POSITIFS ET NÉGATIFS

Par J. STARK.

Traduit de l'allemand par A. GALLOTTI.

Bibliographie.

I. Ueber lonisierung von Gasen durch Joncnstoss (Ann. d. Phys., l. VII, 1902, p. 417-439).

II. lonentheorie der eleklrischcn Selbstentladung {Ann. d. Phys., t. VIL 1902, p. 919-931).

m. Einfluss der Temperalur aiif die lonisierung durch lonenstoss {Arut.d Phys. y l. VIII, 1902, p. 8*29-84 >)•

IV. lonenenergie gasformigcr Elemente, melallischer Zusland, Vorzeicheu der elektrolylischen Dissoziation {Phys. Zeitschr., t. III, 1902, p. 4o3-4<36>-

V. lonisierung durch den Stoss negativer lonen von gliihender kohle {Phys. Zeitschr., t. V, r9o3, p. 5r-57).

VI. Versuche Uber die lonisierung durch den Stoss positiver lonen ( l'erk. d. deutschen Physik. Ges., t. VI, 1904, p. 104-120).

§ 1. — Problème et méthode.

Les rayons cathodiques et canaux dus à des ions négatifs et positifs sont capables d'ioniser par leur choc des atomes gazeux à l'état neutre. On peut se demander si les ions possèdent cette propriété pour de? vitesses aussi petites que l'on veut ou s'ils doivent a\oir pour cela au moins une certaine vitesse limite. Dans un champ électrique lésion» doivent leur vitesse aux différences de potentiel électrique entre les points qu'ils parcourent s.ins subir des chocs contre d'autres particules ; si leur vitesse initiale est nulle, leur vitesse finale est, dans ces conditions, proportionnelle à la racine carrée de la différence de potentiel librement parcourue; aussi exprimerons-nous, dans ce qui ^a suivre, ces vitesses en volts, pour plus de clarté et de concision.

Sloletow etTovvnsend ont montré que dans un gaz ionisé secondairement, lorsqu'on élève progressivement la différence de potentiel entre

SUR l'ionisation par L£ CHOC DES IONS POSITIFS ET NÉGATIFS. 745

les électrodes, il s'établit d'abord une intensité de saturation limite, mais elle peut ensuite croître de nouveau. D'après J.-J. Thomson et Townsend il faut attribuer cette augmentation de l'intensité à l'ionisation due au choc des ions qui ont subi librement dans le champ électrique une différence de potentiel. Lorsque les électrodes sont peu écartées,' cette différence librement parcourue est égale à celle du potentiel des électrodes. La plus petite valeur de la différence de potentiel entre les électrodes pour laquelle, après la saturation, on commence à observer le nouvel accroissement de l'intensité, est le potentiel d'ionisation, c'est-à-dire le minimum de différence de potentiel subie librement par les ions qui les rende capables de produire Tionisalion.

Pour déterminer le potentiel d'ionisation j'ai employé la méthode suivante. J'utilise comme électrode un filament de charbon incandescent, l'autre électrode étant formée par une pointe ou un disque de métal; une des extrémités du fil de charbon était réunie à l'électrode métallique par l'intermédiaire d'un galvanomètre et d'une force électromotrice variable.

Par suite de la haute température du fil de charbon il se forme à sa sui-face des ions positifs et négatifs; la différence de potentiel entre les électrodes pousse alors vers l'électrode métallique, à travers le gaz, les ions positifs ou les négatifs. On fait croître la force électromotrice à partir de zéro et l'on observe l'intensité correspondante. On choisit la pression du gaz et l'écart des électrodes de façon à obtenir d'abord le courant de saturation, puis l'augmentation d'intensité. Il faut avoir soin que la différence de potentiel entre les extrémités du fil soit aussi petite que possible : on prend celui-ci de façon qu'il suffise de I ou 2 volts pour le porter au rouge blanc. Enfin le filament de charbon doit être assez épais pour présenter cependant une certaine surface malgré le peu de longueur qu'impose la condition précédente ; cela a en même temps l'avantage que la variation de potentiel entre le charbon et l'électrode de métal n'a pas lieu exclusivement auprès du charbon, mais dans tout l'espace gazeux.

Dans ces conditions la méthode est applicable à la détermination du potentiel d'ionisation des ions positifs (loo à 4oo volts); pour celui des ions négatifs elle n'est applicable que si ce potentiel est supérieur à lo volts; pour des valeurs inférieures on n'observe pas de courant de saturation avant que l'intensité ne recommence à augmenter.

Mes recherches sur l'ionisation de l'azote par le choc des ions ont donné les résultats généraux suivants. 11 existe aussi bien pour les