinaire 1190,

-

t ^- 191°,5.

Résistance en eau (lue rivière

Champ : ^{2060 l’ == 1,731 1}

-

en eau distillée... 2193 z ‘?,095 13. L’introduction d’un condensateur de très grande capacité, placé

en dehors de l’étuve, ^en dérivation sur le condensateur chauffé, ^doit produire ^{un effet} analogue ^à celui d’un accroissement de résistance du circuit de charge.

Je me suis procuré ^un condensateur à lame d’air d’une capacité ^un

peu supérieure ^{à 3} millièmes de microfarad, ^formé d’une série de lames de verre de large ^{surface, étamées sur} leurs faces en regard

e t distantes de lcffi,5...

On a constaté un effet appréciable de l’introduction de ce conden- sateur. La pression du gaz ramenée à 1 î° était la même que dans

l’expérience précédente.

XIX. - t - 145°.

C r

.

Sans condensateur... 1544 1,298

Avec condensateur... 1651 1,302

14. Mais on peut ^{donner une} preuve, meilleure ^encore, de l’exac- titude de notre interprétation. ^On sait (1) que le cristal conduit

beaucoup ^{moins bien} qui le ^verre. 11I. Chabaud m’a fourni deux

(1) Notaiiiment par les expériences ^{de M.} Foussereau, ^{loc. cil,}

ballons plats, ^aussi semblables _que possible ^{à mon bail} >n de _verre, formés de cristal de deux provenances. Je les ^ai dés!"nés précé- demment sous les n°g 1 et 2 (1). ^Le cristal du ballon 2 est très dur et difficilement fusible. Il m’avait été signalé par M. Cbabaud pour

ses qualités exceptionnelles d’isolement.

Si le défaut de constance du champ critique ^{à haute} température

est bien dû à la conductibilité de la matière du ballon, l’influence de celle-ci doit commencer à se manifester pour ^une température ^d’au-

tant plus haute que l’enveloppe ^est moins conductrice.

Voici le résultat d’expériences ^à température ^{élevée, réalisées}

avec le ballon de cristal 1 :

AIR.

XX. - Ballon de cristal itl 1. Pression réduite à 1";0: 2cm, 228.

Les valeurs de ^r à haute température ^sont représentées par la formule :

logr== 0,0033 (t - 133),

de même forme que celle qui ^{convient au ballon de verre ; mais la} température ^à partir ^de laquelle ^{r commence à croître est 133° au}

lieu de 90°.

Voici maintenant des expériences ^{relatives au ballon} de cristal

n° 2, ^{et à} divers gaz ^ou mélanges gazeux. Le tableau IV, p. 15, ^se

complète de la manière suivante :

AIR.

IV bis.

Ballon de cristal ne 2. Pression ri 1î° ; 4cm,220.

(1) Densité du cristal n° 1, ^{D !} 2, 912 ; ^n° 2, D - 3,030.

(2) moyenne ^{de deux} observations à des températures ^voisines.

IIYDROGÙrqF,.

V II bis.

Ballon de cristal n° 2. Pression gaz 7 : 7em, t03.

Le tableau suivant est relatif à l’acide carbonique :

, ACIDE CARBONIQUE.

XXI. - Ballon de cristal n° 2. Pression, à 17°: 3°m,g7t.

Enfin le tableau XIII est complété parles ^{nombres suivants:}

Ml:L_BNGE D’ACIDE CARBONIQUE ^ET D’HYDROGÈNE.

XIII bis.

Ballon de cristal n° 2. Pression à 1 î, : 5cUB,537.

L’ensemble de tous les nombres à haute température ^est repré- senté, iY1dépenda>n»ient ^{de la nature} du yaz ^contenu dans l’appareil,

par la formule

au moyen de laquelle ^a été calculée l’avant-dernière colonne.

