SUR LA CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE DBS GAZ

d'après cela présumer que la conductibilité est liée au phénomène de la lueur.

En fait les rayons de la lumière négative se conduisent vis-à-vis de Taimant comme un flux unique qui, diaprés sa direction, pénétrerait en se pressant dans la cathode, en venant des alentours.

50. D'après la loi que Laplace a déduite des expériences de Biot et Savart, il existe, entre un élément d'un courant linéaire et le pôle d'un aimant infiniment mince, un couple de forces qui sont dirigées perpendiculairement au plan mené par le pôle et l'élément de courant, et dont l'intensité est proportionnelle à l'inverse du carré de leur dislance, et au sinus de l'angle formé par l'élément de courant et la ligne qui le joint au pôle.

Pour un aimant indéfini les lignes de force magnétiques sont précisément des droites issues du pôle. La force qui s'exerce sur l'élément de courant est donc normale au plan passant par cet élément et par la ligne de force magnétique du point où il est actuellement. La règle d'Ampère détermine celui des deux sens de cette normale qu'il faut prendre pour chaque cas. Pour un observateur qui nage dans le sens du courant et qui voit devant lui le pôle, la force est dirigée à droite s'il s'agit d'un pôle nord, à gauche dans le cas contraire.

51. Pour que la lueur se conduise aussi simplement que possible, utilisons un faisceau de rayons sensiblement parallèles comme il s'en forme sur la section d'un fîl qui est entouré dans toute sa longueur par un petit tube de verre (n** 10). Il est nécessaire de choisir un fîl dont la section ne soit pas trop petite (i^ à 3 millimètres) et une tension de l'air assez faible ({ à ^ de millimètre). Le faisceau est alors très net, il s'étend à une dislance de plusieurs pieds et produil, partout où il rencontre la surface du verre, une vive fluorescence qui facilité les observations. On peut suivre ainsi, dans toutes les directions, l'action de l'aimant pourvu que le verre de la paroi soit peu épais et que le fil occupe assez de place dans l'intérieur. Les meilleurs réci-

Fig. 5.

pienls à employer sont un tube cylindrique de 3o'°' à 40*^" de long et de 4-'>"*"' à 60"^"' de large {fig^ 5), et une ampoule sphérique de 6'^" à lo*"" de diamètre {fi g* 6).

2T6 hittorf.

L'électro-ainianl clonl nous nous sen irons est formé par deux cylindres de fer de lo*""' de diamètre et de 5o*""' de longueur, réunis par un morceau de fer à section carrée de lo**" de coté et entourés parles

deux bobines. Le courant qui les traverse passe dans un rhéostat pour pouvoir modifier à volonté le champ magnétique créé. Ce rhéostat est constitué par un cylindre renfermant une dissolution de sulfate de zinc et d'acide sulfurique étendu. Les extrémités sont formées par deux plaques de zinc amalgamé de 9*""' de diamètre, dont Tune peut se lever ou s'abaisser pour modifier sa longueur et par conséquent sa résistance.

o!2. La loi de Laplace, qui régit tous les courants, s'applique aussi bien à la lumière positive et à la lumière négative. Tant que raimanl reste faible les mouvements qu'elles accomplissent dans le tube cylindrique restent presque semblables, mais leur ditVérrnce s'accentue avec rinlensilé du champ.

La lueur rayonnante se comporte comme un courant linéaire infiniment minc(», rectiligne, sans poids, rigide à son extrémité voisine de la section négative. \ son autre extrémité et dans toute sa longueur elle suit les forces qui s'exercent entre 1 aiuiant et chacun de ses éléments sans être aucunement iniluencéepar la situation de rano(ie,(]ue celle-ci soit éloignée ou rapprochée. La lumière positive réunit le> rayons (|ui ont pris cette position à Tanode, rôle qu'explique la faible résistance qu'il y a dans un milieu fortement raréfié. On a donc en somme l'apparence d'un conducteur souple sur toute sa longueur, fixe à ses deux extrémités, et qui suit la force magnétique dans le^ conditions indiquées.

