J. STARK

oat aécessaîremenl une énergie cinétique déterminée pour pouvoir produire Tionisation, ils doivent donc parcourir de la cathode àl'inlérieur de cette aigrette une chute de potentiel minimum qui est leur potentiel d*ionisation pour la vapeur correspondante. Cette chute de potentiel, la chute cathodique, doit donc nécessairement exister si les ions positifs se forment devant la cathode. L'existence de celle chute cathodique et la haute température de la base cathodique du courant sont donc deux conditions indispensables pour la formation de Tare. La première doit être remplie pour qu'il se forme devant la cathode des ions positifs, la seconde pour que celle-ci émette des ioas négatifs.

Puisque cette chute cathodique de l'arc représente un potentiel d*ionisation nous devons nous attendre à ce qu'elle soit indépendant^ de rintensité du courant, de la température et de la pression del^ vapeur, comme le montrent la théorie (voir le Mémoire précédent r? §5) et les mesures; par contre elle dépend du métal de la cathode er • elle est caractéristique de l'élément chimique correspondant (VII).

§ 5. — Chute anodiqae.

Tandis que le mécanisme de la formation réciproque des ionspo— sitifs et négatifs assigne à la chute cathodique de l'arc une valeur constante, la chute du potentiel à l'anode est au contraire un phénomène secondaire variable avec des circonstances secondaires. Cette chute de potentiel est nécessaire pour que les ions positifs soient poussés constamment par la force électrique hors de la couche de vapeur entourant Fanodc. Il y a trois cas principaux à distinguer pour sa valeur.

I** L'anode peut être solide et non fortement échaurtee, et la cathode assez prés pour que l'anode soit touchée par l'aigrette cathodique. Dans ce cas il se forme constamment et immédiatement devant l'anode, et sous l'action des électrons-ions négatifs venant de la cathode, des ions positifs nouveaux pour compenser la disparition de ceux qui partent. La chute anodiquc est donc faible, c'est ainsi qu'elle atteint à peine 3 volts dans la vapeur de mercure avec une anode de fer refroidie pour un courant de 5 ampères (Vil).

2" L'anode peut ne pas être portée au rouge et ne pas être atteinte par l'aigrette cathodique. Dans ce cas elle est recouverte de la couche anodique et la chute anoditpic doit être maintenant assez grande pour que les éleclrons-ions négatifs qui subissent cette variation de

LE MÉCANISME DE l'ARC ÉLECTRIQUE. 755

potentiel produisent des îons positifs par leur choc immédiatement à la surface de l'anode. Elle doit donc être au moins égale à la chute cathodique, par exemple à 6,5 volts dans la vapeur de mercure au contact du mercure liquide (Vli).

3" L'anode peut être recouverte de la couche anodique et être portée au rouge blanc. Dans ce cas il se produit à sa surface, par suite de la haute température une force électromotrice intérieure qui tend à repousser les électrons-ions négatifs dans Tespace occupé par la vapeur, contrairemeat a l'action du courant. Cette force contraire doit donc être compensée par une augmentation de la chute de pi>lentiel à Tanode. Celle-ci s'abaissera d'ailleurs si l'on refroidit l'anode (V, p. 269; VII).

§ 6. — Potentiel minimam de l'arc.

On appelle ainsi la différence de potentiel des électrodes lorsqu'elles sont placées aussi près que possible l'une de l'autre. L'existence de ce potentiel minimum qui doit exister entre les électrodes pour que l'arc se produise résulte évidemment des deux conditions que nous venons d'expliquer : Une chute de potentiel cathodique de valeur déterminée et déplus une certaine chute anodique. Le potentiel minimum (m) de l'arc est donc égal à la somme de la chute cathodique (A: ) et anodique (fi). Dans l'expression

/est constant, a et par conséquent /// varient suivant les conditions secondaires de l'expérience. La valeur de m est de i3 volts pour un arc au mercure avec anode de mercure entourée de la couche anodique; elle est de 8 volts pour une anode de fer atteinte par l'aigrette cathodique.