APPAREIL DE WALTER

__ rouge : c’est la décharge, avec la déviation de l'aiguille, on peut avoir successivement la numé-

ration des ions positifs et négatifs.

(1) Nous remercions M. WALTER qui nous à prêté gra- -ieusement son appareil.

vos

Les chiffres à gauche indiquent les ions positifs ; les chiffres à droite, les négatifs.

Cet appareil n’est pas un compteur d’ions, mais il donne la résultante à chaque instant entre les ions

négatifs et positifs.

C. — IONISATION NATURELLE

Ces appareils de mesure ont permis d’étudier l’ionisation atmosphérique, et surtout de mettre en relief, les sources de l’ionisation, et les facteurs atmosphé-

riques capables de la faire varier.

Les sources de l'ionisation.

LES MATIÈRES RADIO-ACTIVES. — Une des principales sources d’ionisation, la plus importante à basse altitude, c’est le rayonnement des corps radio-actifs que ces corps se trouvent dans le sol, ou dans l’eau. La désintégration du radium en radon puis en radium 1. $, y, est accompagnée d'émissions de rayonnement 2, 8, y. L'ionisation par les rayons «, 8, qui sont des particules, résulte du choc de ces particules contre les molécules gazeuses, choc qui disloque les molécules et met en liberté un électron.

Ces corps radio-actifs se trouvent dans le sol. La teneur d’un sol en radium, teneur plus forte pour le granit, plus faible pour les calcaires, nous explique

roi

Pionisation maxima dans les régions riches en silice, formé par les schistes cristallins, les granits. L’ionisation y est à prédominance négative.

Les eaux thermales radio-actives renferment du radon dissous, ou entraînent des produits radio-actifs contenus dans les roches. Ce rayonnement ne peut pas traverser une couche de plus de deux mètres. Les eaux radio-actives ne produiront donc des ions qu’au voisinage de leur émergence ; mais au cours de leur trajet souterrain, ces rivières apparaissent à la lumière, creusant des cavernes, des gouffres, des grottes, leur pouvoir ionisant se manifestera encore là, et Pair de la grotte sera fortement ionisé, et les courants d’air peuvent répandre aux alentours cet air chargé d'ions.

Les matières radio-actives du sol ou de l’eau sont une source puissante d’ionisation négative, et dans les endroits où se fait sentir leur action, on a :

ions négatifs ——— > 1 ions positifs

Ces lieux à ionisation maxima, comme l’a montré DAUZÈRES, attirent la foudre, et ce caractère permet même de déceler un gisement radio-actif. On en trouve surtout à Madagascar, à la colonie belge du Katanga, et dans ces régions les chutes de foudre sont très fréquentes. En France, il existe un gisement près d’Autun (lautunite).

Ce rayonnement radio-actif, issu de Pécorce ter-

restre, agissant de bas en haut, exerce une influence

LS DA4RRE

plus ou moins étendue mais à lui s'ajoute un autre -ayonnement de haut en bas, issu du soleil, peut-être

de la lune et des étoiles.

RAYONS SOLAIRES, RAYONS LUNAIRES. — L'influence de ce rayonnement sur l’ionisation a été mise en lumière par l'expérience de Nopo, en 1907. II constata qu’un électromètre à feuilles d'aluminium se déchargeait d’une façon continue mais variable d’un instant à l'autre, suivant qu’il reçût directement la lumière solaire ou qu’il fût masqué par un corps opaque. Ce phénomène se produisait la nuit comme le jour. Des expériences postérieures montrèrent que l’activité de ce rayonnement ultra-pénétrant croissait avec l’altitude. Le soleil émet un rayonnement ultra-pénétrant, source d’ionisation ; cette émission se fait non seulement par sa surface normale, mais encore par les taches soclaires et il semble qu’à certaines périodes, ce serait ce rayonnement qui produirait les plus grandes perturbations électriques (DENIER, HEss). En effet, lorsque les taches approchent du méridien central, on a des variations ioniques importantes et souvent des accidents aigus au cours des maladies chroniques.

Quant à l'hypothèse de NoDoN, attribuant à la lune une part dans l’émission des ultra-radiations, elle n’est pas encore vérifiée ; il semble qu’il faille l’attribuer au soleil, le rayonnement lunaire étant principalement sinon exclusivement un reflet de celui du soleil.

RADIATIONS COSMIQUES. — Des expériences pratiquées dans tous les pays par divers savants parmi

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lesquels on peut citer MAC LENNAN, BEUTON, RUTHER- FORD, COOK, JOCKEL, HESSs, ROLHORSTER, MILLIKAN et ses collaborateurs HARVEY, BOWER, CAMERON, ORTIS, NoRDMAN, aboutirent à la découverte d’un rayonnement ultra-pénétrant (rayon ultra y de MiILLIKAN, rayon à de FAURE). Or, ce rayonnement est aussi puissant le jour que la nuit, plus abondant venant de Zénith quel que soit le point où se trouve le soleil sur l'orbite avec un maximum au moment du passage de la voie lactée au Zénith. Ce rayonnement ne provient donc pas du soleil, mais des étoiles, d’où son nom de rayonnement astral qui lui fut parfois donné, remplacé maintenant par rayonnement cosmique.

