RO
OU
AA
ZU
It
Nombre d'éléments de piles
Taxe des X est d'abord une droite, puis devient convexe à son voisinage; pour des voltages plus petits que ceux employés, la courbe aurait été concave par rapport au même axe. Pour obtenir le voltage nécessaire pour qu'un ion partant de la surface du cylindre extérieur au milieu du faisceau, atteigne le milieu de la jonction du cylindre intérieur, il suffit de prolonger jusqu'à sa rencontre avec Taxe des x la partie rectiligne de la courbe. Mais, par suite de la diffusion et des autres causes qui lendent à produire une dispersion des ions, l'inclinaison de la partie rectiligne est elle-même modifiée, et les corrections ne peuvent se faire qu'expérimentalement en faisant varier le temps que mettent les ions pour aller d'un cylindre à l'autre.
La vitesse obtenue à l'aide du voltage déterminé par le prolongement de la partie rectiligne sera la mobilité pour celle mesure; il est bien entendu qu'il
J. ZELR7«Y.
n'est pas impliqué par là que la vilesse varie avec le temps mais qoe ceci constitue un acheminement vers le résultat final.
De la courbe I nous tirons A = 17,7 éléments = 47^**'^'» 7-
De (9) nous tirons
V = ( Log- )-T-^ = 5,118 ,, ' = r™,3i5 par seconde.
La pression dans l'appareil était de 76'''" de mercure. De (10), on a
T = 77 = — r^ — = O'.IO.
Voici un exemple d'expériences pour les ions négatifs dans le Mémoire. Temp.= i4°4G.; X = 6*'",42; pression barométrique, 74'"",7- Excès de pression à l'intérieur du gazomètre 1*", 54 de mercure; à l'ioicrieur de l'appareil o*", 59 de mercure. 8 éléments = 1 6^°"", 4.
Voltage
du
cylindre extérieur.
Déviation
de Télectro mètre
en 3o secondes.
Éléments.
La courbe II représente les résultats.
U = 22'", 1 par seconde.
Divisions.
= 1*", 39 par seconde.
Pression dans l'appareil = 75*", 3.
La vilesse réduite à 76*"* de pression = i*",38 par seconde.
T = Mî = o',29.
La figure 4 représente les résultats des expériences où les mobilités sobI en ordonnées et les valeurs correspondantes de T en abscisses, il est facile de voir
MOBILITES DKS IONS PRODUITS DANS LKS GAZ PAR LES RAYONS DB RÔNTGEN. IflQ
que les mobilités décroissent en môme temps que T; quand T = o quelquesunes des corrections disparaissent, el les valeurs les plus probables des mobilités sont données en prolongeant la ligne reliant les difTérenls points jusqu'à
ftl^
ni
Temps en secondes
Taxe des y. Avec la correction de t. pour loo annoncée au paragraphe A la mobilité des ions négatifs à i4" et sous 76*°* de pression est de i*"", 5r par seconde et celle des ions positifs, dans les mêmes conditions, i*^*", 37.
§ 12. — RemarqueB sur les expériences.
Les variations des valeurs obtenues pour la mobilité en faisant varier T sont plus considérables dans le cas où les vitesses des ions sont plus grandes. Toutefois, dans le cas de Tacide carbonique humide ou sec, rinclinaison des courbes est quelque peu différente pour des valeurs à peu près égales des vitesses. Dans quelques cas, où la série des points pour Pion positif ou négatif ne permettait pas de déterminer avec une précision suffisante Tinclinaison de la ligne à tracer par eux, la ligne passant par l'autre série de points servait de guide.
Dans tous les gaz, la présence de vapeur d'eau diminuait la vitesse des ions négatifs, tandis que, dans l'acide carbonique, la vitesse des ions positifs était en même temps considérablement augmentée. Il semble probable que ces variations sont dues à quelque effet modifiant la dimension des ions, et il est possible que quelques molécules de vapeur d'eau se fixent sur les ions négatifs. Il est intéressant de noter dans ce sens les résultats récents de C.-T.-R. Wilson qui montrent que, dans l'air sursaturé, l'eau se condense plus rapidement sur les ions négatifs.
