DÉCHARGE DANS LES GAZ RARÉFIÉS
Au lieu d'une ballerie disposée en surface, on peut aussi faire usage d'une cascade : c'est cette dernière disposition qui donne les résultats de beaucoup les plus remarquables.
DÉGHAH6E DAHS LES 6AI BARÉFIÉS. — Quand on fait éclater la décharge d'une bobine dans un gaz raréfié, les phénomènes généraux que l'on observe sont les mômes que nous avons signalés dans le cas des machines. L'étincelle s'allonge à mesure que la pression diminue; en môme temps, elle devient plus diffuse, et l'on obtient dans l'œuf électrique les apparences déjà décrites (*).
M. Gordon (^) a institué des expériences à l'aide de deux tubes identiques dont l'un A demeurait ouvert à l'air, tandis qu'on 'pouvait raréfier l'air dans l'autre B à une pression mesurée par un manomètre. Ces tubes contiennent des électrodes a, a\ b^ b' égales entre elles ; a et a' communiquent avec l'un des pôles de la bobine d'induction, b et b' avec l'autre. On écarte progressivement les électrodes en B, jusqu'à ce que la décharge passe indifféremment dans les deux tubes, et l'on obtient ainsi la longueur d'air raréfié qui équivaut à une longueur donnée d'air à la pression ordinaire. Au point de vue du passage do l'étincelle, M. Gordon a trouvé que, entre la pression atmosphérique, d'une part, et une pression de o"»,28 de mercure d'autre part, la longueur de rélîncelle est très sensiblement en raison inverse de la pression ; mais, au delà, la longueur de l'étincelle augmente beaucoup moins rapidement. Ce sont précisément les lois que nous avons indiquées pour la longueur des étincelles correspondant à une différence de potentiel donnée (').
ACnOHS HAGlIÉnaiTES EXERCÉES SUR Ik DÉCHARGE. — La décharge d'induction doit être considérée comme un courant électrique circulant dans l'air. Elle éprouvera les mômes actions électromagnétiques qu'un courant traversant un conducteur de métal.
( » ) Voir Tome IV, i*' fascicule.
(•) Totr Gordon, Traité d* Électricité et de Magnétisme, t. II, p. loi «le la irailiiction de iM. Uaynaud.
(') Voir Tome IV, 1" fascicule.
26i« LES AIMANTS.
Soient {fig. i66) A et H deux pôles d'aimant el O un courant vertical. S*il regarde A, il a sa droite vers P; s'il est
tourné vers B, c'est sa gauche qui est dirigée
Fig. i66. çjj p Q^^ entre ces deux pôles, il est dans la
" même situation que les courants de la roue
i de Barlow, et il doit être chassé vers sa droite
 0 B P^^ ^» ^^^s sa gauche par B, c'est-à-dire dans
le sens de la flèche P.
Davy (*) remarqua le premier que l'arc électrique est sensible à l'action de l'aimant. Cette observation a été fréquemment renouvelée, en particulier par Quel : Tare placé entre les pôles A et B d'un électro-aimant énergique dévie vers P en prenant la forme d'un dard analogue à celui du chalumeau.
M. Perrot (*) a remplacé cet arc par la décharge d'induction, et il a reconnu que le trait de feu n'est point influencé, ce qui tient à son instantanéité, mais que la lueur est chassée dans la direction de P, en s'étalant sous forme d'un éventail rouge.
Dans un vide poussé assez loin, la décharge d'induction change d'aspect : ce n'est plus une étincelle, c'est une gerbe lumineuse qui s'étale. Elle cesse d'être instantanée, le trait disparaît, et tout se transforme en auréole ; alors le tout est soumis à l'action magnétique.
De la Rive (') fait disposer, dans l'œuf électrique {fig» 167), un morceau de fer doux AB entouré à sa base d'une bobine M et isolé à son sommet par un tube de verre DD. Au moyen d'une pile Pl^' on peut l'aimanter, et, par une machine de Buhmkorff, on peut faire passer par F et G, du sommet au milieu de cet électro-aimant, la décharge d'induction, qui prend alors la forme d'une gerbe, et, puisque c'est un courant, elle doit tourner autour de l'aimant : c'est en efl*et ce que
(') Davy, Phiiosophical Transactiona; 1831, 1" l'arlic.
