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Dans les cinq premières expériences la cathode étail en aluminium, dans les deux dernières en platine; dans la dernière expérience on avait inséré entre l'ampoule et la trompe des tubes garnis de soufre pulvérisé, d'iodure de soufre et de copeaux de cuivre pour éliminer les vapeurs de mercure, selon la méthode de Sir William Crookes.

Dans le calcul de — et de r, on n'a pas tenu compte de la force magnétique créée par les bobines dans la région extérieure aux plaques; la force magnétique a des directions opposées entre les plaques et dans cette région, où son effet tend à rejeter les rayons dans la direction opposée; la valeur réelle de H est donc plus petite que celle qui a été

portée dans les équations, de sorte que les valeurs de — sont plus

grandes, et celles de <^ plus petites que si la correction avait été faite. Cette méthode est beaucoup moins pénible et probablement plus exacte que la première; mais on ne peut pas l'appliquer dans des limites de pression aussi étendues.

On voitpar ces déterminations que la valeur de — est indépendante

de la nature du gaz, et que sa valeur, lo"', est très faible en comparaison de io~^, la plus petite valeur jusqu'à présent connue de cette grandeur, et qui correspond à l'ion d'hydrogène dans l'électrolyse.

Donc la grandeur — > pour les transporteurs de l'électricité dans les

rayons cathodiques, est beaucoup plus petite que pour les ions de l'électrolyse.

La petitesse de— peut tenir soit à la petitesse de /w, soit à la grandeur de e, soit aux deux causes réunies. Que les transporteurs des charges soient petits comparativement aux molécules ordinaires, c'est je crois, ce qui résulte des mesures de Lenard sur la vitesse de la diminution d'intensité de la phosphorescence produite par ces rayons, quand la longueur du chemin franchi par eux augmente. Si l'on regarde cette phosphorescence comme due au choc des particules chargées, la distance que doivent parcourir les rayons pour que l'intensité de la phosphorescence s'abaisse à une fraction donnée de sa valeur

initiale (par exemple-» où e = 2,7 1 j , sera un multiple faible du libre

parcours moyen. Or Lenard a trouvé que cette distance ne dépend que de la densité du milieu, et nullement de sa nature chimique ou de son état physique. Dans l'air à la pression ordinaire la distance étaitd'envîron o*^™,5; elle doit être comparable au libre parcours moyen des

transporteurs à travers l'air à la pression atmosphérique. Mais le libre parcours des molécules d'air est une quantité d'un ordre tout à fail différent. Le transporteur doit donc être très petit, comparé aux molécules ordinaires.

Les deux traits essentiels de ces transporteurs me paraissent être : 1° qu'ils sont les mêmes quel que soit le gaz à travers lequel passe la décharge; 2" que leur libre parcours moyen ne dépend de rien autre que de la densité du milieu traversé par les rayons.

On pourrait, pour expliquer l'indépendance de la masse des transporteurs vis-à-vis du gaz traversé par la décharge, supposer qu'il s'agit en quelque sorte de la quasi-masse que possède un corps chargé en vertu du champ électrique établi dans son voisinage ; le déplacement du corps entraîne la production d'un champ électrique variable, et par conséquent d'une certaine quantité d'énergie qui est proportionnelle au carré de la vitesse. Cela fait que le corps chargé se comporte comme si sa masse avait augmenté d'une certaine quantité, qui pour une sphère

chargée est- — » où e désigne la charge et a le rayon de la sphère (*).

Si nous admettons qu'il s'agit de cette masse dans le cas des rayons cathodiques, nous n'en tirerons aucun secours pour l'explication de

l'une ou l'autre des propriétés essentielles de ces rayons, puisque —

varierait comme—* Et ce n'est pas la seule objection à cette hypothèse, que je mentionne seulement pour montrer qu'il n'y a pas à s'y arrêter.

