J.-J. THOMSON KT E. RUTHERFORD

OU bien

Si t représente le temps écoulé depuis la suppression des rayons^

on a, pour ^ = T,

par suite

remplaçant N par sa valeur, nous obtenons

OU bien

T^q TU

Remplaçant ^ et a par les valeurs précédentes, réquatioa (i) devient

OU bien

(5) 1(1-0= tT

Donc, dans la partie recti ligne de la courbe, où i est petit comparé à I, nous avons approximativement

(6) Î--Ti--

Maintenant -j- est la somme des vitesses des particules chargées

positivement et négativement dans le champ électrique unité. Par suite, l'équation (6) montre que le courant et son maximum sontre»pectivement dans le même rapport que le chemin parcouru par les particules chargées pendant le temps T, et la distance qui sépare les électrodes. Dans une expérience où /était d'environ i*^"', la vilessede déperdition à travers Fair, pour une différence de potentiel de i volt, était d'environ -^ de la vitesse maximum de déperdition; par saile, les particules chargées devaient, pendant letempsT, se déplacerd'cnviron ^ de centimètre. Le temps T dépendra de l'intensité de lartdiation; on pourrait le déterminer en mesurant la vitesse de déperdt-

SUK LR PASSAGE DK l'klBCTRICITÉ A TRA^-BHS LES GAZ noNTGRNISÊS. 773

lioD en difTérenls points du tube à travers lequel on soufflait le gaz conducteur dans l'expérience citée au début.

Nous espérons pouvoir faire ces eipëriences et obtenir des valeurs exactes pour T ; en attendant, des expériences grossières déjà faites, Qous pensons pouvoir conclure que T était de l'ordre de -j^ de seconde, avec l'intensité de radiation généralement employée. Ceci donnerait pour les vitesses des particules chargées dans l'air environ o"*", 33 par seconde pour une chute de potentiel de i volt par centimètre. C'est une très grande vitesse comparée à celle des ions à travers un électro- Ijte; toutefois elle est faible comparée à la vitesse avec laquelle un atome transportant une charge atomique se déplacerait dans un gaz à la pression atmosphérique. Si nous calculons cette vitesse par la théorie cinétique des gaz, nous trouvons que pour l'air elle est de l'ordre de 5o"" par seconde; ce résultat semble indiquer que les particules chargées dans le gaz soumis à l'action des rayons de Rontgen sont les centres d'un agrégat composé d'un nombre consiiiérable de molécules. La relation entre le courant et la force éleclromotrice donnée par l'équation (4) correspond à celle que donne l'expérience pour plusieurs gaz; cependant elle ne montre pas une particularité que nous avons souvent observée, spécialement quand la radiation était intense, à savoir l'existence d'une partie de la courbe où le courant croit plus vite qu'il ne ferait si la loi d'Ohm était vraie; c'est ce que montre la portion EF de la courbe dans la figure 2, qui représente ia relation

Fig. >: ,

«nlre le courant et la force électromotrice pour l'hydrogène sulfuré. Quand l'intensité des rayons de Rontgen est modifiée, le courant n'est pas modifié de la même façon aux dilTérenis points de la courbe. Quand on diminue l'intensité de ces rayons, le courant de saturalion est diminué dans une proportion plus considérable que le courant correspondant à de faibles forces éleclromotrice s. C'estcequemonlre

774 I--i- THOMSON HT B. RtTHEKFORD.

la figure suivante qui représente les courbes d'intensité du counit en fonction de la force électromotrice à travers le chlore pour différentes intensités des rayons de Rontgen; la radiation faible était <^

Fig. 3.

nue en interposant une plaque d'aluminium épaisse. On y a multifJi' les ordonnées relatives à la radiation faible de façon à faire coïncidtf le courant de saturation de la radiation faible avec celui de la radiation intense. On voit qu'après cette opération tout le reste de li courbe se rapportant à la faible radiation est au-dessus de fautrc, montrant ainsi que la diminution d'intensité de la radiation agit iult courant de saturation dans une plus forte proportion que surlejc«iiranls plus faibles. Le courant de saturation dépend seulement du nombre de particules conductrices produites par les rajrons; poorb courants plus faibles, la diminution du nombre de molécules est coapensée dans une certaine mesure par l'augmentation du temps ^'eU^ emploient i se recombiner ; par suite, T augmente quand l'intensité de» . rajons diminue, de sorte que, ainsi que le montre l'équation (6), u courant faible devient une plus forte fraction du courant de satuntÎM quand l'intensité des rayons diminue.

