DE L'ESPACE OBSCUR ET DE LA COLONNE POSITIVE

Par J.-J. THOMSON.

Traduit de l'anglais par M. MOULIN.

Philosophical Magazine, t. 1, 1901, p. 36i à 877.

M. J.-J. Thomson expose d'abord dans cette Note des recherches qu'il avait primitivement entreprises pour essayer de voir si quelque radiation analogue aux rayons Runtgen prend naissance à la surface de la cathode ou de l'anode, c'est-à-dire aux endroits où la décharge passe du gaz au métal.

Il se servait à cet ed'et d'un tube contenant d'un côté une électrode (disque d aluminium) et fermé à l'extrémité opposée par une plaque de laiton percée d'ouvertures obturées par une feuille d'aluminium très mince (o'"",ooo43). Derrière ces ouvertures se trouvait un disque métallique relié à Télectrométre. Dans certaines circonstances, ce disque, préalablement chargé, se décharge comme il Taurait fait sous l'influence de rayons Kontgen; de plus, une plaque photographique placée derrière les fenêtres est impressionnée.

Même quand la pression dans le tube est plus grande que dans les tubes à rayons Rontgen, il sort, dans certains cas, par les fenêtres une radiation très absorbable et qui possède des propriétés analogues à celle des précédents. La radiaiion prend naissance à l'endroit où la gaine cathodique atteint une surface métallique : quand les fenêtres étaient employées comme cathode et que la gaine s'étendait jusqu'à l'anode, la source de ces rayons était l'anode.

Un deuxième tube a été construit de façon que la fenêtre, qui n'était plus employée comme électrode, puisse se déplacer dans la lueur négative, la seconde électrode (anode) étant placée dans un tube latéral. Cet appareil a montré que la radiation qui produit la décharge du disque relié à Télectromètre n'est pas due à la luminosité de la gaine, mais au choc contre les fenêtres des particules électrisées négativement qui viennent de la cathode. De plu"^, la décharge croit d'abord quand on approche la fenêtre de la cathode, puis diminue rapi-

dément jusqu'à ce qu'elle arrive dans l'espace sombre où celle décharse tr*t pratiquement nulle. Ce dernier phénomène a été étudié d'une manière pJni précise à l'aide d*un autre tube dans lequel la fenêtre était pratiquée dan? m tube latéral pénétrant clans le tube à décharge et était placée enire une aaoif et une cathode flottant su< du mercure, cathode dont on pouvait faire varier la distance à la fenêtre en agissant sur le niveau du mercure.

La radiation présentant tous ks caractères de rayons Rontgen exlraordioairement peu pénétrants, il parait légitime de supposer qu'ils sont prodaiif par le choc contre la fenêtre de« corpuscules de la gaine qui se meuvent relativement lentement. L'intensité de la décharge mesure donc l'énergie de ce* c-jtpuscules elles résultats obtenus montrent que cette énergie, petite dans IV^parc obscur cathodique, croit rapidement jusqu'à un maximum qui a lieu à la limite de la gaine négative, décroit plus lentement et s'annule pratiquement à la limite positive de celle gaine.

On peut expliquer ces phénomènes en se basant sur le fait que de nouveaui ions peuvent être produits dans le gaz par le choc, contre les molécules «ly gaz, d'ions mis en mouvement par le champ. L'auteur avait d*ailleurs èmi» précédemment celte hypothèse (Phil. Ma^., t. !, p. 278) qui fui ensuite coafîrmée par les expériences du professeur Townsend {Phil. Mag., fév. 1901 u Ces expériences ont montré que le corpuscule négatif est, dans un champ, aa agent «rionisation plus efficace que l'ion positif.

Ces fails étant établis, le professeur J.-J. Thomson donne une théorie d^ phénomènes qui se présentent dans les tubes à vide.

Considérons d^abord le nombre d'ions produils par seconde et par unité de volume du gaz. Ces ions sont produits par le choc des corpuscules contre les molécules du gaz et, comme Tionisalion d'une molécule demande une quantité d'énergie finie, si l'énergie des corpuscules n'excède pas une certaine valeur, il n'y aura pas ionisation. Si, au contraire, Ténergie surpa.sse celte valeur critique, i^ionlsation aura lieu pour une certaine fraclion du nombre total des collisions, cette fraction augmentant avec l'énergie cinétique que possèdent le* particules.

L'énergie cinétique moyenne des corpuscules, quand il n'existe aucun champ, est, en supposant que les corpuscules se comportent comme un gaz, la même que l'énergie cinétique moyenne des molécules d'un gaz quelconque à la même tempéralure. Toutefois, dans un champ électrique, les corpuscules, sous Taction de forces de l'ordre de celles qui se présentent dans les tubes à vide, acquièrent des vitesses qui sont grandes par rapport à leur vitesse moyenne en l'absence de champ électrique. De la sorte, dans ces tubes, l'énergie du corpuscule est pratiquement égale à celle qui lui a été communiquée par le champ. Si, maintenant, X est le champ électrique, a le chemin libre moyen d'un corpuscule, l'énergie cinétique moyenne