Rapprochons les trois formules empiriques:

on voit que, conformément ^aux prévisions, ^les températures pour

lesquelles on commence à constater un écart sensible entre le

champ critique apparent ^{et le} champ critique ^{à basse} température

sont, en ^{allant de} l’enveloppe ^la plus conductrice Ù la plus 1,>lii ii l >, 90°, ^{133- et} 189°. Ce résultat est indépendant ^{de la nature du gaz}

sur lequel ^on opère.

On doit noter la petitesse relative du coefficient numérique

0,0013, qui détermine les valeurs de log ^1’" pour le ballon de cristal

n° 2. Les variations du champ critique apparent ^{non seulement ne}

commencent à se produire qu’à ^une température beaucoup plus ^haute

que pour les deux ^autres ballons, mais, pour ⁿⁿ mème (’’(’art ii partir

de la température critique, l’accroissement de ce champ apparent

est encore beaucoup ^moins rapide.

15. Nous _pouvons maintenant conclure d’une manière certaine que seule la condzctiôilit/ de l’enveloppe S’u¡)pose ^{à ce} q Ife ^le citron) critique apparent mesuré (i h(iiile ten/pc’r({ture ^se con(’onde ^{a1)ec le} chaînp critique ^{ci la} température ^ordinaire.

On pourrait pallier l’eflet de la conductibilité de l’pJ1veJoppe ^e11 supprimant complètement les résistances liquides (destiner ^a proté- ger l’opérateur ^{contre le} danger ^des courts-circuits) ^{et en} employant,

pour charger ^le condensateur, ^un dispositif mécanique ^à grande

vitesse (1), ^{de façon à} abréger beaucoup la durée de charge. ^Le

résultat ne paraît pas douteux. La loi de rinvariabiHh’ ^du champ critique ^et, par conséquent, ^{de la cohésion} diélectrique ^{il volume}

constant, ^{avec la} température ^{serait étendue à des} températures plus hautes. Elle n’est sans doute limitée que par la cOl1l1t1’lil)ilité que le gaz lui-même _{finit par} acqnérir au-dessus de la tenlpérature

du rouge.

16. La loi de l’invariabilité de la cohésion diélectrique ^{a volume}

constant, vérifiée _par les expériences qui précèdent ^entre

^{1000 et} + ^{200° et rendue très} probable ^dans des limites beaucoup plns ^éten-

dues dans les deux sens, ^me parait ^d’une importance physique ^d’au-

tant plus grande que le ^nombre des phénomènes physiques indépen-

dants de la température ^est jusqu’ici plus restreint. Parmi les

propriétés ^des gaz ^{à volume} constant, je ^{ne vois} guère ^à signaler

que le pouvoir réfringent.

On sait que la ^mesure des températures ^{par le} déplacement ^des franges d’interférence a permis de constater l’exactitude de la for- (1) Tel que le pendule interrupteur d’llelmlioltz, ^{ou le} pendule de torsion que

j’ai employé ^autrefois (Ann. de Ch. et de l’hys., ⁶⁸ série, ^t. XXIV, p. 400 ; ^et

t. XXV11., p. 64; 1891-1892).

mule:

et, _par suite, l’invariabilité de l’indice _ii, à densité ou a volume constant, jusqu’il ^des températures ^{très élevées.}

1 ï. Notons ^en passant que, ^{de même} que la ^mesure de l’indice d’un gaz ^à pression ^constante peut ^être employée ^{utilcment à la}

détermination de la tcmpétranre (métliocle ^du déplacement ^des franges d’interférenceB, ^on pourrait ^{aussi mesurer les} températures

par des déterminations de champ critique ^à pression ^constante.

Une telle méthode serait actuellement d’un eniploi pénible, ^mails

non d’une précision dérisoire. Entre 2013 100, et + ^{200° les} telllpéra-

tures seraient de’lernz inées an 1Jt oins à 2 o zc 3° près, ^{et il n’est}

nullement prouvé due ^des déterminations de ce genre ^ne puissent,

dans certains cas particuliers, ^rendre des services précieux.

18. Les déductions ^suit- lesquelles ^est fondée la formule théorique

conduisent à penser que la ^constante diélectrique ^{IL à volume cons-}

tant est indépendante ^{de la} température, ^{au même} titre que l’indice ^n.