Quelle que soit la grandeur de la force électromotrice, une diminution de l'intensité des rayons est accompagnée d'une diminution do courant, de sorte que les courbes représentant I en fonction de E pour deux intensités différentes de la radiation ne se couperaient pu si on les dessinait toutes les deux à la même échelle.

Toutefois, si, au lieu de conserverie même gai et de changer l'inteasité de la radiation, nous changeons le gaz en maintenant riattoult des rayons constante, les courbes représentant I en fonction de Ep^^ deux gaz différents peuvent se couper. C'est ce que montre la t^*'' suivante qui représente ces courbes pour l'hydrogène et l'air- 0>

SUR LE PASSAGE DE L'ÉLBCTklClTK A TRAVERS LES GAX RfiNTCENiaéS. 77$

voit que, pour de faibles forces électro motrices, le courant est plus intense dans l'hydrogène qtie dans l'air, tandis que le courant de saturation est beaucoup plus grand dans l'air que dans l'hydrogène.

Fig. 4.

Le courant de saturation dépend simplement du nombre des particuJes conductrices produites par les rayons, tandis que le courant dans la première partie de la courbe dépend de l'espace parcouru par les particules conductrices pendant le temps T [txTir équation (6)], et nous en concluons que les rayons produisent un plus gr and nombre de particules conductrices dans l'air que dans l'hydrogène, mais que le produit de U, vitesse de ces particules, par T, qui est proportionne au temps pendant lequel ces particules persistent après la suppression des rayons, est plus grand pour l'hydrogène que pour l'air.

La figure 5 représente les courbes relatives au chlore, à l'hydrogène

Fig. S.

sulfuré et à la vapeur de mercure dessinées à des échelles qui fassent coïncider les ordonnées représentant les quatre courants de saturation. On remarquera que les courbes relatives à l'air, à l'hydrogène

77^ J'-l' THOMSON ET B. RCTHERFORD.

sulfuré et au chlore coïncident, tandis que la courbe de la vapear de mercure se place au-dessous et que la courbe de l'hydrogène se placerait au-dessus. En employant la notation de Téquation (6), ceci montre que le produit UT est le même pour l'air, le chlore et rhvdrogène sulfuré, et que sa valeur pour ces gaz est plus petite que pour l'hydrogène et plus grande que pour la vapeur de mercrure.

Il est remarquable que les formes des courbes coïncideot si bieg pour l'air, l'hydrogène sulfuré et le chlore, car les valeurs absolue> du courant à travers ces trois gaz sont très ditTérentes, le courant de saturation dans l'hydrogène sulfuré étant, dans certains cas, trois oo quatre fois plus grand que dans l'air et celui du chlore pouvant atteindre une valeur dix (ois plus grande que celui de l'air.

La valeur du courant de saturation varie beaucoup dans des gaz différents; parmi ceux que nous avons essayés, c'est dans l'hydrogène qu'il a sa valeur la plus faible, dans la vapeur de mercure sa valeur li •plus grande; cette dernière est environ vingt fois plus grande qae celle de l'air. Elle ne semble pas dépendre entièrement de la denàl* du gaz, puisque dans l'hydrogène sulfuré elle est trois ou quatre fois plus grande que dans l'air, bien que les densités soient presqoe égales, tandis que le courant de saturation dans.CH^I^^ qui aune densité de vapeur plus grande que celle du mercure, ne représente qu'une faible fraction de sa valeur dans la vapeur de mercure. Les gaz à courant de saturation intense sont ceux qui contiennent les éléments présentant un pouvoir inducteur spécifique anormalement grand comparé à leur valence.

Nous avons fait un grand nombre d'expériences pour voir s'il se produit de la polarisation quand un courant traverse le gaz; toulefob nous n'avons pu nous convaincre de l'existence d'un tel effet. L'absence de polarisation indiquerait que les ions sont capables d'abandonner leur charge aux électrodes métalliques. Cependant les exp^ riences sur les gaz électrisés montrent qu'il est très difficile de faire passer une charge électrique d'un gaz sur un métal à moins que le métal ne soit exposé à un rayonnement obtenu soit en chauffant le métal assez pour le rendre lumineux, soit en y faisant tomber des rayons ultra-violets. Mais dans le cas du passage de réiectricilé i travers un gaz qui a été soumis à l'action des rayons de RonlgenJ» conduction se produit même quand le système n'est pas exposé an rayonnement direct du Uibe; nous croyons donc-probable quelega* lui-même rayonne après avoir été exposé aux rayons de Rtinlgen.

Pour le voir nous avons tenté l'expérience suivante : AB, CD sont