SUR LA CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE DES GÂÎ

F Al HITTORF.

Extraits tradnits de 1 allmiund par A. GcALUnTL

Annalen der Physik und der Chemie, l. CXXWl. i%fi^ p. ■ à 3i «t p. 1971215.

0. Aussi loin qu'on remonte dans la littérature scientifique,

c'est Faraday qui a le premier attiré rattention sur Tapparence spéciale (le la décharge électrique dans Tair raréfié. Dans la Ireiiicme série des Hccherches expérimentales sur C Electricité, qui remonte à l'année i838, on lit :

u Je vais faire connaître maintenant un détail très remarquable de la décharge lumineuse accompagnée delà lueur négative, et qui peut se poursuivre régulièrement jusque dans les décharges de très haute intensité. Deux tiges de laiton sont introduites, par deux cotés opposés, dans une sphère de verre, leurs extrémités en contact; Taircsl fortement raréfié; on y fait passer la décharge d'une machine et l'on écarte leurs e'xtrérnités : ou voit alors à l'extrémité de la ti^e néi.'alive mie lueur permanente, lanrlis que l'autre reste obscure.

» Si Ton au^uKîute la distance on voit apparaître sur la tii^e posilive une haiide de couleur pour|)re dirigée exactement vers la tiire néirati\e; elle' s'allonge cpiand l'écart augmente, mais ne rejoint jamais la lueur uéj^alive, un petit intervalle ohcur les séparant toujours. C^t inleivalle de 7^ à 7^ de pouce semble conserver une position fiie pir rapporta la ti«;e négative; ; la lueur négative ne subit donc |)a> df niodiliealion. Il est curieux de voir ces variations en longueur «le la lueur pourpre positive suivant l'écart des tiges, tandis que 1 e>piU'e obscur et la lueur néf^alive restent immobiles. »

Pendant longtemps au(Hine observation nouvelle ne fut faite >urce pli(''uoinène. Il lepril tout son intérêt quand on le retrouva, \er? nSfx), en étudiant la décharge de la bobine de Ruhmkorlldans If" tubes à gaz laré'fiés.

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7. Le milieu le plus favorable à son observation est l'air, ou plus eïaclemenirazole,carc'est surtout grâce à ses molécules que se produit la lumière de l'étincelle dans l'air. On a en eflel avec lui des lumières ndjralive et positive de couleur très diOérente, la première bleue, la seconde rougeâtre, tandis qu'elles sont généralement semblables toutes deux dans les autres gaz.

La lueur négative de l'air se distingue encore de la positive par une autre propriété. Lorsque sa température devient très haute il se produit sur la paroi du gaz qui l'environne une vive fluorescence, tandis que la lumière positive ne produit rien de semblable. Le verre ordinaire émet ainsi, comme on le sait, une lueur verte, le cristal une Jui^ur bleue.

Dans l'étude des effets produits par la décharge, nous supposerons toujours que nous employons de l'air, quoique les phénomènes signalés existent pour tous les gaz.

8. Les trois parties distinctes, lumière positive, espace sombre et lueur négative, se produisent pour toutes les densités du milieu. A la pression ordinaire, dans la lueur qui suit l'éclair momentané produit par la bobine d'induction, la lueur bleue ne couvre, sur la surface de la cathode, qu'une petite place dont la grandeur diffère peu de celle de la section de l'enveloppe, et il faut, comme Neef et du Moncel, employer un grossissement pour voir l'espace sombre entre les deux lumières de couleur différente. Mais, plus la raréfaction devient grande, plus s'étend, sur la cathode, l'espace où la décharge produit sa lueur. Il grandit surtout très vite quand la force élastique est inférieure à .^'""*.

En disposant dans un tube de 60™*" de large un fil long de 82*" comme cathode ifig- i), la lueur qui commence à Textrémilé la plus

Fijç. I

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voisine de l'anode s'étendit déjà sur toute la longueur pour une pression qui atteignait encore \ de millimètre. La surface d'un fil aussi long qu'on le voudrait serait entourée de

2T-2 BITTOBF.

même en poussant davantage la raréfaction et en choisissant un tube de «liamêtre assez petit ( • ».

il. Quand Ja densité diminue, la lueur ne s'observe plus seulement sur la surface de la cathode, mais aussi dans lespace en\ironnaQt. L'épaisseur de la couche lumineuse bleue qui entoure le pôle négatif croît surtout très vite quand la force élastique est tombée au-dessous de a"", et elle emplit les tubes les plus larges pour les raréfactions les plus parfaites.

Pour une même pression du milieu, la lueur s'étend d^autant plus loin de la cathode que la surface de celle-ci est plus petite. En même temps les tensions qui produisent la même décharge sur les électrodes vont en croissant et la fluorescence du verre devient plus \ive. Pour le montrer on réunit à la pompe à gaz deux tubes cylindriques semblables contenant des cathodes de longueur diflerente formées par un fil placé suivant leur axe, et on les dispose, Tun à la suite de l'autre, sur le même courant d'induction, en faisant un vide suffisant pour que les deux cathodes soient entièrement couvertes par la lueur. L'expérience est surtout instructive si Ton réduit la surface libre de l'un des fils à sa section extrême, en prolongeant le tube capillaire où il est engagé, de façon à avoir une cathode qui est presque un point. 11 se produit autour de celui-ci une lueur en demi-sphère dont le rayon atteint déjà i^*", pour une pression de Tair telle qu'une cathode allongée ne présente qu'une couche lumineuse d'épaisseur impossible à mesurer: ce rayon croît très rapidement quand la pression diminue. Tant qu'il reste petit la lueur négative est séparée de la positive par lin espare sombre: mais, quand la première s'étend, celui-ci finit par rlisparaitre et les deux lueurs se rejoignent.