(') Perrot, Annales de Chimie et de Physique y 3' série, t. LXJ, p. 200; 1861. •
(') De la Rive, Archi\>es de Genève, i. Xll; i8^«); Comptes rendus des séances de l* Académie des Sciences, t. XVI, p. 674 ; de la Rive el Sa- RAZIN, Ibid.y t. LXXIV, p. 114 ; Annales de Chimie et de Physique, 3* série, t. XXIX, p. 207.
ACTION MAGNÈTiQUE. a63
l'expérience mon Ire, et le sens de la rotation change avec celui de l'aimantation du fer doux.
Dans un travail plus récent, HM. de la Rive et Sarazin onl analysé de près ce curieux phénomène cl démontré que b vitesse avec laquelle la décharge éleclrique, traversant un
Fig. .67.
gaz raréfié, tourne par l'effet d'une action électromagnétique, varie dans un même paz avec sa pression ; elle augmente dans un rapport plus faible que celui dans lequel décroit la force élastiqui! du gaz. Culte vitesse varie aussi d'un gaz ti un autre, à peu près dans le rappoil inverse des densités. Ces particularités s'expliquent par l'cnlralnement d'une partie de la masse gazeuse dans le mouvement giratoire de la décharge. Celle-ci agit même surtout obstacle mobile qu'elle rencontre, et l'on reconnaît qu'un corps suffisamment léger, par exemple
un tourniquet d'ivoire très mobile autour de Taxe de réleclroaimant, se met à tourner, dès que le courant passe, d'un mouvement accéléré d'abord, puis uniforme quand la résistance du gaz contre-balance exactement Timpulsion reçue. L'expérience est très brillante avec Tliydrogène raréfié audessous de I"'™. Avec un courant induit suffisamment fort et un électro-aimant puissant, la vitesse de rotation du tourniquet peut atteindre de loo à iio tours par minute.
Il est à peine nécessaire d'ajouter que le travail mécanique exécuté par la décharge est emprunté à l'énergie du couraDt et que celui-ci diminue d'intensité. C'est ce que MM. de la Rive et Sarazin n'ont point manqué de constater.
STRATmCAnORS DE LA DÉCHARGE D'INDUCnOR. — En i843, M. Abria (*), opérant avec la décharge d'une bobine d'induction dans un tube où la pression de l'air était de a"", obliot une aigrette partant du pôle positif, qui était une petite sphère, et n'allant pas tout à fait jusqu'au pôle négatif, qui était une pointe : celle-ci était entourée d'un intervalle obscur. Quant à l'aigrette, elle présentait vers le pôle négatif des bandes alternativement obscures et lumineitses. Cette apparence stratifiée de la décharge de la bobine a été étudiée principalement par Gassiot (*), par M. Spottiswoode (*) et par M. Fernet (*). Les recherches très étendues et très intéressantes qu'ils ont publiées à ce sujet n'olïrent malheureusement jus(iu'ici (|u'un caractère purement descriptif et la nature intime des stratifications lumineuses doit être considérée comme inconnue.
Les stratilications s'observent d'une manière particulièrement nette dans des tubes rendes aux deux bouts où se trouvent logées les élortrodes, et étirés en un cylindre plu?
(*) AnniA, Annales de Chimie et de Physique, 3* série, t. VU, p. 44?? i843.
(») Gassiot, Procecdings of thc Jioral Society, l. X, p. 6 cl 393 ; 1809-60.
(') SroTTiswooDE, Procecdings 0/ thc lioyal Society, t. XXIII, p. 455; 1875, et l. XXV, p. 73; 187O.
(♦) Fernkt, Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. XC, p. 680 ; 1880.
DÉCHARGE OrNOlJCTION. 265
étroit et très allongé dans leur portion moyenne : elles paraissent sensiblement équidistantes et presque immobiles ou animées d'un léger tremblement diuis une diroclion normale à leur surface. Elles se produisent nettement dans l'air ou Tacide carbonique pour des pressions inférieures à i"*" de mercure.
Le seul procédé logique pour étudier les stralifications consiste à observer leur image dans un miroir tournant; on annule ainsi Teffet dé la persistance des impressions lumineuses sur la rétine. Ce procédé a été mis en pratique par M. Spottiswoode et par M. Fernet. Voici la disposition des expériences du pbysicien français et les résultats qu'il a fait connaître.