Ces radiations cosmiques ont une longueur d’onde

variant de 0, 00076 À., à 0, 00038 À. Elles correspondent exactement à celles émises par l'atome d’hydrogène se transformant en atome d’hélium ou plus généralement lorsqu'un noyau d’un atome léger capture un autre électron. Or, les étoiles jeunes, ou en formation, contiennent principalement de ces atomes légers. Les électrons constituent les radiations corpusculaires émises par les étoiles, et ces électrons ont une très grande vitesse ; au début, elle peut atteindre la vitesse de la lumière. Dans leur trajet, ces électrons rencontrent des molécules, et de leur choc il y a dislocation de la molécule et libération d’autres électrons. Ainsi se trouvent constitués les rayons cosmiques primaires par les électrons issus des étoiles (rayons durs) et des rayons cosmiques secondaires par les électrons issus des molécules heurtées dans

la haute atmosphère ; tout celà a pour effet de libérer des électrons, donc d’augmenter l’ionisation atmosphérique.

L'influence de ce rayonnement sur lionisation varie très peu avec la latitude terrestre. À la surface du sol, ces rayons viennent de Zénith, tandis que dans la stratosphère, ils sont aussi nombreux dans tous les plans. Nous vivons donc constamment sous une pluie de rayons cosmiques, pluie variable, présentant parfois des averses où il se forme parfois des dizaines de millions d’ions en un point donné, entrecoupé de calme plat.

Ces rayons sont arrêtés par la pluie, les nuages, les fumées, les poussières, tout ce que A. CROvA a dénommé « le vase atmosphérique ». Or, dans les états pathologiques chroniques, les accidents aigus sont plus nombreux et plus intenses par beau temps, lorsque l’état atmosphérique permet à ces radiations d'atteindre plus facilement la terre ; guerre, émeutes, révolutions, n’éclatent pas par temps brumeux, mais

d'ordinaire par des journées ensoleillées, avec ciel

clair.

LES PHÉNOMÈNES DE COMBUSTION — LES DÉCHARGES ÉLECTRIQUES. — [Les flammes, les solides incandes-

cents sont une source d’ionisation, de même les décharges électriques. Or ces décharges peuvent se rencontrer dans la nature par temps d’orage. Pour produire une décharge disruptive il faut une différence de potentiel de 30.000 volts par centimètre

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d'air. Or, par temps d’orage, il est fréquent de trouver des différences de potentiel de 10.000 volts entre deux points distants de 1 mètre sur une même verticale. Entre l’extrémité d’un végétal situé à 3 mètres audessus du sol, et un point voisin de l’atmosphère une décharge peut donc avoir lieu, qui produit dans sa tra- Jectoire une grande quantité d’ions des deux sens.

LES CHUTES D'EAU. — Depuis les expériences de LENARD (des gouttes d’eau rejaillissant sur un plateau métallique donnent à l’air une charge négative) on sait

que lPéclaboussement de l’eau, ou plus généralement la division brusque de masses d’eau en fines particules est une cause énergique de production d’ions. STRIF- FLING en à fait une loi plus générale : chaque fois que change la surface de contact entre l’air et l’eau (gaz et liquide) il y a production d’ions. Dans la nature, cette ionisation est produite au bord de la mer par le déferlage des vagues, au niveau des sources jaïllissantes et des chutes d’eau. Au bord de la mer, il y a une augmentation très importante du nombre d’ions légers, tandis que le nombre des gros ions est relativement faible, mais l’ionisation totale est peu intense. Quant au sens de l’ionisation par éclaboussement de l’eau, il est variable suivant qu’il s’agit d’une eau pure, ou d’une eau contenant des sels en dissolution ; une eau pure ou dans laquelle le sel est à une concentration inférieure à 1 % donnera une prédominance d’ions négatifs ; au-dessus d’une concentration de 2°, on aura une prédominance posi-

tive.

Enfin, d’après DEFFONTAINE, les végétations auraient egalement un effet ionisant.

Le soleil, la terre, le ciel, l’eau, le feu, tels sont les grand facteurs de l’ionisation atmosphérique. Mais, à côté d’eux, il existe d’autres éléments, qui sans être une source d’ions, sont capables de faire varier l’ionisation, soit en facilitant, soit en gênant l’action de ces grands facteurs, soit en diminuant l’état ionique déduit

Les facteurs de variations de l'ionisation.

LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE. — La baisse de la pression atmosphérique permet l'issue hors du sol des émanations radio-actives, qui sont sources d’ions.

