Pressions très faibles. — Tubes sans électrodes

'aand la décharge a lieu entre des électrodes métalliques, lans un tube è gaz très raréfié, ces électrodes modiQent beaucoup les conditions du phénomène. M. J. J. Thomson a l'idée ingénieuse d'employer des tubes sans électrodes, des abes annulaires par exemple, ou de simples boules, alin que R masse du gaz soit seule à intervenir. Les appareils consti-

(!) MAssoj<.,lnn. JeC'/i. el de l'hyt. [i\, l. XXXI, p. 31J; 1851.

ti-24 -MESURES ÉLECTRIQUES.

luent alors des circuits fermés, de formes plus uu mom variées, et l'on rloit recourir aux effets d'induction pour obtenir des forces électroinotrices finies capables de provo* quer l'illumination du gaz.

Si le courant inducteur est produit par une série de décharges de caractère nlternalif (399| ii Faible amortissement, les premières oscillations seront surtout efficaces et on peot considérer la charge // de l'appareil primaire comme représentée par ^ocosw/. On a alors, pour le courant inducteur.

En désignant par C et Z, la capacité et le coefficîeol Je self-induction de l'appareil primaire, cl par Vn le potentiel explosif, il en résulte

yo = CV.„

dl

Si M esl le coefficient d'induction mutuelle entre le eircuil primaire et le tube ii gaz, la force électro motrice induilee^l

dt '

Les armatures d'un condensateur sont i-eliées par ubmbdocteur renfermant une hélice de quelques spires.

L'expérience [icut être disposée de plusieurs manières diffi-

lentes. Dans la figure 238, les pùles A et B d'une machine électrostatique sont reliés au.\ armatures d'un condensaleurC dont le circuit renferme l'hélice H et un interrupteur «/' ix"""

DÉCHARGES LLECTRiguEH. 6'25

^ler le potenliel explosif. Dans la figure n'ig. on a disposé ^x condensateurs ea cascade C, et Ca reliés aux pôles A et B; bélicc H est située sur la communication des autres arma- Ires et l'interrupteur a/i entre les pôles de la machine. Pour ril«r tout effet d'induction électrostatique, on relie au sol le tttieu de l'hélice H.

|i Quant aux appareils li gaz raréfié, on les place autour de l'héioe s'ils ont la forme annulaire, ou dans l'intérieur même de rtte hélice s'il s'agit d'une simple boule. l A même potentiel explosif, l'amplitude de la force électro- Bolrice d'induction est proportionnelle au rapport des coefBlients M et L, qu'il faut rendre maximum. La valeur de JU yt proportionnelle au nombre n des spires de l'hélice et peut l'écrire pn; le coefficient L comprend d'abord un terme Lg «latif au conducteur étranger à l'hélice et un autre terme xn' iroportionnel au carré du nombre de spires. Il en résulte

ketle expression est maximum pour L„ = an^ L = tLa. Toutepîs il est préférable de prendre un nombre de spires supérieur ■ cette limite, afin de rendre L plus grand et de diminuer [amortissement des oscillations primaires. I 788. Apparences des décharges. — Dans une boule de verre A l'on raréfie l'air piogres.sivement, il se produit un anneau lugeâtre vers la pression d'un millimètre, puis l'éclat augkente et la lumière devient plus blanche; l'anneau devient tes brillant et bien défini quand la pression est inférieure à Ij de millimètre, il s'affaiblit ensuite et finit par disparaître, ia pression critique est donc beaucoup plus faible que dans «expériences où l'on l'ait usage d'électrodes métalliques. M Des résultats analogues s'observent avec les tubes en forme l'vnneau, même quand l'anneau est interrompu et le circuit tmplèté par un tube latéral de plusieurs mètres de longueur lustrait à l'induction.

Si l'anneau est soumis à l'action d'un champ magnétique irallèle à son plan, on voit, dans les régions où le tube est Tpendiculaire au champ, la bande lumineuse se séparer eq

Élictr. El Magn. — ii. 4"

626 MESURES ELECTRIQUES.

deux parties qui correspondent aux décharges de sens con^ trairas. L'illumination est alors moins facile à obtenir et pei même être supprimée par le champ magnétique.