Il convient toutefois de remarquer qu’on ^ne possède encore ancune mesure de constante diélectrique ^{des gaz à haute ou à basse} tempé-

rature.

La cohésion diélectrique d’un gaz ^{mesure la} résistance opposée,

dans un champ électrique, ^{à la} rupture ^de l’équilibre diélectrique.

Cette résistance, ^{comme la constante} diélectrique dont elle limite le domaine, ^est iiidépendante ^{de la} température quand le ^{volumc est}

maintenu constant.

19. On considère l’invariabilité de 1"iiidice et de la constante dié-

lectrique comme une preuve que ^les propriétés correspondantes dépendent seulement de la constitution de la molécule, laquelle

conserve son individualité, caractérisée partout ^{un ensemble de} pro-

priétés cliimiques ^et par l’invariabilité de la densité à volume constant, dans mn intervalle de température considérable.

La cohésion diélectrique ^{mesure donc une} propriété ^molécu-

laire liée à l’invariabilité de la structure ou, si on le préfère, ^du dynamisme ^{interne de la molécule.}

20. Nous n’avons jusqu’ici ^fait appel ^{à aucune} théorie. Dans la

théorie des ions, ^on _propose d’expliquer les 1> la

décharge disruptive par l’Ionisation des molécnhs ^{m sons} l’effet des chocs d’ions préexistant. La décharge scprodllirail 1 1 > 1>, j ii h

le champ ^devient capable ^de communiquer ^{aux iuzls} l’obi tifs, ^moins

mobiles que les négatifs, ^une vitesse suffisante pour que ^ces ions

puissent, ^{à leur tour, ioniser} les molécules neutres qu’ils rencontrent.

Dans les expériences ^{à volume} constant, le chemin moyen des molécules et, par conséquent aussi des ions, ^est indépendant ^{de la} température. ^{Si la masse} mécanique ^et électrique ^{de l’ion} positif

demeure invariable, ^{il en sera de même} de la vitesse que ^cet ion acquiert,

dans un champ électrostatique ^{donné, le} long ^d’un trajet égal ^au

chemin _moyen. L’invariabilité de la cohésion diélectrique ^{à volume}

constant avec la température signifierait donc que la vitesse ^ou que la force vive que doit posséder ^{un ion} positif pour ioniser ^une molé- cule neutre est indépendante ^{de la} température. ^La stabilité de la molécule chimique, ^au point ^{de vue} spécial ^de l’ionisation, ^ne dépen-

drait que de la constitution de ^cette molécule et de l’ion positif ^cor- respondant ; elle subsisterait ^sans variation aussi longtemps que la molécule chimique ^elle-même.

21. Tout ce qui précède ^se rapporte exclusivement au cas

de pressions supérieures ^à quelques millimètres de mercure.

On sait qu’à ^basse pression la différence de potentiel critique ^est

la somme de deux termes dont l’un se rapporte ^{à la cohésion diélec-} trique, tandis que l’autre, indépendant ^de l’épaisseur ^{de la masse}

gazeuse libre, dépend essentiellement de la couche gazeuse adhérente à la paroi ^{et devient} largement prépondérant ^{aux très} basses pres-

suions (1). L’élévation de température ^détruit partiellement ^{la couche} adhérente ; elle doit donc modifier la différence de potentiel critique

dans le même sens que l’abaissement de la pression, lequel ^détruit

aussi partiellement la couche adhérente ; ^{en d’autres} termes, ^l’élé- vation de température doit, ^{comme un} abaissement de la pression, augmenter la difl’érence de potentiel critique ^{et le} champ critique (quotient ^{de cette} différence de potentiel par l’épaisseur). ^{C’est ce}

que l’expérience ^{a vérifié.}

Je ne signalerai que les expériences suivantes, ^{réalisées avec le}

ballon de cristal n° 2.

(1) ^{Voir J. de} Phys., ^4e série, ^t. II, p. 401; ^1903.

