Groupe de Vétain

Zirconium. Titane.

Etain.

Thorium. Cériura.

Plomb.

Bismuth.

Argent.

Cuivre.

Pour déterminer la température à laquelle est portée la cathode, on mesure la résistance du fi], ou bien on se sert d'un élément theroioélectrique^ ou enfin du pyromètre optique.

1. Expériences faites dans Vair à la pression ordinaire. — Lorsque le courant n'est pas autonome (*), on trouve qu'à températore élevée les oxydes métalliques émettent des ions négatifs en nombre incomparablement plus grand que ne le fait le platine.

2. Expériences aux basses pressions (< O"™,!)' — Dans le vide, un oxyde incandescent n'émet pas d'ions positifs en quantité appréciable, mais, par contre, émet de nombrenx ions négatifs.

L'intensité du courant de saturation est nettement accusée aux pressions très basses inférieures à O"*"*,!, tandis qu'aux pressions plus élevées (20 millimètres) elle est simplement accusée par un point d'inllexion de la courbe. A une température déterminée, l'émission d'ions négatifs est donc indépendante de la pression tant que celleci est inférieure à 0'°"*,!, et elle décroît rapidement quand la pression s'élève au-dessus de cette limite. Elle croît, d'autre part, avec une extrême rapidité quand on élève la température. La formule proposée par Richardson pour le platine :

Ae« e e,

se vérifie aussi dans le cas des oxydes. Dans cette formule, N re-*

(i) Courant autonome, courant qui produit lui-même tous les ions qui le constituent ; courant non autonome, courant auquel contribuent des ions produits par une cause étrangère.

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présente le nombre d'ions émis pendant Tunité de temps, 0 la température, A et B des constantes (<).

Courant autonome, — Lorsque le courant est autonome, la chute de potentiel sur une cathode en chaux est très petite quand Tintensité du courant est petite, puis augmente très rapidement quand cette intensité a acquis une valeur limite dépendant de la température. Cette intensité limite est d^autant plus faible que la température est plus élevée et que la pression est plus grande.

La chute de potentiel anodique varie peu avec la température et décroit à peu près suivant une loi linéaire.

L'intensité limite paraît être l'intensité pour laquelle Tentraînement des ions négatifs, et par suite leur raréfaction dans la région de la cathode, n'est plus compensée par l'émission de Toxyde incan< desccnt.

L'emploi des Qathodes recouvertes d'oxydes incandescents permet d'obtenir dans un gaz raréfié un courant d'intensité notable, sous une force éleclromotrice relativement faible.

Les rayons cathodiques et les rayons-canal qui prennent naissance dans ces conditions ont une vitesse réduite, et on peut les obtenir dans un gaz où la pression est très faible ; ils se diffusent alors très peu, et leur éclat est plus grand que celui des rayons ordinaires. Ils excitent déjà une fluorescence appréciable, pour une différence de potentiel relativement faible (environ 260 volts pour le verre de Thuringe).

Ils se prêtent facilement à la détermination du rapport - entre la

masse électrique et la masse mécanique des ions. Les nombres obtenus sont compris entre ceux qu'ont trouvés Lenard (1,16 . 10^) et Simon (1,865 . lO^).

M. Lamotte.

(I) D'après la comparaison des nombres obtenus par Richardson pour le platine et des nombres relatifs à la chaux, on trouverait que 1 centimètre cube de ' chaux renfermerait 10^* ions négatifs» soit environ 100 ions négatifs par molécule, ce qui paraît fort élevé. Les nombres trouvés pour le sodium et le charbon sont encore plus grands, lO^o et 10*^^. M. Wehnelt pense que dans les expériences de Richardson se produisait un courant autonome, qui transporte des quantités d'électricité beaucoup plus considérables.

ANNALEN DER PHYSIK 357.

J. STARK. ~ Ueber die Entstehung der elektrischen Gasspektra (Production deg spectres des gaz électro-luminescenls). — P. 506-538.

L Lorsque les électrons sont réunis en atomes, leur période de vibration dépend de la nature des forces de liaison par suite de la nature des atomes. Le spectre est alors un spectre de lignes. Si les électrons sont libres, c'est-à-dire des ions, les vibrations sont dues aux collisions entre les ions ; la période des vibrations ne dépend que de la durée de ces collisions, quelle que soit la nature chimiquô du corps : on a un spectre continu.