En tenant com|)te de cette distinction entre les deux lumières, les

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apparences que prend, suivant la position de Taimant, un faisceau de rayons parallèles sont faciles à comprendre.

53. Faisons d^abord agir un seul pôle d^aimant en ne prenant quun côté de rëleclro-aimanl.

Le lube cylindrique a son axe parallèle au plan qui forme l'extrémité de l'aimant. On a un pôle nord, dont la puissance est d'abord assez faible, en intercalant sur le courant toute la longueur du rhéostat.

Le faisceau négatif, qui était d'abord dirigé suivant l'axe du tube et entourait l'anode, ce qui empêchait de voir la lumière positive, s'incline à droite d'un observateur arrivant sur la cathode en regardant le pôle de l'aimant. L'anode apparaît alors librement et l'on voit la lumière positive se courber du même côté dans l'espace débarrassé des rayons négatifs.

Si l'on augmente le champ magnétique en diminuant la résistance, la courbure des rayons négatifs s'accroît et il se forme, au côté droit de la tranche formant cathode, des tortillons qui se rétrécissent aussitôt. En même temps la lumière positive s'allonge et suit la lueur négative qui s'écarte sur le côté droit du tube.

Pour mieux obtenir toutes les transformations que le champ magnétique peut faire subir à la lueur cathodique, le meilleur tube est une ampoule sphérique, car on peut alors, sans modifier la distance de l'extrémité du fil, donner à l'axe du faisceau n'importe quelle inclinaison par rapport au champ magnétique.

Si, par exemple, l'axe fait un angle droit avec la ligne de force magnétique passant par l'extrémité de la cathode, quand le champ devient assez fort, le faisceau se replie en cercle dans un plan normal à celle ligne de force : des deux côtés les rayons divergents forment des spirales. En même temps il se produit -à droite de la cathode un beau cône qui luit surtout au milieu et dont la section diminue en se rapprochant du pôle, la force de courbure augmentant dans cette région.

Si la section du fil se trouve au-dessus du milieu de la surface polaire, de façon que la ligne de force magnétique y soit verticale, ce cône est lui-même dirigé verti(!alement {fig» 7).

Si l'angle de la ligne de force passant à la cathode et de l'axe du faisceau lumineux s'écarte d'un droit, les rayons qui rtaient parallèles à cet axe forment une ligne à double courbure, une spirale dont les spires sont d'autant plus étroites qu'elles sont plus près du pôle : elles sont donc, ici encore, situées sur une surface conique dont le sommet

ir^

HITTORP.

est tourné ver* le pi'Je. On distingue nettement deux ou trois tours de b ïpirale. Si ces rà\on> rencontrent le verre, il s'y produit une \i\e tluore^ïcence : îU continuent d'ailleurs leur chemin malgré cela en se réfléchissant sur sa surface. Une partie tourne de nouveau

au-

Fig. 7.

tour de la ligne de force magnétique de ce point et va frapper la paroi opposée. Quand le rhéostat est au minimum de résistance, ces enroulements offrent à Tteil un spectacle vraiment remarquable.

Pour un courant élémentaire la ligne de force passant en chacunde ses points a une influence dirigeante; mais sa direction est surtoul déterminée parcelle de ces lignes qui passe au point le plus voisin de la cathode. Il en résulte que, pour des champs magnétiques croissants. Taxe de la spirale se rapproche de plus en plus de la ligne de force passant par la cathode ponctuelle.

La spirale s'éloigne du pôle de Taimant lorsque la direction du courant fail un angle obtus a\ec la tangente à la ligne de force passant à la cathode (/iiT- ^ ). C'est l'inverse lorsque cet angle est aigu

Fig. 8.

(y*/r- <))• Pl"*^ Tanglc est différent d'un droit, plus s'allonge Técan de deux spires consécutives, le champ magnétique étant constant. Si enfin l'axe du faisceau se confond avec la tangente à la ligne de force de la cathode, r<*xcitation de l'aimant ne produit aucun changement sur les rayons parallèles. Seuls les rayons divergents sont concentrés