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du chemin qu'il parcourt entre les électrodes; si Ton fait arriver c^ courant de vapeur produit à la cathode de l'arc à mercure normalement à un champ magnétique, on voit que l'extrémité cathodique de l'arc est déplacée par suite de la production d'une force éleclrouiotrice par induction (II, p. 44o)'

L'arc peut se produire non pas exclusivement dans la vapeur dW de ses électrodes (comme cela a lieu, par exemple, pour Tare à mercure dans un récipient), mais aussi dans une atmosphère gazeuse, comme l'air; il se forme alors un mélange de la vapeur des électrodes et du gaz qui les entoure. La chute de potentiel d'une extrémité de l'arc à l'autre est alors d'autant plus grande que la proportion ii vapeur est plus faible dans ce mélange (III, p. G^-q). Par exemple od fait croître cette chute en refroidissant l'anode de façon à diminuer sa vaporisation (V, p. 26-). Pour éviter le trouble que produit doo'* nécessairement le gaz entourant l'arc j'ai fait le plus grand nombre de mes expériences sur Tare à mercure dans un récipient où l'on a fait le vide.

§ 2. — Les ions et les différentes parties de l'arc.

C.-D. Child a le premier indiqué une théorie expliquant le passage du courant dans l'arc par un mouvement d'ions positifs et négatifs. D'après mes idées actuelles, étant donnée la haute température Je Tare, les ions négatifs doivent être surtout des électrons-ions négadt et les ions positifs des atomes-ions (III, p. 680).

L'arc électrique étant un courant indépendant, il doit maintenir lui-même le nombre de ses ions positifs et négatifs constant entre se? électrodes. Le chemin qu'il suit se compose des parties suivantes: à son extrémité cathodique se trouve une aigrette en forme de pinceau, puis vient un espace relativement obscur, puis l'aigrette positive qui se termine par une couche lumineuse située sur l'anode. En diminuant la distance des électrodes la colonne positive peut être amenée à disparaître et aussi, dans certaines circonstances, la couche lumineuse de l'anode. La colonne positi>e et la couche de l'anode obéissent aux mêmes lois dans le cas de l'arc que dans celui du courant lumineux; on peut dire aussi qu'il s'y produit des ions positifs et négatifs parle choc d'électrons-ions négatifs (III, p. 674» 680).

LE MÉCANISME DE l'aRG ÉLECTRIQUE. 753

§ 3. — Origine des ions négatifs à la cathode.

D'après mes idées la base cathodique de l'arc rayonne des électronsions négatifs; elle doit donc, d'après cela, posséder une température très élevée. C'est une condition d'existence de l'arc : son existence exige que sa cathode soit placée dans un état de température si élevée qu'il en résulte un rayonnement intensif d'électrons-ions négatifs (III, p. 687).

Toutes les expériences faites jusqu'à présent montrent qu'en fait la base cathodique de l'arc possède une très haute température. Le mercure liquide y est porté au blanc (VI, p. 700). Si l'on empêche la cathode de prendre une température élevée, Tare ne s'allume pas ou ne se maintient pas. C'est ainsi qu'on ne peut pas le faire jaillir d'une cathode tournant de façon à être refroidie, ni d'une cathode formée par un électrolyte de température basse comme une solution de sulfate de zinc (V, p. 205).

Ainsi, pour que la base cathodique de l'arc rayonne d'une façon permanente des électrons-ions négatifs, elle doit aussi d'une façon permanente être chauffée à une haute température. Cette condition est réalisée grâce aux ions positifs qui viennent frapper ce point avec une grande énergie cinétique. Ceci n'est possible d'une façon durable que si la disparition des ions positifs est compensée sans cesse par la formation d'ions positifs nouveaux devant la cathode pour entretenir le courant.

§ 4. — Origine des ions positifs à la cathode. — Chute cathodique.

Les ions positifs de l'arc ne sont pas envoyés par l'anode, car tout arc peut exister sans que son anode soit même échauffée au rouge (V, p. 265).

Lorsqu'un arc présente une couche lumineuse anodique et une colonne positive, il se produit bien en ces points des ions positifs par le choc d'électrons-ions négatifs (§2); mais ce ne sont pas nécessairement les lieux d'origine des ions positifs qui échauffent la base cathodique de l'arc puisque celui-ci peut exister sans présenter ces deux parties (VII).

La région où se produisent les ions positifs agissant sur la cathode c'est l'aigrette cathodique. Ilss'yformentparle choc des électrons-ions négatifs qui arrivent de la base cathodique de l'arc. Puisque ceux-ci

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ont nécessairement une énergie cinétique déterminée pour pouvoir produire l'ionisation, ils doivent donc parcourir de la cathode à l'intérieur de cette aigrette une chute de potentiel minimum qui eslleur potenticl d'ionisation pour la vapeur correspondante. Cette chute de potentiel, la chute cathodique, doit donc nécessairement exister s les ions positifs se forment devant la cathode. L'existence de celte chute cathodique et la haute température de la base cathodique do courant sont donc deux conditions indispensables pour la formation de l'arc. La première doit être remplie pour qu'il se forme devant li cathode des ions positifs, la seconde pour que celle-ci émette des ions négatifs.

Puisque cette chute cathodique de l'arc représente un potentiel d'ionisation nous devons nous attendre à ce qu'elle soit indépendante de l'intensité du courant, de la température et de la pression delà vapeur, comme le montrent la théorie (voir le Mémoire précédent, §o) et les mesures; par contre elle dépend du métal de la cathode et elle est caractéristique de l'élément chimique correspondant (Vil),

§ 5. — Chute anodiqae.

Tandis que le mécanisme de la formation réciproque des ions positifs et négatifs assigne à la chute cathodique de l'arc une valeur constante, la chute du potentiel à l'anode est au contraire uo phénomène secondaire variable avec des circonstances secondaires. Cette chute de potentiel est nécessaire pour que les ions positifs soient poussés constamment par la force électrique hors de la couche de vapeur entourant Tanode. Il y a trois cas principaux à distinguer pour sa valeur.

i** L'anode peut être solide et non fortement échauffée, et là cathode assez près pour que l'anode soit touchée par l'aigrette cathodique. Dans ce cas il se forme constamment et iinniédiatemeni devant l'anode, et sous l'action des électrons-ions négatifs venant de la cathode, des ions positifs nouveaux pour compenser la disparition de ceux qui partent. La chute anodique est donc faible, c'est ainsi qu'elle atteint à peine 3 volts dans la vapeur de mercure avec une anode de fer refroidie pour un courant de 5 ampères (\"n).

2" L'anode peut ne pas être portée au rouge et ne pas être atteinte par l'aigrette cathodique. Dans ce cas elle est recouverte de la couche anodique et la chute anodique doit être maintenant assez grande pour que les électrons-ions négatifs qui subissent cette variation de