10. Tout corps solide ou lluide, isolant ou conducteur, qui se trouve dcNant la cathode, limite la lueur tpii s'étend entre lui et celle-ci : il n v a jamais aucune «léviation hors de la li^ne droite.

Si Ion |>ren(l un tube coudé à angle droit et présentant, dans ses deux branches très iné^^ales ^Jig. 2), deux électrodes ponctuellt'S |)lacces aux extrémités, pour une raréfaction croissante la lueur né- ^ati\e em])lit toute la grande branche du tube quand la cathode est (le ( e coté en b. Mais, si a devient le pôle négatif, elle reste limitée à la petite hranche et ne dépasse pas la courbure du tube. La propagation rectilij:ne de la lueur est établie aussi nettement que possible lors-

( ') Le (juatririiie paragraphe de ce Mémoire montre la nécessilé de celle condition.

SUR LA CONDUCTIBILITE ELKCTRIQLE DES GAZ.

qu'elle se produit à partir d^une cathode ponctuelle et va déterminer la tluorescence du verre à des distances un peu grandes; la présence d'un obstacle dans l'espace rempli par la lueur détermine sur la paroi

Kig. i.

tluorescente une ombre nette en arrêtant sur sa surface le cône lumineux ayant pour sommet la cathode.

Nous pourrons donc adm^atre dans la suite que la lueur se propage par lignes droites ou par rayons, et considérer chaque point de la cathode comme le sommet d*un cône de rayons.

Dans un tube cylindrique suffisamment long, muni sur son axe d'une cathode ponctuelle, plus les rayons s'écarteront de Taxe plus ils seront vite arrêtés par la paroi. Pour une pression assez faible on aura à de grandes distances de la cathode un faisceau de rayons sensiblement parallèles ; ceci nous sera utile plus tard.

il. Puisque la lueur s'écarte en ligne droite du point formant la cathode, elle ne doit pas être influencée par la direction de la lumière positive. On le voit très clairement en tournant la cathode ponctuelle en sens inverse de l'anode.

Pour le montrer on a fixé, au milieu d'un large tube, conune l'indique la ligure 3, un tube capillaire b coudé dans lequel est empri-

Kig. 3.

sonné un fil servant de cathode dont la section terminale seule n'est pas recouverte. Une seconde électrode ponctuelle a était fixée à l'extrémité la plus éloignée de la section b. Si la cathode est en b les rayons se pressent dans l'espace bc à partir de la section du fil de plus en plus loin à mesure que la pression baisse, mais ils s'éloignent S. P. 18

i(ii> iir« -a% ««Iacj^ »- ~iik««r ^ fp la !jaie«r poHti^e de l'es-

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ti^i*£u:.' — iuv.kat ~ mSà^ tu iiae. -immcf -ians^ la tî^re 4 Taiis^ette s'étend L.a* «'lU — 11*1'* ^f Jiausrrr a ar^fsentre -ia p>le positif.

."Z. ^•inintf la e t^u. ja juftir prf>imiKe dans Fespace voisin de la •«lai iiK 1 — i j,è=r iniDjrnie. Jiat» eile est formée de trois couches j.«r-tiir*:**>. ni »a dircmii'ie 1 / pii zràce aux variations d'intensité de ;t JiLnir"-^ Mitais :uiiiiLs vut je a*.'i&bre des strates \isibles dans la 'i:xiLt-r* jt Tit^v-f -»-5t 2r-> virraôttf svi^aiil les dimensions et la forme : I ' ij»* I -i^ri : ir^ -il ào.: u i-fîirrîv •?! f^ nature cTu milieu, celui des

L-ii '-.-^ 2r-;^4-.v-* r't'î'tr^ :i-uj«~»ur? ci»n>tant. La cathode est

1'-: i'.-^'2i^r.' Z'iT :" li^^f^ré lumineux étroit et souvent

"-' -T. r - r ..--: :iae C'»uche épaisse peu lumineuse,

t i**f :- ••*?.t. yii îr sr-pare tie la strate la plus brillante.

:.i *-*^-' t i i.-tnte :' lae t*ooQ continue avec la raréfaction. A

:. -rji.-^ -..-r tu^iiientr» aussi avei* I intensité du courant.

DenziéiM Hémoire. p. 213, § 5.

iî^. L^s rerherches du paragraphe précédent conduisaient au résultat -.iji\<int : il se produit dans le voisinage de la cathode des phénorn^-ne- j^arliruliers qui ne permettent pas à réieclricité de se propager comme dans la lumière positive, où elle va droit devant elle, et qui em|)échent ce courant d'entrer dans la surface négative. On doit