VILLARÏ. - POUVOIR RÉFRIGÉRANT DES GAZ

M. Righi a montré qu'on pourrait théoriquement réaliser des battements lumineux en faisant interférer la lumière des deux raies extérieures obtenues dans le phénomène de Zeeman (la raie moyenne étant éteinte par un nicol parallèle aux lignes de force du champ).

M. Corbino montre que pratiquement Texpérience est irréalisable,

parce que le raisonnement suppose la source lumineuse réduite à un

point vibrant unique, alors qu'en réalité, avec les sources pratiques,

les différentes parties donneraient des maxima et des minima qu'il

est impossible de faire coïncider.

A. Gallotti.

E. VILLARI. — Sulpotere réfrigérante deigasattraversati dalle scintille ellettriche e sul diffondersi de! fumo nei medesimi (Sur le pouvoir réfrigérant des gaz traversés par des étincelles électriques et sur la façon dont s'y répand la fumée — Ace. Se. di Bologna, 16 janvier 1898.

M. Villari a déjà signalé {*) le fait qu'une spirale de platine rougie par un courant est visiblement refroidie, si on fait jaillir de fortes étincelles dans le voisinage. Il a entrepris sur cette expérience des mesures, en déterminant les variations de résistance produites par la variation de température sur la spirale de platine, placée dans une cloche de verre où on peut faire jaillir des étincelles au-dessus de la sphère.

Le refroidissement dépend du gaz placé dans la cloche et de l'intensité du courant qui rougit la spirale. La présence d'un demicylindre de verre en dessus ou en dessous de la spirale influe également.

M. Villari pense que l'action de l'étincelle est double; elle peut réchauffer la spirale par rayonnement et elle peut la refroidir par contact, par suite du déplacement brusque des molécules de gaz qu'elle détermine dans la cloche. C'est, en général, la seconde action qui est la plus intense, surtout si rien ne sépare la spirale de la région où se produit l'étincelle.

Le fait du déplacement produit sur le gaz est facile à mettre en évidence en introduisant dans la cloche un peu de fumée de tabac ; elle s'y dispose en couche horizontale plus ou moins élevée suivant la nature du gaz ; mais, quand Tétincelle se produit, elle se répand brusquement dans loute la cloche.

A. Gallotti.

(1) R. un di Napoli, 6 août 1896.

438 WEHNELT

MALAGOLI et BONACINI. — Sul repiegamento dei raggi Rôntgendietro gli oslacoli {Sur la déviation des rayons Rôntgen derrière les obstacles). — Rend.Lincei, 5, Vlll, 19 mars 1899, p. 279.

Lesauteurs rappelant les différents travaux de Righi,Roiti, Sagnac, Perrin, etc., démontrant la propagation rectiligne, ont repris les expériences récentes de Yillari ('), par lesquelles il tend à démontrer photographiquement que la déviation existe. Des expériences comparatives montrent d'après eux que la pénombre pi oduite tient à trois causes :

1** Surtout à l'extension de la source des rayons X et à la multiplicité des lieux d'émission secondaire ;

2* A la diffusion des rayons sur les corps voisins, en particulier sur Tenveloppe et le verre de la plaque photographique (une pellicule seule donne bien moins de pénombre);

3"" Enfin, à Faction diffusante de Tair, action faible, mais certaine.

Les expériences ont été faites avec des tubes focus qui permettent

de beaucoup diminuer la première cause.

A. Gallotti.

A. WEHNELT. — Ein elektrolytischer Slromunterbrecher (Interrupteur électrolylique). — Wied.Ann., LXVIII, p. 233-272.

On sait que, sous sa forme la plus simple, Tappareîl consiste en une cuve contenant de Facide sulfurique étendu, avec une électrode de grande surface (lame de plomb) et une autre très petite, formée d'un fil de platine soudé dans un tube à essai dont il ne sort que de quelques millimètres ; du mercure contenu dans ce tube amène le courant à cette électrode, que Fauteur appelle, pour abréger, Yélec^ irode active. On sait également que, pour une tension suffisante, cette petite électrode devient le siège de phénomènes lumineux et calorifiques, étudiés depuis longtemps. On avait déjà obser>^é aussi un bourdonnement particulier, lorsque cette électrode était reliée au pôle négatif de la source, et on avait constaté, en mettant un téléph(me sur le circuit, que ce bourdonnement était dû à des variations périodiques du courant.