Les nombres entre parenthèses indiquent la valeur du rapport ^r pour la ^méme température ^et pour les hautes pressions. ^{Dans les}

limites des expériences, ^{ce dernier} rapport ^ne différerait pas de l’unité de quantités appréciables, tandis que le rapport ^{r observé est} compris ^entre 1,2 ^et 1,4.

Je n’ai pas jugé ^à propos de pousser plus ^{loin ces} expériences ^à

basse pression, ^dont l’objet propre ^ne pourrait ^être que de ^{nous ren-}

sei gner ^sur les lois de formation ou de destruction de la couche gazeuse adhérente ^{à la} paroi.

22. J’aurais voulu poursuivre ^{ici la} comparaison établie dans ^mon

précédent mémoire, ^{entre la} décharge disruptive ^et l’effluve, pour manifester l’effet propre des électrodes. Malheureusement ^{on ne}

possède que des renseignements ^très incomplets ^sur la variation du

potentiel explosif ^{avec la} température.

On sait, ^{il est} vrai, depuis longtemps, que l’élévation de tempé-

rature favorise la production ^de l’étincelle, ^et Harris (1) avait admis que la diminution du potentiel ^de décharge provient uniquement ^de

la diminution de densité de l’air, ^ce qui ^{revient à dire} qu’à ^densité

(’) D’après le mémoire de 1B1. Baille, cité ci-dessous.

constante, le potentiel explosif ^serait indépendant ^{de la} température.

C’est la loi méme que j’ai établie pour l’efiluvc. Mais M. Baille (1), opérant ^{avec de l’air sous la} pression atmosphérique, ^{avec des}

distances explosives ^{de 0mm,5 à} 2mm,5 ^{et à des} températures ^de 20°,

500 et 750, ^{a cru} pouvoir at1irmer’ que l’hypothèse de llarris était insuflisante. La variation du potentiel explosif ^{avec la} température

serait à peu près ^en raison inverse du carré du binôme de dilata- tion 1 + 2t, ^{et non} simplement ^{de la} première puissance ^{de ce}

binôme.

M. I3aille déclare d’ailleurs que le dispositif employé par ^{lui se}

prêtait peu ^à la production ^{et au} maintien de températures ^cons-

tantes, pendant ^un temps ^assez long ^{et dans toute la masse} de gaz enfermée dans l’appareil. ^Il peut ^en résulter des erreurs d’autant

plus grandes que la température ^est plus ^élevée.

Il est donc impossible, ^{sans nouvelles} expériences, ^{de décider}

dans quelle ^mesure le désaccord entre la loi de 1B1. Baille et la mienne doit être attribuée à l’influence des électrodes ou à la cause

d’erreur signalée par 1B1. Baille lui-même.

16 novembre 1903.

SUR LA SÉPARATION DES RAIES SPECTRALES TRÈS VOISINES A PROPOS D’UN TRAVAIL RÉCENT DE MM. LUMMER ET GEHRKE;

Par MM. A. PEROT et CH. FABRY.

L’étude de la constitution des raies spectrales ^est importante ^au point ^{de vue de la} spectroscopie pure, capitale ^{à celui des} appli-

cations métroloniques des vibrations lumineuses. Il est évident qu’à

ce dernier point ^{de vue l’étude} attentive de la constitution des radia- tions doit précéder ^leur emploi ^{comme étalon} métrologique. ^C’est

du reste ce qu’avait admirablement compris ^M. Michelson, qui, ^pour

fixer la radiation choisie comme étalon métrologique, ^{s’est livré à}

une étude, ^aussi approl’ondie que le lui permettaient ^les moyens à sa disposition, ^{des diverses sources dont} l’emploi ^était possible.

Actuellement, ^à la suite d’une dizaine d’années de travaux, plu-

sieurs moyens ^se présentent ^{pour effectuer ces études de} spectro-

(1) ^{B. Baille,} Ann. de Ch. et de Phys., ^5c série, ^t. XXIX, p. 187-189 ; ^1883.