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Aspirateur
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de diamètre et io<^™de longueur; une batterie de petits accumulateurs peut établir entre les disques de laiton G et D, de 3*", 5 de diamètre, la différence de potentiel que Ton désire, jusqu'à ?.ooo volts. Le petit manomètre à mercure H permet de mesurer la détente ; Télectro-aimant M permet d'ouvrir brusquement la soupape V, et toujours exactement de la même manière. Au-dessous des
II 10 IIAROLIVA. WILSON.
disques, AB contient de Teau; Taira été débarrassé de poussières à la manière ordinaire, par des détentes répétées et espacées de manière a permettre la précipitation du brouillard formé.
On actionnait un tube à rayons Rôntgen disposé près de AB de manière que les rayons passaient entre les disques. On fermait alors le circuit de Télectro-aimant, ce qui produisait une détente soudaine. Un nuage se formait entre les disques, et l'on mesurait le temps mis par sa face supérieure à tomber du disque supérieur au disque inférieur. On avait trouvé ainsi la vitesse Vt en Tabsence du champ électrique. On répétait alors l'expérience, mais en reliant les disques à la batterie immédiatement après la détente, et Ton obtenait ainsi la vitesse de chute Ç2 dans le champ électrique.
On trouva qu'en maintenant les rayons pendant toute la durée d'une expérience, on obtenait de très grandes valeurs pour la charge de chaque gouttelette. Un champ de quelques centaines de volts par centimètre était alors suffisant pour entraîner vers le haut, et non vers le bas, un grand nombre de gouttelettes présentes. Il devint bientôt clair que les nouveaux ions formés après la détente se fixaient sur les gouttelettes, de sorte que la charge de ces dernières devenait d'autant plus grande que les rayons étaient maintenus plus longtemps après la détente. On plaça alors sur le circuit primaire de la bobine employée pour exciter l'ampoule un interrupteur S actionné par l'armature de l'électro-aimant de manière à couper le circuit, et à arrêter ainsi les rayons une faible fraction de seconde avant la détente- Les disques C et D étaient également reliés à un commutateur qui d'abord les réunissait l'un à l'autre, puis les reliait à la grande batterie employée pour les charger.
Le nuage était éclairé par un faisceau lumineux, horizontal de o"*, 5 de hauteur, passant entre les disques; on observait à travers un troa placé à 20^ des disques dans la direction perpendiculaire au faisceau et à lenr niveau, et une fente verticale, de o"", 5 de largeur, placée contre le tube et ne laissant voir que la portion centrale de la partie éclairée du nuage.
La distance des disques ne fut jamais supérieure à i^, afin d'éviter la production entre eux de mouvements d'air occasionnés par les courants de convection qui prennent naissance sur les parois du tube quand le gaz a été refroidi parla détente; on reconnaissait que la condition était réalisée à ce que la surface du nuage restait plane pendant sa chute entre les disques.
Les disques étaient toujours réunis l'un à l'autre jusqu'à ce que la détente eût été produite; puis, quand on voulait déterminer t'j, on les
L.V CHARGE DES IONS PRODUITS DANS L*AIR PAR LES RAYONS RÔNTGEN. Il II
reliait immédia terne at à la batterie par le jeu du commutateur. Quand ils étaient chargés avant la détente, on n'obtenait pas de nuage, le champ chassant les ions -aussitôt quMIs étaient formés. Pour faire une mesure de e, on évaluait, au moyen d'un chronomètre à pointage, une série de durées de chute entre le disque supérieur et le disque inférieur sous Faction du champ et sans le champ, alternativement.
G.-T.-R. Wilson (*) a trouvé qu'avec une détente de i5*^*" de mercure à peu près, les ions négatifs seuls font office de noyaux, tandis qu'avec des détentes supérieures, la condensation a lieu sur les ions des deux signes. Ces résultats ont été facilement vérifiés avec mon appareil. Avec une détente de i5*^"\ une charge négative donnée au disque supérieur faisait tomber le nuage entier plus vite qu'il ne tombait en l'absence de toute charge, tandis qu'une charge positive du disque supérieur réduisait la vitesse de chute. Il était donc clair que les gouttelettes étaient chargées négativement.