Ce sont les ions négatifs ou « ions-électrons » qui, grâce à leur faible masse et à leur grande vitesse, jouent le rôle le plus important dans les phénomènes de rayonnement. Pour ces deux raisons, la durée de leurs collisions est courte et par suite aussi leurs périodes de vibration.

Un gaz à haute température, flamme, courant de lueurs ou aro voltaïque, renferme des ions négatifs. Par conséquent, ce gaz doit donner un spectre continu. Le rapport des intensités des diverses radiations dans un spectre dépend de Tépaisseur optique de la source. Par épaisseur optique, il faut entendre le produit de l'épaisseur géométrique par le nombre de particules lumineuses contenues dans Tunité de volume.

Lorsqu'une force électromotrice agit dans un gaz, les ions forment un courant et, par conséquent, la répartition des vitesses des ions et des molécules neutres ne peut plus obéir à la loi de Maxwell- Boltzmann. La température moyenne ne suffit plus alors pour défl^ nir l'état des mouvements moléculaires. Il résulte delà que le rayonnement provoqué par une action électrique (ou chimique) ne suit pas la loi de Kirchhoff.

L'intensité relative des diverses radiations dans le spectre est fonction de la répartition des vitesses ou, ce qui revient au même, des températures dans les particules lumineuses. Plus les grandes vitesses dominent, plus le maximum d'intensité est rejeté "vers l'extrémité bleue du spectre.

Considérons le courant par lueurs. Pour une pression donnée du gaz, la température électrique des ions-électrons dépend de la chute de potentiel. Plus cette chute est grande dans une section donnée, plus la température électrique y est élevée. La chute de potentiel

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étant plus rapide au voisinage de la cathode, la température y est plus élevée et la lumière plus bleue qu'à Tanode* Pour la même raison, la lumière est plus bleue dans les parties étroites des tubes.

L*étinceIIe, dans les conditions où on la produit pour observer le spectre d*un métal, doit être considérée comme un arc électrique de courte durée. Mais, dans un arc proprement dit, permanent, la quantité de vapeurs émises est plus grande, et la chute de potentiel moins rapide que dans Tétincelle. La température ^ectriqoe est donc plus élevée que dans Tare, tandis que la température moyenne f>eut être plus petite. En fait, on peut rendre semblables le spectre de l'arc à celui de Tétincelle en diminuant la quantité de vapeur formée dans le premier, soii en réduisant Tiniensité du courant, soit en refroidissant les électrodes.

II. Il semble aujourd'hui que le spectre de lignes et le spectre de bandes sont de nature différente et ne peuvent se transformer Tun en Taulre par une variation continue ; les particules lumineuses seraient difTérentes dans un cas et dans l'autre.

L'auteur suppose que le spectre de lignes est émis par les ions atomes positifs, le spectre de bandes par les systèmes électron négatif et résida positif, en train de reformer un atome neutre. * S'il en est ainsi, plus la température moyenne du gaz est élevée et la vitesse des ions négatifs plus grande, plus le nombre des systèmes résidu positif-électron négatif est plus petit, plus par conséquent sera petite l'intensité du spectre de bandes et grande celle du spectre de lignes.

C'est en effet ce que l'expérience permet de vérifier sur l'arc du mercure (<).

La condition première pour la production du spectre de lignes serait donc la présence des ions positifs, et un gaz émettant ce spectre doit être conducteur. La présence des ions n'est pas nécessaire à l'émission du spectre de bandes.

Si on considère un système résidu positif-électron négatif, qui se transforme en atomes, ce système passe par une série d'états successifs,

(') En particulier, on soude sur le tube dans lequel se produit Tare au mercure une tubulure latérale terminée par une ampoule. Un jet de vapeur s'échappe dans cette ampoule et reste lumineux, donnant à la fois le spectre de lignes et le spectre de bandes. Si on établit un champ électrique dans Tampoule, perpendiculaire à la direction du jet, on sépare les deux spectres. La partie verte du jet (spectre de bandes) n'est pas affectée par le champ ; la partie rouge&tre (spectre de lignes) est déviée vers l'anode.