M. Wehnelt a pensé qu'on avait affaire à des interruptions périodiques du courant et qu'alors cet appareil pourrait remplacer les interrupteurs mécaniques employés jusqu'ici pour faire fonctionner

INTERRUPTEUR ÉLECTROLYTIQUE 439

les bobines d'induction. L'expérience a pleinement confirmé ses prévisions.

Conditions de fonctionnement de t interrupteur, — Tout d'abord les phénomènes sont complètement diiïérents, suivant que l'électrode active est positive ou négative et suivant que le circuit présente ou non de la self-induction (*).

Lorsqu'il n'y a pas de self-induclion et que l'électrode active est négative, elle apparaît enveloppée d'une lumière bleuâtre faible, et on perçoit un son très élevé ; le courant est relativement faible ; enfin le fil de platine ne tarde pas à fondre. Si l'électrode active est positive, elle est immédiatement portée au rouge ; le courant est beaucoup plus faible encore que dans le cas précédent, et il est absolument continu, cette fois.

Supposons, au contraire, que le circuit présente de la self-induclion. L'électrode active étant négative, on a un phénomène lumineux beaucoup plus intense (lumière bleue encore) et un courant plus fort que précédemment. En même temps le son est plus grave. Mais l'électrode devient encore facilement incandescente ; elle fond même déjà pour des tensions très faibles (24 volts).

Enfin, quand l'électrode active est positive, le fil de platine ne rougit plus('*); il est entouré d'une gaine lumineuse d'un jaune rougeàtre très vif de gaz incandescent. Le son est extrêmement élevé et pur ; le courant est intense, et les fortes étincelles que donne alors une bobine d'induction suffisent déjà à montrer qu'on a affaire à des interruptions rapides et extrêmement régulières.

C'est donc dans ce dernier cas seul [électrode active positive et self-induction) que l'appareil constitue un bon interrupteur.

Ainsi la self-induction est une condition indispensable de Teffica-

cilé de l'interrupteur. On peut juger de l'influence de sa grandeur

sur Je nombre d'interruptions obtenu (et donné dans tous les cas par

la hauteur du son rendu], en faisant simplement varier la distance

explosive sur le secondaire ('}. C^'est ainsi qu'on a eu :

2000 interruptions par st^coml:', pour uno tHincelle de 3 centimètres 800 - — 30

(1) Toutes les observations qui vont suivre se rapportent à une tension de ilO volts, sauf mention spéciale.

(-) Le ûl ne fond pas, même par une tension de 220 volts.

(3) En opérant ainsi, on dimmue, en elTet, la selMuduction du primaire. Les nombres rapportés ici montrent qu*en même temps le nombre d'interruptions va en croissant.

440 WEHNELT

D'une manière générale, le nombre d'interruptions diminue quand la self-induction augmente; c'est pourquoi il est notablement plus grand pour les petites bobines que pour les grandes {*).

Quant à l'intensité du courant, elle croît avec la surface de l'électrode active, mais non proportionnellement à celle-ci, la densité du courant diminue, en effet, quand on augmente la surface du fil (').

L'effet d'interruption commence pour une certaine densité critique et le nombre d'interruptions par seconde croît ensuite avec la tension. La tension minimum nécessaire dépend essentiellement des dimensions du circuit. M. Wehnelt a pu l'abaisser jusqu'à 13 volts. Enfin, d'un autre côté, on peut pousser la tension assez loin, jusqu'à 220 volts, par exemple.

