IV

La densité de volume Ç en un point a: étant

l^dx = (T puisque ^=0 pour x=icc

592 O.-W. RICBARDSON.

Ainsi, comme nous devions le penser, la charge superficielle est égale et de signe contraire à celle de la charge totale comprise dans Tespace extérieur au métal.

Comme application numérique nous pouvons calculer le potentiel en un point distant de lo*"" d'une surface plane de platine mise au sol et maintenue à une température de i5oo° absolus par exemple- Prenant, comme nombre de molécules dans 1*^" à o" et à 760"",

2 X 10*», comme charge d'union 6,5 X 10 *® et comme valeur de -j^>

4 , 93 X I o*, nombre qui a été déterminé expérimentalement, le potentiel sera à lo*"™ de i,5 volt, tandis qu'à un point distant de i'" il serait de i , 2 volt.

Les expériences dans la suite n'ont pas été exécutées afin de vérifier cette partie de la théorie, mais elles montrent, comme nous devions le penser, que pratiquement tout le courant est arrêté par une chute de potentiel de l'ordre de i volt quand elle tend à repousser les corpuscules vers le métal.

L'examen de la formule (i5) indique que, même aux températures les plus élevées que l'on puisse atteindre, les différences de potentiel

à de faibles distances de la surface chaude ne seront jamais très grandes. Par exemple, à la température du Soleil (6000** G.) la différence de potentiel entre la surface et un point distant de i*""* sera seulement d'environ 16 fois sa valeur à i3oo° C. D'autre part, comme l'indique la formule (17), la densité superficielle augmente beaucoup avec la température : dans le cas du carbone à 6000" C, 10-* étant pris comme valeur maximum probable de n et 7,8x10* comme

valeur de -^> nous trouvons pour o* la valeur énorme de 3oo unîtes

électrostatiques, tandis qu'à i3oo", userait plus petit que ce nombre dans le rapport de i à 3 x 10*.

Ces nombres doivent être seulement pris comme exemples, car il est évident qu'à 6000** C. aucun conducteur ne pourrait exister dans le vide.

11 est à remarquer que la théorie précédente de l'équilibre des corpuscules au voisinage d'une surface d'où ils ont été émis est tout a fait indépendante de toute hypothèse quant à la nature du mécanisme qui les a mis en liberté. Les résultats sont ainsi intéressants même dans le cas où, par la suite, serait reconnue inexacte l'hypothèse que les ions négatifs provenant des corps chauds sont les mêmes que ceux qui transportent le courant à l'intérieur du métal.

CONDUCTIBILITÉ ÉLBCTnlQVB COHHl'MQl'EE AU VIDE.

— Rochercbes expérimviitaleB.

■ E\PÉKtBNCES *VEC LE PLATINE.

1. Appareil employé. — «si le ni de platine, C est u irode et entourant le (il ; c é

sa température, le dispositif t présenté au-dessous de AFK.

U figure n cylindre lait mis au r le coura

représente l'appar

sol par l'intermédl t. De la résistance

eil employé, A,B, t fonction d'élec-

dulîl on déduisait

mplojé po

jr cette

déterminât

on(/é-. a)estr(^

B| batterie pouvant donner jusqu'ù 400 volts;

K,. K,, K,, K( clefs:

A résistance liquide;

Ri, R], Ri boîtes de résistance;

B, batterie pour produire l'échauiïement du fil;

Ri résistance servant à régulariser le courant passant dans F:

Gi galvanomètre mesurant le courant:

G] galvanomètre pour mesurer la résistance du lil ;

R„ R, shunts de G,.

4. Variation du courant. 3. Expériences aeec un courant alternatif. — Des expériences ont montré que, pour obtenir des lectures convenables, il était nécessaire, l'état du fil se modifiant, de supprimer, entre chaque observation, le courant destiné à chauffer le ni et de laisser le tube revenir à lui-méroe. 1^ valeur initiale du courant était presque constante, elle décroissait ensuite lentement pour varier ensuite de façon irréguliére.

En employant des courants alternatifs pour échauffer le fil, les ions produits à basse température sont tous positifs; mais, à mesure que la température s'élève, le nombre d'ions négatifs augmente, et à un moment donné Taiguilte de l'électromètre n'indique plus de courant, le nombre d*ions négatifs atteignant l'électrode est égal au nombre d'ions positifs qui y arrivent. Cette température est d'environ 900° pour le platine. Au-dessus de cette température Tionisation négative prédomine.

4. Relation entre le courant et la force électromotrice. — Dans ces expériences le courant de saturation était d'environ 3 x 10-^ ampères, 10000 fois environ supérieur à celui employé par le profeseur Me. Glelland (>). La courbe {fig^ 3) donne l'allure du phénomène, le courant obtenu avec

-0.7 ■^0,6 go.5

on

ion

iOZf

to»

MS

kOS(

lOU

Volts a Itxtrémité positive du fil

— 4i volts étant pris comme unité, la saturation a lieu pour 180 volts; la simi* litude de cette courbe avec celle de Me. Clelland semble indiquer que la courbe est indépendante de l'ionisation produite par le fil. Les recherches exposées dans la suite du Mémoire montrent que, dans le cas de l'ionisation produite par le carbone, un voltage qui est suffisant pour saturer le courant à une pression donnée doit saturer à une pression quelconque plus faible: pour le platine, à une pression de o'""',oo8, le courant était saturé avec moins de 81 volts.

5. Relation entre le courant et la température du fil. — Le fil était maintenu à un potentiel de luo volts. Les courbes (^^. 4) indiquent que l'ionisation négative augmente très rapidement avec la température, que le courant ne disparait jamais entièrement, mais seulement d'une façon asymptotique ;

(*) Camb. Phil. Proc, Vol. XI, p. 296.

CONDUCTIBILITÉ BLECTRIQUB COMMUNIQUEE AU VIDE.

elJes semblent tendre aussi vers une valeur infinie du courant de saturation ; mais la théorie indique qu'à des températures plus élevées le courant augmenterait beaucoup plus lentement avec la température, ce qui n'a pas été constaté dans ces recherches.

Fig. 4.

xuo

! SJ

If

Yi

fy : !

1000 lOM

lU

eo

leoo

Température en dégréa centigrades

Posons A = /i ( J , 6 = rr, la formule (7) peut s'écrire A6 e ^, cette

formule donne le nombre de corpuscules projetés par unité de surface du métal par seconde. L'application des résultats trouvés montre que les principales particularités du phénomène peuvent se représenter par une formule du

type A6' e ^ • La valeur de A permet de connaître n le nombre d'ions négatifs libres dans un centimètre cube de platine à i542'' absolus qui est égal à

nombre voisin de celui trouvé par Patterson (*), calculé par la méthode de Thomson (*). De la connaissance de b on peut tirer la discontinuité de potentiel à la surface du métal, en supposant que le travail effectué par les corpuscules passant à travers la surface est d'origine électrique; elle a été trouvée égale à i,365x 10-' unités électrostatiques, c'est-à-dire 4,1 volts.

(*) Patterson, PAiV. Mag., Vol. HI, p. 6/j3.

( ') Thomson, Rapports présentés au Congrès de Physique in ter national, \o\, III, jgooy p. i58.

O.-W. HICBAHDSON.