On rendra compte de ces particularités en concevant que 11 champ magnétique agit, non pas sur le courant même de décharges, mais sur le conducteur qu'il parcourt. La déchai^ doit débuter d'abord sur la ligne de plus grande force électromotrice ; sur ce chemin, la conductibilité augmente, soit par une élévation de température, soit par un état insiable du gai en partie dissocié, et le passage est rendu plus facile pourlei courants qui suivent. Si la première décharge est déviée, le chemin n'est plus frayé pour les suivantes et l'îllumioatioa peut être interrompue. A la limite des deux cas, la décharge n'a pas de chemin délini et oscille dans le tuhe.

Ces décharges Induites traversent diftlcilement les conducteurs métalliques, sans doute à cause de leurs très courtes périodes (462). Une boule h gaz raréflé, divisée en deux compartiments par une cloison métallique, étant disposée de manière que la cloison soit dans un plan méridien des courants induits, la lueur du gaz montre que les décharges suivent un chemin fermé dans chacun des compartiments en longciinlde part et d'autre la cloison métallique. Si cette cloison a été percée de petites ouvertures aux extrémités du diamètre situé dans le plan des courants, les décharges s'y propagent.

L'expérience suivante montre encore que les gaz raréfiés peuvent se comporter à la manière des écrans conducteurs- Une boule de verre A, dont le gaz est au voisinage de la pression critique, est renfermée dans une seconde boule B concentrique, qui contient une goutte de mercure et oCi le vide a été poussé plus loin ; l'appareil est soumis à faction d une hélice inductrice. A la température ordinaire, la boule iuti'rieure A s'illumine. Si l'on chauffe la boule B de 70° à iIm', la vapeur de mercure devenue conductrice s'illumine et Is boule A s'éteint. Pour une températui-e plus élevée, la pression de la vapeur de mercure devient trop grande et la boule intérieure A s'illumine de nouveau.

789. Conductibilité des gaz raréfiés. — Ce rôle d'écrans ^rmet d'évaluer la conductibilité des gaz raréGés. Dans l'appareil représenté par la figure 34o> '^ tube A qui renferme un

"^^^ïî, et

MESURES ELECTRIQUES.

deux parties qui correspondent aux décharges d traires. L*illumination est alors moins facile à obf même être supprimée par le champ magnétiquo

On rendra compte de ces particularités en coi. champ magnétique agit, non pas sur le couran charges, mais sur le conducteur qu'il parcoui doit débuter d'abord sur la ligne de plus grau motrice ; sur ce chemin, la conductibilité ai une élévation de température, soit par un é\ en partie dissocié, et le passage est rendu | courants qui suivent. Si la première décl chemin n'est plus frayé pour les suivan' peut être interrompue. A la limite des ri n'a pas de chemin défini et oscille dans 1

Ces décharges induites traversent di* teurs métalliques, sans doute à caus* périodes (462). Une boule à gaz raréfî partiments par une cloison métalliqu nière que la cloison soit dans un pL induits, la lueur du gaz montre que chemin fermé dans chacun des con part et d'autre la cloison métalli percée de petites ouvertures aux ' dans le plan des courants, les d'

L'expérience suivante monin peuvent se comporter à la man Une boule de verre A, dont le i sion critique, est renfermée d centrique, qui contient une p a été poussé plus loin ; l'ap] ' hélice inductrice. A la tem]' rieure A s'illumine. Si Ton ^

la vapeur de mercure de\ boule A s'éteint. Pour un* sion de la vapeur de mer< intérieure A s'illumine d

789. Condactibilité des met d'évaluer la condu< reil représenté par la I.

strates, quoique plus difOcilement, dans les tubes à décharge sans électrodes.

La colonne positive et les strates qu'elle renferme sont liées à la position de Tanode, dont elles paraissent émaner en suivant le plus court chemin vers la cathode. On peut ainsi réaliser une belle expérience. La pression dans un tube cylindrique étant assez faible pour produire un petit nombre de strates, si on laisse rentrer le gaz avec une grande lenteur, on voit des bulles lumineuses se détacher successivement de Tanode et marcher dans le tube où elles forment de nouvelles strates ; en même temps les précédentes sont repoussées, de manière que la distance moyenne soit en rapport avec la pression. Le phénomène inverse se produirait, les strates marchant cette fois vers Tanode, qui les absorberait une à une. si Ton diminuait la pression.

