IM0N

ia position médiane ne soil pas complètement symétrique. Oatre que ces variations sont très petites, elles sont aussi sans importance pour le but proposé, car il suffit de connaître la forme réelle du champ. La cause de cette asymétrie peut être recherchée dans ce fait que les deux bobines n^ont pas exactement le même axe. A l'aide de cette courbe du champ ainsi obtenue, les doubles intégrales figurant dans les équations (i3-i5) furent calculées, par la méthode graphique.

(L'intégrale simple jWdx est représentée dans la figure 8 par la

courbe IL 1

Connaissant les dimensions de la bobine, on peut calculer l'intensite absolue du champ au point milieu de l'axe d'après la formule

n signifie le nombre de tours par centimètre; £, l'intensité en ampères; /, la demi-longueur des bobines, et a leur rayon. Si l'on caloule d'abord H4 en supposant un enroulement qui se continue d'une bobine à l'autre, et ensuite H2 pour une bobine dont la longueur est égale à la largeur de l'intervalle (18™'", c'est-à-dire la distance des deux spires les plus intérieures), H« — Ha est alors l'intensité au milieu de l'axe, à l'intérieur de la fente (H m). Le calcul donnait le résultat suivant :

Hi =5,11 C.G.S., H, =o.658 C.G.S., H max = ^j^bi CG.S. pour le courant i =s i ampère.

Étant donné que les irrégularités de l'enroulement, qui ne peuvent être évitées malgré tout le soin pris lors de l'arrangement, exercent une notable influence sur la grandeur de l'intensité du champ, on fît encore une mesure absolue, par comparaison des bobines avec une simple spire circulaire.

II en résulta :

Hmax = 4|398.

Celte valeur diffère de celle qui a été calculée d'après les dimen* sions des bobines de 1,2 pour 100 et doit être prise comme base pour tous les calculs suivants.

IkffOn DK LA CHABGB ELECTRIQUE A LA MASSE DES RAYONS CATHODIQUES. 727

IT. — DéTiation des rayons cathodiques.

a. — Tube et arrangement.

Le tube employé dans les recherches sur la déviabilité magnétique avdit la forme et les dimensions suivantes :

A un cjlindre de verre a de 9*^'" de long et 3*^'° de diamètre se reliait un autre tube plus étroit, 6, de 20*^"* de long et i*^"*,2 de diamètre. De plus, à b était fixée une pièce r, à laquelle était encore soudé un tube de verre rf, courbé à angle droit (voir Jig, 9). Aux extrémités de

zi±

FiR- 9-

Shi

6, c et rf, se trouvaient des rodages. Le tube b servait à l'introduction de la cathode, consistant en un disque circulaire de cuivre e, de 9

7^8 s. SIMON.

de diamètre et 2"*"", 5 d'épaisseur. Elle était fixée à un fil de cuivre qui servait à la conduction et était mastiquée dans le tube y*.

L'anode consistait en un cylindre de laiton g de 7*^"*, 5 de long et de a*^", 8 de large. A l'une de ses extrémités était appliqué un tube de laiton. h plus étroit, de 5*^"*, 5 de long, qui pénétrait dans le tube de verre ^. Un fil fin, /, était tendu devant l'ouverture terminale de A, et sonombi^e était observée (/î^. 10). L'anode était reliée électriquement par le fîl de cuivre k mastiqué dans le tube de verre c. Le contact était obteràu par un balai de fils fins qui se pressaient fortement contre le tube de laiton A.

Le tube de verre a était fermé par une lame résistante, portant ane division millimétrique. Sur sa face tournée vers le tube, cette lame était enduite d'une mince couche de craie, qui brille d'une lueur rouge sous le choc des rayons cathodiques. Pour rendre la division visible, la craie fut enlevée des traits de division avec une fine aiguille, afin que les traits, ainsi débarrassés, se détachassent en sombre sur le fond de craie Quorescente. Contre toute attente, les traits apparaissaient cependant brillant d'un rouge clair sur le fond de craie plus sombre. Le phénomène est probablement le même que celui qui est employé dans la méthode récemment introduite dans la pratique par Martens (*) pour l'éclairage des traits d'échelle.

Le mode d'expérience, comme cela a été mentionné au début, suit celui de Kaufmann. Le pôle négatif d'une machine à influence I, actionnée par un électromoteur, était relié par l'intermédiaire d'un commutateur B, à un électromètre de Braun et à la cathode.

Le pôle positif de la machine, lié à la base de l'électromètre et à l'anode, était mis à la terre, de façon qu'à l'intérieur du cylindre constituant l'anode, le potentiel restait nul.