L'explication qui me paraît rendre compte des faits de la manière la plus simple et la plus juste s'appuie sur une conception de la constitution des éléments chimiques qui a été favorablement accueillie par un grand nombre de chimistes; c'est que les atomes des différents éléments chimiques sont des agrégats divers d'atomes d'une même espèce. Dans la forme donnée par Prout à cette hypothèse, les atomes constitutifs des divers éléments seraient les atomes de l'hydrogène ; sous cette forme précise elle n'est pas défendable ; mais, si nous substituons à l'hydrogène quelque substance primordiale inconnue X, on ne connaît rien d'incompatible avec cette hypothèse, qui a été récemment soutenue par Sir Norman Lockyer par des raisons déduites de l'étude des spectres stellaires.

Si, dans le champ électrique très intense qui avoisine la cathode,

(') J.-J. Thomson, Récent researches in Electricity and Magnetism.

les molécules du gaz sont dissociées et rompues non pas en atomes chimiques ordinaires, mais en ces atomes primordiaux que j'appellerai pour abréger corpuscules ; et si ces corpuscules sont chargés d'électricité et projetés loin de la cathode par le champ électrique, ils se comporteront exaclement comme les rayons cathodiques. Pour eux, la

valeur de — est évidemment indépendante de la nature du gaz; car ils

sont les mêmes quel que puisse être le gaz ; de plus, les libres parcours moyens de ces corpuscules dépendront seulement de la densité du milieu qu'ils traversent. En effet, les molécules du milieu seront composées d'un certain nombre de corpuscules de cette espèce séparés par des intervalles considérables; la collision entre un corpuscule unique et la molécule n'aura pas lieu contre la molécule entière envisagée comme un tout, mais contre les corpuscules individuels qui la composent; ainsi, le nombre des collisions subies par le corpuscule quand il se meut à travers une foule de ces molécules sera proportionnel, non au nombre de molécules, mais au nombre des corpuscules individuels. Le libre parcours moyen est inversement proportionnel au nombre des collisions par unité de temps, par conséquent au nombre de corpuscules par unité de volume ; comme ces corpuscules ont tous la même masse, leur nombre dans l'unité de volume sera proportionnel à la masse de l'unité de volume, c'est-à-dire que le libre parcours moyen sera inversement proportionnel à la densité du gaz. Donc, comme on le voit, tant que la distance entre des corpuscules voisins est grande en comparaison des dimensions linéaires d'un corpuscule, le libre parcours moyen sera indépendant de leur mode de distribution^ pourvu que leur nombre par unité de volume reste constant, c'est-à-dire dépendra seulement de la densité du milieu traversé par les corpuscules, et nullement de sa nature chimique ou de son état physique : cette propriété, établie par les mesures remarquables de Lenard sur l'absorption des rayons cathodiques par différents milieux, doit appartenir aux transporteurs des charges dans les rayons cathodiques.

Ainsi, d'après cette manière de voir, les rayons cathodiques sont constitués par de la matière dans un nouvel état, où sa division est poussée beaucoup plus loin que dans l'état gazeux ordinaire; état dans lequel toute matière, c'est-à-dire la matière tirée de sources différentes telles qu'hydrogène, oxygène, etc., est d'une seule et même nature, étant la substance dont sont formés tous les éléments chimiques.

Avec des appareils de dimensions ordinaires la quantité de maliètf produite au moyen de la dissociation à la cathode est si faible qu'oa peut presque nier la possibilité d'une investigation chimique diretlr de ses propriétés. Ainsi, j'ai calculé que la bobine que j'ai emplovce fonctionnant nuit et jour sans interruption pendant un an. ne pn>duirait qu'un trois-millionième de gramme environ de celte substance.

Je crois que la petitesse du rapport — est due aussi bien à la gni-

deur de e qu'à la faiblesse de m. Il me semble assez évident que b charges transportées par les corpuscules dans l'atome sont graoilf> vis-à-vis de celles que transportent les ions d'un électrolyte.