On sait que M. d'Arsonval a montré que l'interrupteur Wehnelt se prête très bien à l'emploi du courant alternatif pour l'alimentation d'une bobine d'induction ('). Les deux phases sont alors interrompues une ou plusieurs fois chacune, suivant la self-induction et la tension employées et, comme on obtient encore une direction bien marquée pour les décharges, il y a lieu de conclure que la force électromotrice induite est plus faible, quand l'électrode active est négative, que lorsqu'elle est positive.

Ayant réalisé,, pour une bobine d'induction donnée, les conditions les plus favorables pour la marche en courant continu, on n'aura rien à y changer pour se servir de courant alternatif. Néanmoins il serait bon d'affaiblir, autant que possible, la phase pour laquelle l'électrode active est négative, en constituant l'électrode inactive en aluminium et en intercalant dans le circuit un nombre convenable ■de voltamètres avec une électrode d'aluminium. Si, en effet, on n'élimine pas cette phase nuisible du courant alternatif, l'électrode active s'échauffera, surtout avec de hautes tensions, au point qtrc l'interruption ne se produira plus au moment où le signe de cette

(I) Avec les anciennes bobines, portant un fort enroulement secondaire. Tinterrupteur est souvent mis subitement hors d'état de fonctionner, par suite de l'incandescence de Télectrode; une courte suspension du courant suffit pour lui rendre aussitôt son activité.

(')On pourrait, d'ailleurs, augmenter cette intensité sans augmenter la surface du fil, en disposant plusieurs électrodes actives Tune près de Tautre ; dans ce cas, les interruptions se produisent tout aussi exactement qu'avec une seule électrode.

(3) C. B., 9, p. 531 ; 1899 ; — J. de Phys,, ce vol., p. 206.

INTERRUPTEUR ÉLEGTROLYTIQUE 441

électrode passera de + à — , et les pôles se trouveront alors brusquement renversés (^).

De tons les électrolytes éludiés, c'est Tacide sulfurique étendu « marquant 20-25° Baume (densité 1,16-1,2), qui s'est montré le plus avantageux, c'est-à-dire qu'il a donné la plus longue étincelle dans un même circuit.

Tous les mélaux autres que le platine sont très rapidement détruits. Un fil de platine de 1 millimètre de diamètre suffit jusqu'à 10 ampères; au delà, il faudrait prendre un fil plus gros pour éviter un éohaufTement trop considérable de la partie qui n'est pas en contact avec l'électrolyte (^).

Pour l'électrode inactive, le mieux est de choisir un métal inattaquable par l'acide, le plomb, dans le cas général, et l'aluminium dans le cas particulier signalé plus haut.

La température de l'électrolyte n'a pas d'influence jusqu'à 70°; mais, au delà, la longueur de Tétincelle diminue et, vers 95°, les interruptions deviennent très irrégulières ('). Il convient, par conséquent, de refroidir l'interrupteur, s'il doit fonctionner pendant longtemps.

D'après des mesures calorimétriques, réchauffement de l'interrupteur constitue une perte d'énergie variable de 30 à 80 0/0, suivant la self-indnclion et Tinfpnsilô (M.

(1) On le constate facilement sur un tube de Rôntgen, en particulier. Une courte suspension du courant ramènerait, d'ailleurs, Tappareil à Tétat normal.

(*<) L'appareil rudimentaire décrit plus haut a le grave inconvénient d*être rapidement détruit. M. Wehneit décrit, à la fin de son mémoire, un interrupteur perfectionné qu'il a fait construire et qui lui permet de régler Tintensité du courant pendant la marche même de l'opération, en modifiant la longueur de l'électrode active.

11 a eu aussi Tidée de disposer le fil de platine à l'intérieur d'un tube en verre présentant une petite ouverture latérale par laquelle s'établit la communication avec le liquide Les interruptions sont encore très régulières et, détail intéressant, le phénomène lumineux ne se produit plus sur le fil, mais à l'orifice du tube. Avec une telle disposition, les interruptions ont lieu tout aussi bien, quel que soit le signe de l'électrode ; malheureusement elles sont plus lentes, la résistance beaucoup plus grande de l'appareil ne se prôte plus qu'aux hautes tensions, et enfin le tube se brise rapidement.

