PAR UN ION GAZEUX

Par J.-J. THOMSON.

Traduit de l'anglais par P. LUGOL.

Pkilosophical MagazinCf 6» série, t. V, 1908, p. 346-355.

Rappel d'expériences anciennes (*). La méthode, qui consiste à mesurer If nombre des ions captés par une détente dans un gaz humide et le courant qui traverse le gaz soumis à un champ électrique, a été reprise avec des perfectionnements importants; on a substitué aux rayons Rontgen, comme move» d'ionisation, le radium, beaucoup plus constant; on a employé réleclromèire de Dolezalek, dont la sensibilité est telle (20000 divisions par volt au lieu de >> avec l'appareil précédemment utilisé) qu'il permet une mesure beaucoup pla^ exacte des courants d'ionisation, malgré le désavantage que lui donne sa jurande capacité.

Le désir d'accroître notre connaissance des lois qui régissent le dépôt du nuage autour des ions chargés est la principale raison qui m'a poussé à répéter ces expériences. La condensation est oblenuf en refroidissant l'air par une détente soudaine. J'avais remarqué, dan? mes anciennes expériences, que, si l'on augmentait la détente de manière à rendre — supérieur à i,3, le nombre des gouttes du nuage

augmentait notablement. M. C.-T.-R. Wilson, qui a fait une étude systématique de l'efficacité relative des ions positifs et négatifs comme noyaux de condensation (*), a obtenu les résultats suivants : tandis qu'un nuage commence à se déposer autour des ions négatifs avec une détente égale à i,25, c'est seulement lorsqu'elle atteint i,3i que le^

( ' ) Ce volume, p. 803.

(') Phil. Trans., t. CXCIII, p. 289. Voir aussi ce Volume.

SUI\ L\ CHARGE ÉLHCTRIQUE TRANSPORTÉE PAR UN ION GAZEUX. Sj^

ions positifs sont captés par le nuage; le nombre des particules d'eau correspondant aux détentes les plus fortes, qui captent à la fois les ions des deux signes, devrait alors être deux fois plus grand qu'avec les détentes les plus faibles, qui captent seulement les ions négatifs. Dans mes premières expériences l'augmentation du nombre des particules avec les fortes détentes, bien que marqué, n'était pas aussi grand, ce qui porte à conclure que tous les ions positifs ne sont pas captés par les détentes plus fortes.

Puisque l'humidité commence à se déposer d'abord sur les ions négatifs, il est évident que, sauf dans le cas d'une détente très rapide, les gouttes formées au début autour des ions négatifs auront le temps de croître et de former des nojaux aptes à provoquer une condensation ultérieure; de sorte que, quand la détente augmentera, l'humidité tendra à se déposer sur les gouttes déjà présentes, plutôt qu'à en former de nouvelles autour des ions positifs. Donc, avec des détentes lentes, nous devons nous attendre à avoir un nombre de gouttes plus voisin de celui des ions négatifs que du nombre total des ions des deux signes.

Les résultats des expériences actuelles montrent qu'il en était bien ainsi avec les détentes employées dans les premières expe'îriences. La valeur de n obtenue dans ces expériences n'était que peu supérieure au nombre des ions négatifs ; comme ne est la quantité déterminée par les expériences électriques, il en résultait pour e une valeur à peu près double de sa valeur réelle.

Les résultats des expériences faites par M. C.-T.-R. Wilson donnent le moyen de reconnaître si la détente est assez rapide pour capter aussi bien les ions positifs que les ions négatifs; car, si nous déterminons d'abord le nombre de gouttes du nuage quand la détente est inférieure à i,3i, puis de nouveau pour des détentes beaucoup plus fortes, et si nous trouvons que le dernier est double du premier, nous pourrons être siirs que la délente la plus forte a été assez rapide pour capter tous les ions. Ce moyen de contrôle a été appliqué aux expériences décrites dans le présent Mémoire.

L'appareil producteur du nuage était du type employé par M. Wilson

(/^- lî P- 808).

Pour rendre la détente suffisamment rapide on avait fait le piston P en verre très léger. On vidait le flacon H jusqu'à ce que la pression y fût seulement un peu supérieure à la pression de la vapeur d'eau, et l'on avait spécialement pris soin que tous les tubes à travers lesquels l'air avait à se précipiter pendant la détente fussent d'un diamètre aussi

grand que possible et sans étranglement; on a trouvé qu'avec loule? ces précautions la détente était assez rapide pour capter tous les ion?

Fig. I,

P, tube piston dont la base reste toujours dans la couche d'eau recouTranl le fond*» tube;

Q, obturateur de caoutchouc fermant rextrémilé du tube G, et pouvant élre rapidement tiré au moyen de la tige R.

positifs. C'est ce que montrent les résultats suivants, pris comnM" exemples de ceux qu'ont donnés un grand nombre d'expériences.

Ionisation produite par un échantillon de radium A placé à lo"* «*dessus du plafond du récipient dans lequel se forme le nuage. — Pressi^^ barométrique 768"""; température 19°, 5.

Détente.

1,346 1,333 1,3 Si

Temps mià par les gouttes

du nuage

à tomber de i*".

Nombre de gouttes du nuage par cm',

rapporté

au volume du gaz

avant

la détente.