Dans la molécule HCl, par exemple, je me représente les composants de l'atome d'hydrogène comme réunis entre eux par un gnn-i nombre de tubes de force électrique; les composants de ratoine de chlore sont reliés de la même manière, tandis qu'un seul lubeégart lie l'atome d'hydrogène à l'atome de chlore.

On trouve dans les valeurs du pouvoir inducteur spécifique <^^ gaz une raison d'attribuer cette charge considérable aux constituants de l'atome ; on peut imaginer que le pouvoir inducteur >pécifique d'un gaz est dû à la présence dans le champ électrique du doublet électrique formé par les deux atomes chargés d'électricité contraire qui constituent la molécule du gaz. Les mesures du pouvoir inducteur spécifique montrent que c'est très approximativement une grandeur additivc; c'est-à-dire que l'on peut attribuer une certaine valeur a chaque élément, et trouver le pouvoir inducteur de HCl en ajoutant à celui de l'hydrogène celui du chlore ; le pouvoir inducteur de H'O. en ajoutant deux fois celui de l'hydrogène à celui de l'oxygène, etc. Le moment électrique du doublet formé par une charge positive ^ar Tun des atomes de la molécule et une charge négative sur raiilre w serait pas, lui-même, une propriété additive; mais, si chaque aloor avait un moment électrique défini et très grand par rapport au momeDi électrique des deux atomes dans la molécule, le moment éleclriqof d'un composé quelconque, et par conséquent son pouvoir inducteur spécifique, serait une propriété additive. Et pour que le moment t%trique de l'atome fût grand comparativement à celui de la molécalf' il faudrait que la charge des corpuscules fût très grande relalivemeoi à celle de l'ion.

Si l'on considère l'atome chimique comme une agrégation d un certain nombre d'atomes primordiaux, il y a un grand intérêt, « point de vue de la relation entre les propriétés d'un élément et »<*

RAYONS CATIK)I>IQUBS. 799

poids atomique, à trouver les figures d'équilibre stable pour un certain nombre de particules égales agissant les unes sur les autres suivant une certaine loi de force, soit celle de Boscovich, où l'action mutuelle est une répulsion quand les particules sont séparées par une distance inférieure à une certaine distance critique et une attraction quand leur dislance est plus grande, soit même le cas plus simple d'un certain nombre de particules se repoussant mutuellement et maintenues côte à côte par une force centrale. Malheureusement les équations qui déterminent la stabilité d'une pareille agglomération de particules se compliquent si rapidement quand le nombre des particules augmente, qu'une investigation mathématique générale est à peine possible. On peut, cependant, pénétrer assez avant les lois générales qui régissent de semblables figures en employant des modèles dont le plus simple est constitué par les aimants flottants du professeur Mayer. Dans ce modèle les aimants se placent d'eux-mêmes en équilibre sous l'action de leurs répulsions mutuelles et de l'attraction centrale émanant du pôle d'un gros aimant placé au-dessous des aimants flottant**.

Une étude des figures formées par ces aimants me paraît suggestive au point de vue de la loi périodique. Mayer a montré que si, le nombre des aimants flottants ne dépasse pas 5, ils se disposent aux sommets d'un polygone régulier : 5 aux sommets d'un pentagone, 4 aux sommets d'un carré, etc. Mais, quand le nombre dépasse 5, la loi ne s'applique plus; ainsi, 6 aimants ne forment pas un hexagone, mais se divisent en deux systèmes formés de i au centre, et 5 aux sommets d'un pentagone. Pour 8, on en a 2 à l'intérieur et 6 à l'extérieur; cette disposition en deux systèmes, l'un intérieur et Taulre extérieur, se poursuit jusqu'à i8 aimants. On a ensuite trois systèmes; un central, un moyen, un extérieur; pour un nombre encore plus grand d'aimants on a quatre systèmes, et ainsi de suite. Mayer a observé les dispositions suivantes :

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