Les stratifications sont produites h l'intérieur d'un gros tube vertical T à chacune des extrémités duquel sont soudés des fils servant à faire passer les décharges d'une bobine de Ruhmkorff. L'intérieur de ce tube est en communication permanente avec une pompe de Geissler, de sorte qu'on peut étudier les transformations du phénomène sans faire varier, d'une expérience à une autre, d'autre condition que la pression. Le tube T est placé derrière un écran dans lequel est pratiquée une fente verticale. En regard de la fenle, on installe un miroir tournant, mû par une petite turbine et dont l'axe de rotation est également vertical. On observe ainsi, par le déplacement de Timage et sans superposition, les apparences successives qu'offrent les points du tube laissés libres par la fente.
Dès que la raréfaction de l'air est suffisante pour laisser, passer le courant induit inverse, on voit dans le miroir deux images distinctes, d'autant plus étalées que la rotation est plus rapide, et présentant des dispositions inverses. Si l'on imagine chacune de ces images découpée en petites bandes verticales de même largeur que la fente, ces bandes représentent les aspects successifs de la fente pendant la durée d'une (lécharpe.
Nous reproduisons ici trois figures publiées par M. Fernet cl correspondant à des pressions diiïérenles. La //>. i68 a été obtenue pour une pression de !>•""' à G"*"', alors que l'observation du tube à la vn<» simple ne donne cju'une lueur difluse cl
l.lîS AIMANTS.
pins OH moins in-éguIiiTC, sans stratificatmns percppliM*
Les deux décharges ilin-cle et invorse produisent d'abor
l|UC
,.j«t consirlérer comme inslaruaii^e. A l'inslanl iiimiédi'' menlsiiivunt otpendaril loul IcresiedcladuréedcladvchsfE lii iomièio n'appurull plus qu'en des points disconlimis, »
HÉCIIARGE D'INDUCTION. aO?
h à (lou prés rêguliûrtînituil sur une même verlicale. Les s montrenl que chacun ito ces puJuls csl animé, jusqu'à
Il où la lumière cesse d'iMic ])ercoiilil>l<', il'un iiioiivp- Ui l'éloigné du pôle» ntJgnlif.
iCg repn^scnlc le plu^'nomènc pour iirie pression de VaJyf&^UVf à '*< ^1"^ simple, apparaissenl çà et lii
dans 1o lube (juelqiicB slratillcalions. Oaus r hacnne îles dm dëchargnii, la dlscoiiliniiité du phénnmène lumiooux senililt se pi'udiiirc itùs lo premier iiistnnl; dans les liisiniiiâ siiivaiiti les points Inniinetix se di^placent ti'iiboid en s'él<it^n»tiic|(i pôle négulif, connue djiiis rnxpi-rieiice |ii'tV,édenle; niaisbi''ti' tôt fi ce mouvemeiic succtïil« itn inoiivemunt de scn» coninir'r et oniiii un troisit^nie dans le sons initial. Cox changement» d'' signe dans 1» direction du- mouvcinenl ne se produisent p.i! en inif'mo temps pour les divers points lumineux, niftls d'autain plus tard ifue ces points sont plus éloignés du p6le positif, Lf phênnmàne a aussi plus de durée dauH 1» ^région ta plus voisine de ce pôle.
Enfin la fiff. 170 se rapporte Jl une pression de o«",flpnviriii]. an mi>nient où les sirallHeations apparaisse»! netiemetil â I' MIC siriple. On observe encore dniis ibaiiue tranche Inmineiisi' des inouvemenls de sens inveree, mais paraissant dirigés d'abord ihi pôle positif BU pôle négatif.