S. P. Tl.
Il3o J. ZELENT.
Bien que, dans la plupart des cas, les lectures indiquent une plus grande précision^ l'erreur maximum, dans chaque délerminatioD. est moindre que 5 pour loo. Pour plus de commodité, toutes les valeurs obtenues sont réunies ici dans un seul Tableau, les résultats étant donnés en centimètres par seconde, à la fois pour un champ de I volt par centimètre et pour un champ de i unité électrostatique par centimètre.
Mobilité des ions.
Vitesses en cenli mètres par seconde
dans un champ dans un champ Rapport
de I voll de i unité E. S. des
par centimètre. par centimètre, mobilités
■ — -^ — - '■ . , --^-^ — des ions Tcnpe-
Gaz. Ions -t-. Ions — . Ions -f-. Ions — . -h et — . Miare,
•c Air sec i ,36 1,87 4o8 56i 1,375 i3,5
Air humide 1,37 i,5i 4ii 4^8 1,10 i4,<^
Oxygène sec i,36 1,80 408 54o 1,3-2 ro
Oxygène humide 1,^9 i,5a 387 456 1,18 160
Acide carbonique sec ... . 0,76 0,81 228 243 1,07 17.5
Acide carbonique humide. 0,82 0,75 246 220 Oi9i5 i;<)
Hydrogène sec 6,70 7,95 2010 2385 ij'O ^-^
Hydrogène humide 5,3o 5, 60 1590 1680 i,o3 30,0
On voit que, sauf dans le cas de Tacide carbonique humide, la mobilité de l'ion négatif est toujours la plus grande; il faut, en comparant les valeurs obtenues pour les différents gaz, ne pas négliger la température à laquelle les observations ont été faites. I/influence de l'humidité étant inconnue à l'époque où l'auteur (*) a déterminé le rapport des mobilités, les gaz n'avaient pas été séchés, de façon que les valeurs trouvées se plaçaient entre celles données ci-dessus pour les gaz secs et humides. Au sujet des gaz employés dans les eipéricnces précédentes, et qui ne l'ont pas été dans celles-ci, on avait fait passer le gaz ammoniac employé à travers deux, longs tube> remplis de chaux, l'acétylène dans un long tube de carbure de calcium; quant au protoxyde d'azote, il était utilisé directemenl du cylindre qui le contenait.
(') Zklkny, Phii. Mag., juillet 1898.
MOBILITÉS DES IONS PRODUITS DANS LES GAZ PAR LKS RAYONS DR RÔNT6EN. Il3l
Rutherford (') a obtenu, pour la somme des mobilités des ions produits par les rayons de Riintgen :
cm Air 3,2 par seconde
Oxygène 2,8 »
Acide carbonique 2, i5 »
Hydrogène 10,4 »
Il n'est pas fait mention si les gaz étaient desséchés, mais la valeur pour l'air concorde bien avec celle donnée ci-dessus pour les mobilités dans l'air sec, tandis que, pour l'hydrogène et l'oxygène, les valeurs correspondent avec celles données pour les gaz humides; quant à celles dans le cas de l'acide carbonique, elles sont de 4o pour 100 plus élevées que celles contenues dans ce Mémoire. Il est intéressant de comparer les mobilités des ions produits par les rayons de Rimtgen avec celles trouvées dans le cas où l'ionisation est causée par la lumière ultra- violette ou par la décharge au moyen de pointes, car elles présentent une ressemblance étroite.
Pour la conduction produite par la lumière ultra- violette, Rutherford (*) obtint, avec des gaz secs, pour la mobilité des ions négatifs :
cm
Air 1,2 par seconde
Hydrogène 3,9 »
Acide carbonique 0,78 »
La valeur, dans le cas de l'acide carbonique, est voisine de celle obtenue ci-dessus, les autres sont considérablement plus faibles.
Les mesures de A. -P. Chattock (^) lui ont donné pour la décharge par pointes dans l'air sec :
413*^*" par seconde dans un champ de 1 unité électrostatique pour les ions
positifs; 540^"* par seconde dans un champ de i unité électrostatique pour les ions
négatifs.