{^) M. Wehneit a pu encore obtenir de grandes étincelles à 100*, c'est-à-dire très prés du point d'ébullition ;105*) de l'électrolyte, mais à condition d'employer de très grandes électrodes et une tension réduite (12 à 24 volts). Au point d'ébullitioD même, il n'y a plus d'interruption.

(^) Les interrupteurs platine-mercure entraînent aussi évidemment une perte analogue, mais sans doute moins considérable.

442 WEHNELT

Etude du phénomène sur télectrode active, — En observant Télectrode active par la méthode stroboscopique, on la voit s'envelopper d'une couche de gaz, qui est le siège de rapides tourbillons et qui semble brusquement faire explosion. En réalité, il n'y a pas explosion véritable, et cette gaîne de gaz se résout en un grand nombre de petites bulles qui montent à travers le liquide. M. Wehnelt a pu constater que la rupture du courant et cette sorte d'explosion accompagnée de lumière coïncident exactement. Puis le liquide touchant de nouveau l'électrode, le phénomène recommence.

En observant au spectroscope cette enveloppe gazeuse, M. Wclinelt a reconnu le spectre de l'hydrogène, avec d'autres lignes provenant des substances en présence (verre, platine, électrolyte) ; mais il n'a pu y déceler les lignes caractéristiques de l'oxygène, quel que soit d'ailleurs le signe de l'électrode active.

Enfin, faisant l'étude analytique des gaz dégagés à l'électrode active, il constata toujours la présence des deux gaz hydrogène et oxygène. Quand l'électrode est positive, et pour de faibles tensions (â4 volts), on a un mélange explosif dans lequel l'oxygène prédomine ; pour des tensions plus élevées (48-96 volts), le gaz devient do plus en plus explosif, par défaut d'oxygène. Si, au contraire, l'électrode est négative, il n*y a plus que des traces d'oxygène dans lo mélange.

Etude du courant, — M. Wehnelt fait passer le courant (primaire) dont il se propose d'étudier les variations dans une petite bobine placée dans le voisinage d'un tube à rayons cathodiques de Braun (*) en activité. Les variations de l'intensité se traduisent alors par des déplacements de la tache luminescente sur l'écran du tube ; en observant celui-ci au moyen d'un miroir tournant, on obtient des courbes qui reproduisent fidèlement ces variations.

On peut ainsi facilement noter les influences propres du secondaire, d'un noyau de fer, d'une capacité, etc.

On constate que l'intensité du courant éprouve, dans sa période croissante, un certain nombre d'oscillations, s'amortissant assez lentement; mais la chute qui suit est si rapide que les oscillations ayant lieu dans le secondaire ne peuvent plus l'influencer. Enfin les courbes montrent nettement l'interruption complète qui a lieu à chaque période.

(») Voir /. de Phys., 3* série, t VI, p. 334 ; 1897,

INTERRUPTEUR ÉLECTROLYTIQUE 443

L'intensité est maxima, ainsi que le nombre d'interruptions, quand il s'établit un arc lumineux entre les extrémités du secondaire.

La présence d'un condensateur entre les bornos de l'interrupteur détermine une diminution de l'intensité et du nombre d'interruptions.

Il n'est pas possible de citer ici toutes les particularités observées sur les courbes de courant par M. Wehnelt. Mais il est encore un fait qu'il semble particulièrement intéressant de signaler, attendu qu'il fournit un moyen facile de faire varier à volonté le nombre d'interruptions pour une bobine d'induction donnée. A cet effet, on la met en série avec un conducteur entre les bornes de l'interrupteur formant lui-même un second circuit avec la batterie et une simple bobine munie d'un noyau de fer. En enfonçant lentement celui-ci dans la bobine, on peut augmenter progressivement l'intensité et le nombre d'interruptions.