De plus, avec des détentes de beaucoup supérieures à i5*^", la charge des disques accélérait la chute de certaines gouttelettes et ralentissait certaines autres, ce qui indiquait la présence simultanée de gouttelettes positives et de gouttelettes négatives. Cependant, il a toujours semblé qu'il y avait plus de gouttelettes négatives que de gouttelettes positives, et il n'était pas facile d'observer ces dernières, à moins que la détente ne fût presque suffisante pour produire un brouillard même en l'absence de toute espèce d'ions. De fait, il paraissait y avoir entre les disques un grand excès d'ions négatifs, et non pas des nombres égaux d'ions des deux signes. Le rayonnement secondaire du laiton sous l'action des rayons Rcintgen donne sans aucun doute l'explication de ce fait. Il a été prouvé que ce rayonnement consiste en corpuscules chargés négativement, de sorte que l'on pouvait s'attendre à trouver un excès d'ions négatifs dans l'air au voisinage des disques. Mais on ne s'attendait pas à en trouver un excès aussi grand. Peut-être est-il possible que la condensation se fasse principalement sur les ions négatifs lorsque les ions des deux signes sont simultanément présents, bien qu'il y ait peu de différence entre les degrés de sursaturation nécessaires pour produire la condensation sur les ions positifs et sur les ions négatifs, lorsqu'il n'en existe que d'une seule espèce.
Dans ces expériences, on a toujours employé des délentes de 16''™
(*) Phil. Trans.f A, 1899, p. 4^0. Voir aussi ce Volume.
TlltX HAROLD-A. WILSON.
à 17*^"* de mercure, et tous les résultats se rapportent à la charge des ions négatifs.
Les gouttelettes ne tombaient pas toujours toutes avec la même vitesse dans le champ électrique. Il a semblé qu'il en était presque toujours ainsi, mais spécialement quand ou employait des ravuns énergiques. Il paraissait y avoir plusieurs sortes de gouttelettes, toute» celles de même espèce tombant avec la même vitesse. D'après leur vitesse de chute, les gouttelettes de l'espèce la plus nombreuse étaient les moins fortement chargées. Les observations qui suivent se rapportent uniquement à ces dernières ; il sera question des autres plus tard.
Le nuage commençant à s'évaporer dès qu'il s'est formé, il est très important de mesurer aussi vite que possible la vitesse de chute. En général, je ne le laissais tomber que de o*^*", 5 environ, puis j'appliquais le champ électrique dans le sens qui augmentait la \ites$e de chute. Une autre raison pour ne laisser entre les disques qu^une très petite distance est que la différence de potentiel utilisable étant seulement de 2000 volts, le champ électrique n'était pas assez intense pour modifier d'une manière appréciable la vitesse de chute, à moins que les disques ne fussent tout près l'un de l'autre. Pour ces diverses raisons, on a fait toutes les observations en rapprochant les disques autant que possible, car il était évident qu'on n'aurait pu obtenir autrement des résultats dignes de confiance. Pour la même raison, on employa presque toujours la plus grande différence de potentiel possible. Il aurait naturellement mieux valu que les observations fussent faites avec des distances très diverses entre les plaques et des valeurs très différentes de la différence de potentiel, mais ce n'était pas possible avec la batterie dont je disposais.
Exemple d'une série de huit mesures alternatives :
Champ X= o X=i3,3U.E.S.
Durée de chute (moy.). 9.3,65 sec. 17,22 sec.
Vitesse Vi= 0,0190cm. /sec. Pj= 0,0262 cm. /sec.
d'où l'on tire
e = 2,3xio-Jo U.E.S.,
m = 8, 1 X 10-** gr.
On peut varier la méthode eu mesurant les vitesses de chute pour les àci\ directions opposées du champ. On a alors
mg-^ Xe __ pj mg — X c ~" Vz
LA CHARGE DES IONS PRODUITS DANS LAIR PAR LES RAYONS RÔNTGEN. Ill3
la moyenne entre v^ et v^ donne la vitesse quand X = o. La première méthode
est préférable à cause de la nécessité d'opérer vite, car Pj< Pj; cette dernière
a donné
e = 2,6 X lo-i^U.E.S., m = gt,5 x lo-*» gr.
Dans chaque série de mesures, Tobservation avec X positif suivait toujours d'aussi près que possible Tobservation avec X = o, aGn que rintensité des rayons et les autres conditions fussent aussi voisines que possible dans les deux cas. Bien que les observations d'une même série, avec X = o par exemple, aient souvent présenté d'assez grandes variations, il y avait ordinairement des variations correspondantes dans les observations faites avec X positif, de sorte que la valeur de e, déduite de la moyenne des résultats, n'en était pas nécessairement affectée (*).
Ensemble des résultats.
1,9 xio-«
8,1 xio-
-ij
2,3xio-»»
i,oo
yt
i,93xio-*
8,3X10- Movenne. .
-is
