LA MOBILITÉ DBS IONS ET LEUR VITESSE DE RECOMBINAISON

dans la boîte métallique contenant le tube de Crookes, ce dernier juste au-dessous du bocal.

Pour déterminer la conductibilité rémanente, on faisait fonctionner la bobine pendant quelques secondes, puis on l'arrêtait. A intervalles déterminés après la disparition des rayons, on appliquait une grande force électromotrice à l'armature extérieure du bocal, et l'on déterminait la quantité d'électricité cédée à l'électrode centrale.

Un pendule servait d'interrupteur pour couper le circuit de la pile et appliquer Im force électromotrice à différents intervalles. Une sphère pessnte en fer était suspendue par un fil métallique long de3"yi5y et les contacts rompus par une petite tige fixée au-dessous de la sphère.

La figure s représente la disposition de l'expérience. Le circuit primaire de la bobine était fermé par le levier de laiton AB, qui pressait conlre un support de cuivre C. Le pendule, en frappant le

Fig. 2.

fareoun du fiindule

batterie d 'aecum uia teurt

TêPi*9 y ' il Terre

le\ier AB, le repoussait loin de C et rompait le circuit. Pour appliquer une force électromotrice élevée à un instant déterminé, on avait recours à une méthode de shunt de fonctionnement très pratique. Une batterie de cent petits accumulateurs avait un pôle relié à la terre, et l'autre au support de cuivre E, par l'intermédiaire d'une résistance élevée R en charbon. Un fil métallique reliait E au papier d'étain recouvrant l'extérieur H du bocal conducteur. Le levier DF, maintenu pressé contre E par un ressort, était soigneusement mis en communication avec le sol. Par suite, le levier étant en position, le vase H était presque exactement au potentiel zéro, car la résistance du levier DF et des conducteurs reliés au sol était très faible comparée à la résistance en charbon R. Quand le pendule venait frapper le levier DF, la communication avec le sol était rompue, et le bocal H

624 E. RUTHKRFORD.

immédiatenieiit chargé au potentiel de la batterie. En faisant varier la distance comprise entre les deux leviers, on pouvait faire varier entre certaines limites l'intervalle de temps compris entre la rupture du circuit primaire et l'application de la force électromotrice.

Aussitôt après le passage du pendule, le levier DF revenait en place, ramenant ainsi de nouveau le vase H au potentiel zéro. Pour éviter une déviation brusque de l'électromètre lors de l'application de la force électro motrice au vase H et de son enlèvement, l'électromètre n'était pas relié directement à L avant que le levier n'ait été remis en place. La capacité M était introduite afin d'empêcher le potentiel du circuit LM d'atteindre une valeur élevée lors de l'application de la force électromotrice au vase H.

On trouvait que l'application et l'enlèvement de la force électromotrice, à eux seuls, ne produisaient aucun effet sur l'électromètre; mais, quand les rayons avaient agi sur le gaz contenu à l'intérieur du bocal, il y avait toujours une déviation de l'électromètre, montrant que l'électrode L avait reçu une charge de même signe que le pôle de la batterie.

Comme la force électromotrice employée dépassait habituellement 200 volts, valeur suffisante pour saturer complètement le gaz, la quantité d'électricité qui traversait le gaz était proportionnelle au nombre n des ions présents dans le gaz au moment de l'application de la force électromotrice, tandis qu'en appliquant la force électromotrice aussitôt après la disposition des rayons, on obtenait le nombre total N .

On pouvait donc ainsi complètement déterminer la vitesse de recombinaison des ions, car on pouvait calculer très exactement les temps mis par le pendule pour passer d'un levier à l'autre.

Le Tableau suivant montre de quelle façon variait la déviation de l'électromètre avec le temps écoulé depuis la disparition des rayons, le bocal étant rempli d'air débarrassé de toute poussière.

Intervalle de temps Dévialion

en secondes. de réiectrométre.

La valeur de la déviation est pratiquement constante pendant en-

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vîron o%i après que les rayons ont disparu. Après un intervalle de 4% Tair possède encore une conductibililë appréciable.

Puisque les gaz ont des conductibilités extrêmement différentes sous Faction des rayons de Rcintgen, il faut s'attendre à ce que la vitesse de recombinaison soit différente pour les divers gaz.

Les Tableaux suivants donnent les intervalles de temps T nécessaires pour que le nombre des ions tombe à la moitié du nombre primitif. L'intensité de la radiation était sensiblement la même pour tous les gaz.

Conductibililë comparée T à celle de l'air prise

Gaz. en secondes. pour unité.

Hydrogène o , 65 o , 5

Air o,3 I

Gaz chlorhydrique o,35 ii

Gaz carbonique o,5( i ^i

Gaz sulfureux o,4^ 4

Chlore o,i8 i8

11 ne semble pas y avoir de relation simple entre les valeurs de T et les conductibilités : cependant, règle générale, on peut admettre que la valeur de T diminue quand la conductibilité augmente.

On a trouvé, toutefois, que la vitesse de recombinaison n'est pas toujours la même pour le même gaz, en employant la même intensité de radiation, mais dépend beaucoup de la quantité de poussière en suspension dans le gaz, ainsi qu'on le verra un peu plus loin.

Inflaence de l'intensité de la radiation sur la valeur de T.

On a trouvé que l'intensité de la radiation pour un même gaz a une grande influence sur la valeur de T. C'est ce que des considéralions théoriques permettent de prévoir, car, des équations (i) et (4), on déduit

Si donc a est une constante pour un même gaz dans le même étal, T

varie en raison inverse de \/q. Cette relttion a été vérifiée expériluenlalcment, car q est proportionnel à l'intensité de la radiation, qui varie elle-même en raison inverse du carré de la distance à ranipoule productrice des rayons.

626 K. BUTHERFOED.

Par exemple, pour une intensité déterminée de la radiation, la valeur de T était o%25. En plaçant une feuille épaisse d'aluminium au-dessous du récipient conducteur, ce qui réduit Tintensilé de la radiation à -J- de sa valeur primitive, la valeur de T s'est élevée à o%6.

Pour une faible radiation, les valeurs de T sont beaucoup plus grandes que pour une forte radiation.

Temps écoulé en

secondes.

Déviations

Le Tableau ci-dessus montre la variation de la conductibilité rémanente avec le temps pour une très faible radiation. La valeur de T est d'environ 3% et même, au bout de 16*, -j^ du nombre primitif d'ions sont encore non combinés.

De l'air situé à 1'" d'un tube de Crookes ordinaire possède encore une proportion tout à fait notable de sa conductibilité plus d'une minute après que les rayons ont disparu.

Influence des fines particules suspendues dans nn gas snr la vitesse

avec laquelle il perd sa conductibilité.

On a trouvé que la valeur de T variait beaucoup pour le même ^az avec la même intensité de radiation. Si, par exemple, on faisait passer pour la première fois du chlore dans le récipient, la valeur de T élaîto*,i9; après un séjour de i heure, la valeur de T s'élevait à o%3, bien que la conductibilité du gaz mesurée par la méthode habituelle fût trouvée inaltérée. On a constaté dans tous les cas que les gaz récemment préparés perdent leur conductibilité plus vite que lorsqu'on les a laissés en repos pendant quelque temps.

La raison de ce fait n'était pas évidente au premier abord, mais les expériences ultérieures sur l'influence de la poussière dans l'air ont conduit à la conclusion qu'il était dû à la présence de matières finement divisées, liquides ou solides, existant dans le gaz frcuchemenl préparé. On a trouvé la valeur de T plus grande pour un gaz ayant circulé dans un long lubc plein d'ouate que si l'ouate était enlevée.