Essai d explication du phénomène d'interruption, — M. Welmelt pense que l'interrupteur est le siège d'oscillations électriques dont la période T serait précisément égale à la période d'interruption observée. S'il en est ainsi, cette période doit croître, comme on le sait, avec la self-induction L du circuit et, sur ce point, il y a déjà concordance avec l'expérience. 11 ne resterait plus qu'à faire cette hypothèse que la capacité électrolylique C de l'électrode active varie avec la tension de telle façon qu'elle soit effectivement liée à la période d'interruption T et à la self-induction L par la relation voulue.

Or voici deux ordres de faits qui sembleraient confirmer celte manière de voir :

En premier lieu, la capacité C, tirée de cette relation, en donnant aux quantités T et L les valeurs de la période d'interruption observée et de la self-induction de la bobine, est de l'ordre de grandeur attendu pour une telle électrode.

En second lieu, on observe aux bornes de l'interrupteur une tension effective double de la tension employée. Or ce cas est bien connu dans la technique des courants alternatifs, où il porte le nom de résonnance de la tension ; il se produit quand une self-induction et une capacité disposées en série forment un système dont la période d'oscillation propre est la moitié de la période du courant alternatif employé.

444 WEHNELT. — INTERRUPTEUR ÉLECTROLYTIQUE

Cependant, d'une part, il n'est pas encore démontré qu'une capacité électrolytique puisse donner lieu à des oscillations, tout comme la capacité d'un condensateur ordinaire, et, d'autre part, l'expérience montre que l'interrupteur fonctionne encore quand il est formé avec une électrode impolarisable (cuivre dans du sulfate de cuivre), et que le platinage de l'électrode active n'influe pas sur la période d'interruption, ce qui semble en contradiction formelle avec l'hypothèse précédente.

Aussi, en attendant que ces points soient éclaircis, M. Wehnelt s'en tient à une théorie purement mécanique que voici, pour le phénomène présenté par l'électrode active (positive) :

Par suite du retard apporté par la self-induction à l'établissement du courant, il se dégage d'abord, pendant un certain temps, de l'oxygène seul par action électrolytique sur l'électrode. Mais, à partir d'une certaine valeur de l'intensité, l'échauiïement détermine l'évaporation de l'électrolyte ; le courant, en traversant le mélange gazeux, décompose partiellement la vapeur d'eau, l'électrolyte jouant ici le rôle d'une électrode. Puis, comme la distance va en augmentant entre l'électrode et Télectrolvte, il arrive un moment où le courant se rompt, et c'est à l'étincelle de rupture qu'est due la lumière intense observée. Enfin, l'enveloppe gazeuse ayant disparu, le liquide revient au contact du fil de platine, si celui-ci n'est pas trop chaud, et le phénomène recommence.

Dans le cas où la self- induction serait trofï faible, le fil de platine s'échaufferait au point de ne plus refroidir assez pour que le contact ait lieu, et le phénomène prendrait alors l'allure de celui qu'on observe en l'absence de self-înduclion.

Application de Vinterrupleur, — L'interrupteur se prêle à bien des expériences : c'est ainsi, pour ne prendre qu'un exemple, qu'on peut reproduire avec lui Texpérience bien connue d'Elihu Thomson sur la répulsion duo à la différence de phase, en se servant cette fois d'un courant continu.

11 semble qu'on puisse l'utiliser avantageusement avec les transformateurs de courants alternatifs. En effet, il peut donner aux bornes du primaire une tension effective double de la tension employée, de sorte qu'on peut ainsi doubler la tension obtenue dans le secondaire sans changer le rapport de transformation.

H. Bagard.

AtiCHiVES DES SCIENCES PHYSIQUES ET NATURELLES DE GENEVE U8

ARCmVBS DES SCIENCES PHYSIQUES ET NATUBELLES DE GENÈVE ;