Il est plus simple encore d'employer une électrode mobile, reliée à l'extrémité du tube par un fll en spirale, et que l'on peut déplacer par de petites secousses ou par l'action d'un aimant extérieur sur un morceau de fer doux. Si ce conducteur mobile est utilisé comme cathode et qu'on le fasse cheminer dans le tube, il emporte avec lui, sans altération, l'espace obscur de Crookes, la lueur négative et l'espace sombre de Faraday; la colonne positive marche en môme temps, les strates conser\'ant leur distance, mais elles sont une à une dégagées ou absorbées par l'anode, suivant le sens du mouvement. Si la cathode est fixe et l'anode mobile, la forme générale de Tillumination reste invariable : l'anode absorbe toutes les strates qu'elle rencontre ou en dégage de nouvelles, suivant qu elle chemine vers l'anode ou dans la direction opposée.

Les stratifications ont été observées pour la première fois par Abria (*) et ont donné lieu à beaucoup de recherches sans que l'on connaisse encore le mécanisme de leur production. On peut les comparer aux interférences produites par la lumière ou aux alternatives de nœuds et de ventres dans un tuyau sonore, ou encore supposer qu'elles traduisent une série de décharges dans les différentes couches de gaz. Il paraît certain, en tous cas, que le phénomène est périodique, carlin-

(') Adria, Ann. de Ch. cl de Phys. [3], t. VII, p. 478; 1834.

DÉCIIABCES ÉLECTRIQUES. C3l

lerposition d'un téléphone dans le circuit fait entendre un son panifeste, même dans le cas où l'on se sert d'une pile. Lorsque les strates sont complexes, les difTérentes couches 'un même groupe n'ont pas la même teinte ni le même spectre; lOur un mélange de gaz, comme lair, il semble que les coûtes de même espèce soient dues isolément aux divers élélents qui entrent dans la constitution du mélange. 791. Propagatioa de la décharge. — De la Rive (') a monté, par une expérience devenue célèbre, que la colonne posiive obtenue dans un gaz raréfié subit l'action d'un champ tagnétique comme ferait un conducteur solide parcouru par i courant; la portion du gaz traversée par la première déliiarge, devenue plus conductrice, est entraînée par le champ lagnétique et reste le siège de la transmission du courant. Toutefois, ce n'est là que l'ensemble du phénomène et le iiamp n'agit pas de la même manière sur les différentes paries du gaz illuminé. D'après Plucker (■'), la lueur négative se rmporle comme un corps paramagnétique, tel que le fer, et } dispose dans le sens des lignes de force. De même, les les sont déformées par un champ magnétique. Sans entrer uns le détail de ces effets très complexes, il paraît en résulter le les décharges émanent de l'anode et se propagent dans I striites successives.

Une première question est de savoir s'il y a un entratneent des molécules illuminées, auquel cas l'étude spectrale jis la direction du mouvement permettrait d'apprécier un Ifeplacement des raies. L'expérience réalisée par M. Zahn (*) a [Ontré que le déplacement, s'il existe, n'est pas j^ de la disince des deux raies D du sodium, dont la différence de lonueur d'onde est d'environ ~j^. La vitesse de tran.sport serait Bnc inférieure à o.aà.io"* de celle de la lumière ou 7600 mèes par seconde.

En observant un tube h vide au moyen du miroir tournant. (Hiealstone (') eu a conclu que la vitesse de propagation n'est inférieure à 8.10' ou 5™ de celle de la lumière, sans pou- Oir indiquer le sens de cette propagation.

ni) Db la Rive, Ann. rie Cil. et de l'hys. j.T|, t. LIV, p. 23»; 19JB. l«) pLDCKEn, Fogg. Ann. L, ClII, p.HX; IBan. p) Zabs. Wietl.'Ann. l. VIII, p. 67â ; lîiTJ. (') WliHATSTOim, Brit. Au. Bep.; Dublin, 1X35.

