PRODUCTION DES IONS PAR LRS CHOCS DES IONS POSITIFS DANS LES GAZ

Ce résultat peut aussi s'établir par la théorie. Le rapport - est égal

à —y V étant la différence de potentiel entre les plateaux et m étant

la masse du gaz contenu dans l'espace compris entre les plateaux. Delà,

a X n=z m/( — j et a x ^ = m^ (—),

de sorte que le rapport

qui est fonction de a x a et de a X P, peut s'exprimer en fonction de r et de m. La même conclusion découle de considérations élémentaires. Quand un ion passe d'un plateau à l'autre, le nombre des rollisions dépend de la quantité m de gaz compris entre les plateaux; cl, si cette quantité et la différence de potentiel v sont constantes, la rhute de potentiel le long du parcours effectué entre deux collisions sera aussi constante. Dans ces conditions, les vitesses des ions au moment du choc et le nombre total de collisions ne changeront pas quand la distance des plateaux changera. Donc, pour chaque ion partant du plateau négatif, le nombre de nouveaux ions produits dans le gaz sera déterminé quand i^ et m seront donnés.

8. La comparaison des courbes montre qu'il faut des champs beaucoup plus intenses pour produire de nouveaux ions par chocs des ions positifs dans l'air que dans l'hydrogène. Si l'on regarde l'ion positif comme étant à peu près de la même dimension que la molécule (lu gaz dans lequel il est produit, les libres parcours d'un ion positif clans l'hydrogène seront i ,85 fois plus longs que les libres parcours d'un ion positif dans Tair à la même pression, ce nombre étant le rapport des chemins libres moyens des molécules dans l'hydrogène et ïlans l'air (Mkyer, Klnetic theoryof gases). Il est intéressant de comparer le nombre d'ions qui seraient produits par centimètre par un ion positif dans l'hydrogène à i'"'",85 de pression et le nombre qui serait produit dans l'air à i'""* de pression, pour le même champ électrique. Les longueurs des libres parcours et le nombre de collisions par centimètre sont les mêmes pour les deux gaz; les chutes de potentiel le long des libres parcours seraient aussi les mêmes pour le même champ.

Comme exemple, on peut prendre le cas du champ de 3^0 volts par

centimctrc. Pour Tair à i™"* de pression, ^ = 0,018 quand X = 3-o

eip = I . Pour rhydrogène, - =: 0,09 quand — == 200 ; de sorte que,

si X = 3-0 et /) =: 1,85,3 ^= 0,166. Le rapport des valeurs de ^ donne le rapport des nombres d'ions produits par centimètre dans les deui gaz; pour ce champ particulier, il y a donc environ neuf fois plus d'ions produits dans Thydrogène que dans Tair, pour le même nombre de collisions et la même chute de potentiel entre les collisions. Ce résultat justifie l'hypothèse que l'ion positif dans l'hydrogène a une masse plus petite que l'ion positif dans l'air, de sorte que le premier acquiert une vitesse plus grande en parcourant une distance donnée sous riniluence d un champ donné. Ce résultat peut aussi s'interpréter en supposant que les ions positifs sont de même masse dans l'air et dans l'hydrogène et que la vitesse nécessaire pour produire des ions à partir des molécules d'air est plus grande que celle qui est nécessaire pour produire un semblable effet sur les molécules d'hydrogène. Cette explication n'est pas en accord avec ce que faction de l'Ion négatif dans les deux gaz nous aurait fait attendre.

On peut voir, d'après les recherches précédentes ( ' ), que les molécules dair sont ionisées par les ions négatifs pour des vitesses, au moment du choc, un peu plus petites que les vitesses nécessaires pour ioniser en quantité égale les molécules d'hydrogène.

9. La chute de potentiel nécessaire pour communiquer à l'ion positif une vitesse suffisante pour produire de nouveaux ions par chocs, est plus petite que la différence de potentiel entre les électrodes, nécessaire pour produire un effet, du à cette cause, facilement décelable expérimenlalemeul. Nous pou>ons trouver l'ordre de grandeur de celle différence de potentiel si nous supposons que le chemin libre moyen d'un ion positif est le (juart de celui d'un ion négatif; delà sorte, en traversant i'"' dair à la pression de i"*'", un ion positif ferait 60 collisions. Prenant, par exemple, le cas où le champ est de yoo volts par cenlinirtre, la valeur de 3 est 0,1 4 quand la pression est de i"'"';el ainsi, i^ nouveaux ions seulement sont produits en moyenne pour cnvirou ()ooo collisions. Sup|>osons que les nouveaux ions soionl pro- (luils par les rliocs qui lernuuenl les \\ plus longs parcours. En licnérai, sur \ parcours de longueur uiovenne /. le nombre )' de ceui

(') J.-S. 'l'ow.NSl.NO, lyo3.