LA TEMPÉRATURE. — Le jour, les courbes de la température et de l’ionisation sont inverses. Pour MauR- RAIN, au contraire, l’ionisation croit généralement avec la température par effet direct, indépendamment de l'effet indirect provenant des variations de l’état hygrometrique, qu’entrainent les variations de la température.

L’ÉTAT HYGROMÉTRIQUE — Lorsque croît l’état hygrométrique de l'air, les gouttelettes d’eau, les centres neutres deviennent plus nombreux et fixent les ions légers (LINKE ISRAËL ).Il y a donc une diminution de l’ionisation totale, diminution du nombre des pe- ‘its ions, et augmentation du nombre des gros ions.

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Pression, température, état hygrométrique réagissent les uns sur les autres : quand le baromètre monte, on voit l’humidité et la température baisser ; l’air devient plus froid, plus sec, plus ionisé. La nuit, cette action de la température, pression atmosphérique, hygrométricité, atteint son maximum. « A l’approche de l’aurore, dit SCHLIEF, la pression baisse, la température baisse, lhygrométricité de l’air est à son point culminant (rosée de la nuit). C’est l'heure où la conductibilité est très élevée ; c’est l'heure aussi des dé-

cès et souvent des accouchements ».

LES PLUIES. — Les pluies agissent de deux façons sur l’ionisation de l'air. Dans un premier cas, elles diminuent l’ionisation en purgeant l’air de ses radioéléments; en rendant le sol imperméable, elles empêvhent les émanations radioactives; elles diminuent le nombre des petits ions en augmentant celui des gros 10nS.

Mais, dans un deuxième cas, et cela est surtout net par grandes pluies, les gouttelettes d’eau, en s’écrasant sur le sol, sont sources d’ions (effet Striffling). Des physiciens américains, G.-R. Wair et A.-G. Mc NisH. étudiant l’ionisation de l’air en vase clos, pendant les pluies d’orage, ont même pu démontrer qu'il y a une proportionnalité entre la quantité de pluie tombée et le nombre d’ions produits. Il est vrai que, dans ces pluies d’orage, interviennent d’autres facteurs : diminution de la pression, décharges lumi-

neuses entre les nuages. Fa

SSD

LES NUAGES. — Augmentent le champ électrique, sont souvent le siège de décharges disruptives, et, par conséquent. augmentent l’aéro-ionisation.

Les NEIGES. — Les chutes de neige entraînent, en général. dans les courbes d’ionisation, des variations importantes. Chargée d’électricité, en général positive, la neige neutralise les ions négatifs et entraîne mécaniquement au sol des ions positifs et négatifs en proportion à peu près égale; on verra donc, par temps de neige, une augmentation de Flionisation positive

(CONSTANZO et NEGRO).

LES vVENTSs. —— Les vents apportent tantôt des poussicres. tantôt de lhumidité, et, par là, font varier l’icnisation.

Il existe un vent dont l’action a été bien étudiée : c’est le Foehn. C’est un vent soufflant du sud et sudouest qui, après avoir surmonté le massif alpin, redescend sur le versant nord, apportant avec lui la chaleur et la sécheresse. Il souffle en général du Voralberg, au lac de Genève. Maintenant, sous le nom de Foehn, on englobe tous les vents devenant chauds et secs par un mouvement de descente consécutif au survol d’une montagne élevée.

Ce vent apporte de l'air très pur et très sec, très riche en petits ions et très pauvre en centres neutres et gros ions. Voici quelques chiffres observés à Glaris:

gros ions petits ions

— Par vent du sur (Foehn)... 1.220 1.894 — Par vent nord, nord-ouest. 7.250 570

PURETÉ et VISIBILITÉ. — GIBAULT et SCHWEILER ont niontré que l'ionisation varie proportionnellement avec la pureté et la visibilité : poussières, fumées, cte., captent les petits ions pour donner des gros ions.

ALTITUDE. — L’ionisation augmente avec l'altitude et on observe, en général, une prédominance positive très élevée.

LA MER. — Sur les bords de la mer, l’ionisation totale serait, en général, faible; on observerait une diminution des gros ions (Pair étant pur, les centres neutres sont peu nombreux) et une augmentation des petits ions. On a souvent une prédominance négative. Il y aurait des variations avec la marée : en haute mer, maximum du nombre des gros ions, et minimum lorsque la mer est basse; les résultats sont inversés

pour les petits ions.

Les facteurs qui agissent sur l’ionisation sont donc extremement nombreux, et on comprend bien que lionisation varie constamment d’une heure à lautre, d’un lieu à un autre ; deux endroits distants à peine de quelques kilomètres peuvent avoir un état électrique atmosphérique tout à fait opposé. Il est donc superflu de parler d’ionisation régionale, on

devrait parler d’ionisation locale.