MESURES ELECTRIQUES.

M. J. J. Thomson a réalisé rexpériencr mieux définies. Le tube avait 5»"»" de «! gueur totale de i5 mètres. Deux portion> séparées par 5"», 5 de tube, étaient disp« rimage de Tune, dans un miroir fixe, i longement de Tautrc; on visait cet en tournant qui faisait 4oo ou 5oo révo

Il n'était pas facile de régler Tappii celle eut lieu pour une position dét< mais la répétition fréquente des dr ser la lunette d'observation dans tendre que le hasard fit apparaltr< à des inter\'alles d'environ 4 miii se trouvent plus en ligne droil Tautre et le sens du déplacemc décharges, de manière à indi de Tanode h la cathode. L'ant' par un micromètre, a permir propagation est environ la

792. Distribation des pot déterminer comment varie raréfié, puisque le phénoin ne peut évaluer que des «

La seule méthode p tube deux électrodes lai' met en communication un condensateur doni le galvanomètre balisr de potentiel sont not:

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H DÉOTARGES ÉLECTRIQUES. 633

Hpie l'appareil a foncUonné pendant quelque lemps, si l'on fait ^■DDiber la croi\ d'aluminium, la place de l'ombre primitive ^nrend plus d'éclat que les régions voisines. B En donnant à la cathode la forme d'une calolle sphérique, ^Bes rayons se réunissent au centre de courbure et y acquièrent Mine activité beaucoup plus grande. On arrive même à fondre Me verre si le centre de courbure de la cathode se trouve sur I |b paroi de l'ampoute.

B La plupart des corps deviennent ainsi phosphorescents ■ VOUS l'influence des rayons cathodiques et avec plus d'inten- ■^sité que par l'emploi de la lumière ultra-violette. Nous citerons, P'par exemple, le rubis, Vijllria. les sulfures alcalins, les sels I A'urane et môme la craie. Le spectre de ces phosphorescences Kpréscnte une composition spéciale, dont M. Crookes a monmàxé l'importance pour l'étude des terres rares. ^B Les traces de la phosphorescence et, en particulier, lexpé- ^KfiDCe de la croix de Malte, permettent facilement de montrer ^Bue les rayons cathodiques sont déviés par un champ magné- ^B(|ue, comme s'ils constituaient des Hlets de courants néga- ^Blfs émanés de la cathode.

^KS'il 6xislc ainsi nu transport d'électricité négative, deux ^Bets voisins doivent se repousser en vertu de leur action ^Bçclrosta tique et s'attirer comme courants. En employant ^Bpax cathodes parallèles, dont le rayonnement était intercepté ^nir un écran percé de deux fentes voisines, M. Crookes a ^BMervé que la transmission est rectiligne pour chacune des ^■jiUtodes agissant séparément et que, si on les met toutes ^ffeux en fonction, les deux rayons s'écartent l'un de l'autre ^■prisles fentes.

^H Toutefois, si cette répulsion existe, il est assez difficile que ^Hm nyons émis par une m^me cathode restent normaux à sa ^Bttrface. MM. K. Wiedemana et Ebert(') ont d'ailleurs observé ^Hi^UCnfermant l'une des fentes par un volet mobile, la déviation ^H Htu encore pour le seul rayon qui conserve le passage ^Kfjbn quand on fait agir les deux cathodes simuUanéraeot; ^^Vffpl produit doit donc s'expliquer autrement. V 1 t miirnf anode dans la région moyenne du tube

n'ont sans doute qu'un rapport éloigné avec lof= réelles, que Ton doit plutôt attribuer à la vilenies gazeuses et à Tillumination produite pi» chimiques entre les atomes.

L'apparence de la décharge est entièremei les électrodes sont assez rapprochées, ou faible, pour que l'espace noir de Crooke l'anode. Dans ce cas, la décharge positive ger vers la cathode, se propage le Ion verre. En outre, l'étincelle passe beauc< de sorte qu'en écartant davantage les *' le potentiel explosif.

RAYONS CATHODK