)>i>ur obtenir des slralifîrations, it n'est pas iuifispenssMi' d'employer une bobine d'induciion. (îasslot ('} les ali»(^n)> l'jiide d'une pile à eau de 35mo*', d'une pile de Grove Ji- i'>j ou d'une pile de Uaniell de 300. MM. Warren de la II"'' Millier el Spottiswoode ont repris les mêmes cxpériont.w an:' une pile do 1080"' au chlorure d'argent, el reconnu i|iii'li^ mbes (jui ne donnent pas de straT if! calions avec la pilr scult en priisenlonl di^s <]u'oii ;^nute un condeniialeuv dans l<' i'"' ciiil ; ils ont Mé ainsi conduits h supposer que les straiitlcutl'X'' ne se produisent dans les cas des plies que si le courant ]"'■ ' sente des vnriatiotts d'intensité. Pour s'en convainort'. ils""' 'lispos<;- dans le circuit d'une pile I' le III primaire d'un? It»*" bine d'induelion privée de son iiilorrupleur cl tmlataTà?*^* raréfié. Un deuxième liibe T' est inlercalê dans IP irlrci»*' secondaire de la bobine. Les expépimentateups anfçinis "•** reconnu qu'aux instants précis (ii'i le lubc T montra de« alr-i tilicjttions, et è ces seuls instants, le inbe T' s'illumltie : ily doni; induction du circuit priiiiuire sur le circuit secondai! de la bobine, c' est-il-dire varittt ion d'intensité du courant i^*^ le circuit du lutic T au moment où la lumière se iinjutrc
(ij Gmsiut, tructediiigs of tlic Iloya( Saciely, t. X, I». 3ti.
nfiCU.VRfili n INDUCTION, 1 11 rc»'l<> i\ savoir si lï-ini du t-'iii: iravf
3G9 en T par la
c jonc pas k- principal rùli> dans la production des
lltenccs Bi^nali>L-s par rilluniinatiun T'. Celle hypolhèsc I «uns (lonle la plus vraiiiicniblablc.
jue lu proiluclinn des strioti rt'-vijle une inlormiUence 'tilt, il c&l bien clair t|ue la décliargc à travers un guz
i;o r.ES AIMANTS.
raréflf' no peut (Mre <:omp.iréo .111 passuge d'un courant continu à travers dps K'sislanccs mt-lalliques. On constate, on dtei, comme l'a reconnu en pariieulîer M. Varley {'), que pour i|u'iin iu))e h gai a'illiimine il faut qu'une certaine d'iiïétfMt (le |inicnlîel s'ctahlisse entre les (leu\ pAles, iiprès quoi 1» courant peut âlrc continué par une ililTérence àt potentiel moindre, mais dont la valeur minimum est encore coniîitfrable. MM. Warrcn de la Itue el Uugo Mûtler{*) ont consUU (]ue cello valeur minimum diminue d'abord avec la pression, pour augmenter ensuite (juand la pression cnniinuc de iléiToIIre ,iMsi|u'à ce que le courant produit par une pile àf 1 1000 élémonls ne traverse plus le gaz.
ÉTAT 8BHBITIF 918 DÉCBAS6ES k TRATEBS LES BAI BABÉITËS.- b
décharge à travers les pan ran'-iiôs présente parfois iitie sibilîté remarquable à rajiproclie du doigt ou d'un conducteur métallique en relalion avec le sol. MM. Spolliswuode el Moullon (') ont 6tudii> les conditions de cette sonsibiiili et indiqué les moyens de le produire d'une maniàrc certaine. Par exemple, si l'on illumine un tube à l'aide de la machiai^ de tlollz, la décharge sera sensitive h. In condition d'interposer dans l'un des Mis qui retient le tube h la macliiiie une ])ciite étiaeelle éclatent dans l'air : la décharge présente alors une discontinuité toile que la quanlilé d'électricité est très petite dans chaque décharge individuelle et que la durée de chaque passage du courant est très faible par rapport k celle des înlermitiences. Tous les autres prwcéJés, lionuasl des dédiarges sensilivcs, réalisent les mdmes conditions générales.
L'elïel produit par un conducteur résulte évidemment de ïa modillcution qu'il apporte dans l'état électrique du champ au sein duquel s'ofTectue la décharge. Les autcuis n'ont paseo
(') \\VfL%y, Pi-oceediiigi ùf the Hoyal Soriely,i. XLX, p. aîjj ifrjd.
f) Wabiie.-( de \.a Rue cl lliiao Mulleh, Phitvimjihical Tnuuveitot t. CLXIX, fitrl t, p. 33 el i^j, cl t. CLXXI, Part I. p. iSâ; 4iu^ dt Chimie et de Phy»igiie, 5- sËric, l, Mil, (i. j.1] ; (. XV, p. itg «CXX. p. ,4S.
{') \V. SroTtiBWoonK et MnuLTov, PhlhtophUal rraniattiont, f. itt
