SUR LA CHARGE BLBCTRIQUE TRANSPORTEE PAR LES IONS

sa valeur initiale, est

où p est la pression due à la différence de niveau du mercure dans les deux branches du manomètre.

Donc, si C| et v^ désignent les volumes initial et final,

1^, Pi n — ic

Vi pj n — Tc — />

A est le vase dans lequel on mesurait la vitesse de chute du brouillard et la conduclivité du gaz. C'est un tube de verre de 36""" de diamètre environ, recouvert d^une plaque d'aluminium; un morceau de papier buvard humide est placé contre la face inférieure de la plaque et le courant électrique passe du papier buvard à la surface horizontale de l'eau dans ce récipient. Le papier buvard a pour fonction d'empêcher l'ionisation anormale qui se produit près de la surface d'un métal frappé normalement par des rayons Rontgen. M. Langevin a montré que cette ionisation est pratiquement nulle quand les surfaces sont humides.

La bobine et le tube focus produisant les rayons étaient placés dans une grande caisse en fer D soutenue par des supports; un trou percé dans le fond de la caisse était fermé par une fenêtre d'aluminium. Le récipient A était placé au-dessous de cette fenêtre et l'ampoule productrice des rayons à quelque distance derrière elle, de sorte que le faisceau de rayons qui sortait de la caisse n'était pas très divergent. On réduisait l'intensité des rayons au degré voulu en interposant des feuilles de papier d'étain ou d'aluminium en nombre convenable entre l'ampoule et le récipient. La caisse D et la plaque d'aluminium qui fermait A étaient reliées au sol et à l'une des paires de quadrants d'un électromètre. L'autre paire était reliée à la surface de l'eau, qui était chargée par l'un des pôles d'une pile formée généralement de deux éléments Leclanché dont l'autre pôle était à la terre. Après avoir chargé la surface on l'isolait et l'on vérifiait l'isolement de l'appareil en observant s'il n'y avait pas de fuite quand les rayons ne passaient pas : si l'isolement était reconnu bon, on faisait passer les rayons, et la charge commençait à fuir; en mesurant la vitesse de fuite on pouvait déterminer la quantité d'électricité qui traversait en i seconde le gaz exposé aux rayons, à condition de connaître la capacité du système. La capacité réelle du système formé par le récipient qui se décharge, les fils de connexion et les

quadrants de rëlectromèlre, dépend dans une large mesure de la charge de ce dernier et croit si rapidement avec elle, que la vitesse de déplacement de l'image lumineuse réfléchie n'augmente plus que très lentement quand la charge de Télectromètre a dépassé une certaine valeur. Le calcul suivant en donne la raison.

Soient Qi la charge du système formé par l'une des paires de quadrants et l'appareil qui lui est relié, V| le potentiel de cette paire de quadrants, V2 celui de la seconde et V, celui de l'aiguille; on a

où 9,1, y, a, <jr,, sont les coefficients de capacité. Soit 8 l'azimut de l'aiguille; quand les deux paires de quadrants et l'aiguille ont le même potentiel, Q, ne dépend pas de ^ si les quadrants sont symétriques par rapport à l'axe de l'aiguille. On a donc

^yii dçit dqii

rfe ^ rf6 "^ </e ""

Si l'aiguille est d'abord placée symétriquement par rapport aux quadrants, on a approximativement

dH quand 0 est petit.

Si doncc|ii, «^is désignent les valeurs de q^yÇa quand 8 = 0, on a approximativement, en posant p = -^>

et

Qi = ^iiiV,-4-^„v,H-.i„Vs-hpe(V,-v,).

Si V2=o on a, puisque la déviation de l'aiguille est à peu près proportionnelle au produit de la diH'érence de potentiel entre les quadrants par le potentiel de l'aiguille,

0 = A:V,V3, d'où

Q. = qiiV,^.l„V3-^^pV,V|-A:pVîVa;

le quatrième terme du second membre est petit vis-à-vis du troisième; on a donc

SIR LA CHARGE ÉLECTRIOI^E TRANSPORTÉE PAR LKS IONS. 8ll

La capacité effective est donc

On mesurait la capacité efl'ective en reliant aux quadrants un condensateur à plateaux parallèles et observant, pendant que le système était isolé, le changement amené dans la déviation par une augmentation connue de la distance des plateaux. Soient C et C les valeurs delà capacité du condensateur dans la première et la seconde position, V| et V'^ les potentiels correspondants, on a

Q, = (.InH- C )Vt -u .1,3 V,H- pk\, Vf = (^11+ C')V; + .i„ V3-^ pk\\ Vî ; d'où

V|el \\ sont proportionnels à la déviation dans les deux cas, C et C connus; Téquation permet donc de calculer ^^n-H^A'VJ, capacité effective du système.

Si, pendant l'action des rayons, le mouvement de Tindex lumineux indique une variation de potentiel de V volts par seconde, la quantité d'éleclricité qui traverse pendant ce temps la section droite du récipient exposé aux rayons est CV. Mais, si n est le nombre des ions, positifs et négatifs, par centimètre cube de gaz, Uq leur vitesse moyenne pour un champ de i volt par centimètre, A la surface des plaques, E Tintensité du champ, cette quantité d'électricité est égale

à/iewoEA, et Ton a

CV = neuoX ;

desorle que, si Ton connaît n et Uqj on peut tirer de celte équation la Valeur de e.

Les expériences étaient faites de la manière suivante : Od reliait la plaque d'aluminium et la surface de l'eau aux pôles de deux éléments Leclanché, et Ton mesurait la vitesse de chute r^ des gouttes produites par la délente en Tabsence des rayons; on faisait passer les rayons, et l'on mesurait la vitesse de chute /*a du brouillard produit par la détente; on supprimait les rayons, on faisait une troisième détente, et l'on mesurait la vitesse de chute r^ du brouillard; si /'j était inférieur à ri d'une quantité appréciable, on en concluait que les ions produits par les rayons étaient trop nombreux pour avoir été captés par une seule détente, et l'on diminuait Tintensité des rayons en interposant une feuille d'aluminium entre l'ampoule et le

8ia J.-J. THOMSON.

récipient; on recommençait les opérations jusqu'à ce que rj fût égal à Ti, et Ton admettait alors que tous les ions étaient captés parle brouillard dû à la détente. On déduisait la grosseur des gouttes de leur vitesse de chute d'après la formule

^^ " 9 P- * Si q est la masse d'eau déposée par centimètre cube de gaz, on a

q — 71 -ira».

La méthode employée pour déterminer q est celle qu'a donnée Wilson (/oc. cii,^ p. 299). On a

où L désigne la chaleur latente d'évaporation de l'eau, G la chaleur spécifique du gaz à volume constant, M la masse spécifique du gaz, ^2 la plus basse température atteinte pendant la détente, t la température au moment où les gouttes sont complètement formées. Puisque

où Pi est la densité de la vapeur d'eau avant que la condensation commence et p la densité à la température /, on a