Ces valeurs sont à peu près celles qui se trouvent dans le Tableau où sont les résultats de l'auteur, dans les cas des ions produits par les rayons de Rontgen.
J.-S. Tovvnsend (*) a montré que, en partant de la mobilité des
(>) E. Rutherford, Phil, Mag., novembre 1897.
(') E. Rutherford, Proc. Camb. Phil. Soc., Vol. IX, Part. VIII.
(') A. -P. Chattock, Phil, Mag. y novembre 1899.
(*) J.-S. TowNSEND, Phil. Trans., A., Vol. CXCIII, p. i52.
Ions H-.
lOQS —
II 32 J. ZELBNY.
ions et de leur coefficienl de difFusioii dans le gaz, on peut avoir la valeur de N^, N étant le nombre de molécules dans i*^"*, e la charge portée par l'ion, et, en comparant ce nombre avec celui correspondant au cas de Télectrolyse, il est possible de déterminer les charges de^ ions des deux signes.
En employant les mobilités iv du Tableau de ce paragraphe et le> coefficients de diflTusion K des Tableaux de J.-S. Tdwnsend, on a les valeurs de Ne pour les ions positifs et négatifs à la fois dans les gaz secs
et humides, à l'aide de la formule Ne ^ — n
Le Tableau ci-dessous donne ces résultats :
Vnfeurs de y e x lo-*».
Gaz humide. Gaz sec.
Gaz. Ions -t-. Ions — .
Air 1,28 T. 29
Oxygène i,34 1,27
Hydrogène 1,24 1,18
Acide carbonique.. . . 1,01 0,87
lia valeur correspondante de Ne pour l'hydrogène dans réleclroly.M^ des liquides est 1 ,24 X io~*® à une pression de 76*^" de mercure et à la température de i5" C.
Les valeurs de Ne données par le Tableau pour les ions positifs el négatifs dans le cas de l'air, de l'hydrogène et de Tox^-gène humides concordent peut-être suffisamment pour justifier cette opinion que les charges portées par les ions positifs et négatifs sont les niérae^, que la valeur est aussi la même pour les trois gaz, et correspond à la charge portée par l'ion d'hydrogène dans l'électrolyse. Les valeurs de Ne. pour les ions négatifs dans le cas des trois mêmes gaz secs, ne sont pas très différentes de celles trouvées précédemment avec ces gaz humides: mais, si l'on considère ce qui a lieu pour les ions positifs, les résultais sont considérablement plus grands. 11 semble vraisemblable, toutefois, que les charges portées par les ions ne diffèrent pas dans les gaz secs et humides, puisque l'humidité ne doit probablement pas influencer l'ionisation, mais doit agir sur les ions après leur formation durant la formation du cortège de molécules autour d'eux, ou bien modifier la résistance à leur mouvement. Donc, si les charges sont égales dans les gaz humides, elles doivent l'être aussi dans les gaz secs.
Les valeurs de Ne pour l'acide carbonique sont plus faibles que
MOBILITÉS DES IONS PRODUITS DANS LES GAZ PAR LES RAYONS DE RONTGEN. II 33
celles obtenues pour Thydrogène dans l'électrolyse, et montrent une charge des ions plus faible; mais de l'analogie avec les liquides nous devrions nous attendre à ce que, si les charges variaient, ce doit être dans le rapport de i à 2 ou plus, à moins qu'il soit possible d'avoir une charge plus faible que celle portée par l'hydrogène dans l'électrolyse.
L'auteur ne peut rendre compte des différences des valeurs de N/? en les supposant dues à des erreurs dans la détermination des mobilités, car ceci signifierait l'existence, dans les expériences, d'une erreur influençant, dans certains cas, les résultats pour les ions positifs seuls; dans d'autres, les valeurs trouvées pour les ions positifs et négatifs, et dans d'autres se trouvant sans effet.
Les expériences décrites dans ce Mémoire ont été exécutées au Cavendish Laboratory à Cambridge, et je désire exprimer ici mes remerciements au professeur J.-J, Thomson pour les encouragements et les conseils précieux qu'il m'a donnés au cours de ces recherches.