Le tube était relié par la pièce d à une machine pneumatique à mercure automatique. La pression du gaz (l'air fut seul employé) n'était pas mesurée, car cela était sans importance pour la question actuelle. L'électromètre fut étalonné avec une batterie d'accumulateurs de 43oo volts et pour les plus hautes tensions au moyen d'une balance électrostatique. Pour l'exécution de cet étalonnage, j'ai une grande reconnaissance à M. A. Orgler. La place du tube à l'intérieur des bobines et la disposition d'ensemble sont visibles sur la figure 1 1 . Les déviations éprouvées par les rayons cathodiques lors de l'excitation du champ, et aussi lors du renversement du courant,

(^) F. F. Martens, Wied. Ann., t. LXII, 1897, p. 206-208.

a.iPPO«T DE LA CHAKGK eLBCmiQUE A LA MASSE DBS EATONS CATHOOIQCES. 7^9

sont données par Tombre du (il anode sur la division ; en même temps 00 mesure le potentiel et Fintensité du courant. Dans les expériences

Fig II.

OQ veillait à ce que les déviations ne fussent pas plus grandes qu'un centimètre, car les calculs approchés, donnés plus haut, ne sont pas valables pour de plus grandes déviations.

b. — Orientation du tube cathodique.

La position exacte du tube est déterminée par cette condition que le chemin des rayons non déviés coïncide avec la direction de Taxe OX, et, en outre, soit à angle droit sur la direction des lignes de force (axe OY). Comme on ne pouvait, a priori^ déterminer exactement la direction des rayons cathodiquesjà Tintérieur du tube, on Tobtenait par une expérience préalable, et le tube était ensuite fixé entre les bobines à une hauteur telle que la ligne joignant le milieu de la cathode et Tombre du fil anode coïncidât exactement avec Taxe OX. La seconde condition était assurée simplement par la disposition des bobines et du support de bois portant le tube.

L'orientation dans le champ magnétique du fil anode et de la cathode, dont la position réciproque est donnée par les considérations

73o s. SIMON.

développées page 719, et aussi la détermination de la longueur di chemin parcouru par les rayons, durent être réalisées avec la pliif grande exactitude.

De petites irrégularités dans ces déterminations, particulièrement dans celle de la longueur du chemin parcouru (la déviation variant comme le carré de cette longueur), influencent le résultat d'une façon déjà très importante. Les déterminations se faisaient optiquement et résultaient d'un grand nombre de mesures séparées.

c. — Étude des corrections.

Avant d'arriver au calcul définitif de - » il est encore nécessaire

d'exposer la considération suivante, qui, a priori, indique la possibilité d'une correction au résultat.

Si dans la figure 12 la distance a — b' représente la trajectoire du rayon non dévié, a — b celle du rayon dévié, il est clair qu'en chaque point de a — 6 il y a une autre intensité de champ qu'en la projec —

Fig. 12.

tion de ce point sur l'axe OX, pour laquelle le champ a été mesuré. La forme du champ pour le rayon dévié diflere aussi de celle qui a été obtenue par la mesure du champ, et il faut examiner jusqu'à quel point cette circonstance est susceptible de produire une modification du résultat.

L'équation approchée de la courbe du rayon dévié s'écrit

Dans les expériences de déviation indiquées dans le Tableau I {voir plus loin), la valeur moyenne des déviations lues est de z = o*^™,8i5. Partant de cette donnée, on peut construire point par point le chemin approché du rayon dévié. On en déduit pour chaque point du chemin la grandeur de la déviation et l'on peut ensuite déterminer l'intensité du champ en chacun de ces points. Sur la

^APPOBT DB LA CHABGB ÉLBCTRIQUB A LA MASSK DES RAYONS CATHODIQUES. 781

figure i3, on voit comment ce résultat s'obtient. Le point O représente le milieu du diamètre des bobines, c'est-à-dire un point de leur axe où l'intensité du champ est maxima (H„,„); a — b est une partie du chemin dévié. En décrivant un cercle de O comme centre avec Oa comme rayon, ce cercle coupe l'axe OX en d. L'ordonnée H^

Fig. i3.

de la courbe du champ correspondant à ce point donne l'intensité du champ existant au point a du chemin. On obtient ainsi pour le poiot a une intensité de champ H^'.

De cette façon on peut construire par points la courbe corrigée du champ. En effectuant maintenant, pour la courbe du champ ainsi

otlenue, la construction de la courbe / H dx^ il en résulte que celleci s'écarte si peu de l'autre que cette différence peut être négligée. Par exemple en choisissant un point a de la trajectoire pour lequel Oc=:3*'"', la déviation ca est égale à o*''",523. Cela donne pour cd une longueur de o'^'",o4; d'où résulte une correction de la valeur du champ de — o,o5 pour loo seulement. A une distance de 7*" de l'axe, ca est égal à o*^"', 229 ; on obtient alors pour cd la valeur o*^"*, oo4 et une correction correspondante du champ d'environ — o,3 pour 100. Mais comme cette valeur relativement élevée de la correction n'est atteinte qu'au commencement seulement de la trajectoire, c'est-à-dire sur une distance qui ne contribue que pour une très petite part à

l'intégrale / H dx qu'on doit ensuite calculer, on constate alors avec

facilité que la correction totale s'élève en tout à moins de o, i pour 100. Ce résultat, très favorable, n'est pas dû au hasard, mais à la disposition particulière du tube. En effet, dans les régions où le champ est très rapidement variable, les déviations du rajon sont très petites,