C. R., 189S, I" Semestre. (T. CXXVI, N« 10.) qS

éclairant égal, le poids clii filament d'une lampe varie en raison inverse de la puissance | de la^difFérence de potentiel aux bornes.

M Des expériences précédentes on peut déduire des courbes de variation (le la radiation totale en fonction de la température, mais la question est trop importante pour pouvoir être abordée ici. »

PU YSIQUE . — Quelques propriétés des cathodes placées dans un champ magnétique puissant . Note de M. André Broca, présentée par M. A. Cornu.

« Il y a deux ans, M. Biikeland, soumettant un tube à croix de Crookes à un champ magnétique puissant, vit que les i\Tyons cathodiques émis par la croix prise comme cathode, dans un champ magnétique puissant et normal au plan de cette croix, se propageaient suivant les lignes de force. Il vit dans ces conditions se produire deux images de la croix : l'une vers l'aimant, l'autre sur la paroi opposée. Les rayons deviennent alors visibles sur tout leur trajet sous forme d'une traînée rose violet. Les phénomènes sont indépendants du sens du champ magnétique. Quand le champ est assez intense, il se produit une convergence des rayons en un foyer assez puissant pour y fondre le verre. M. Birkeland attribue cette convergence à la nonuniformité du champ, et M. Poincaré a montré que, dans la théorie de l'ionisation, cette convergence devait avoir lieu dans un champ non uniforme. Il a montré que, dans ce cas, la molécule radiante devait se mouvoir sur un cône de révolution. Hittorff avait déjà saisi par la Photographie des faits semblables, et ses expériences viennent d'être répétées avec succès par son élève Precht. J'ai répété des expériences analogues à celles de M. Birkeland, en me plaçant dans le cas de champs variables depuis zéro jusqu'à environ i5ooo C.G.S., entre les deux pôles d'un électro-aimant de Faraday, dont le courant excitateur était réglé au moyen d'un rhéostat de Cance.

» A priori, les résultats de M. Birkeland doivent être incomplets, car nous savons qu'un rayon cathodique normal à un champ magnétique uniforme suit une trajectoire courbe et située dans un plan normal au champ. Des expériences préliminaires m'ont montré que, dans les champs puissants, les rayons qui s'enroulent autour des lignes de force deviennent invisibles, parce qu'ils ne rencontrent plus de parois.

» J'ai alors fait construire par M. Cliabaud une ampoule sphérique de S""™ de diamètre, portant une électrode sphérique centrale de 5™" de diamètre, entourée d'un

écran diamétral en verre; c'est celle-ci qui est toujours prise comme cathode. Deux anodes, situées, l'une dans le plan de l'écran, l'autre dans le plan normal, m'ont montré que la position de l'anode était indifférente pour ces phénomènes.

» L'intensité du champ a une action prépondérante sur les phénomènes; son uniformité est peu importante, car tout reste identique si l'on place l'ampoule dans le champ de deux larges lames de fer, ou dans celui des deux cônes arrondis bien connus.

» Les expériences suivantes ont été faites avec l'écran diamétral parallèle aux lignes de force. Les parties fluorescentes sombres dues aux irrégularités de la cathode permettent de voir que, dès que le champ est excité, les rayons cathodiques semblent s'enrouler autour des lignes de foi'ce, dans le sens du courant excitateur. Pour une certaine valeur du champ, les parois latérales du tube cessent d'être lumineuses, toute l'illumination se reporte sur l'écran diamétral. Puis subitement (') un jet lumineux intense semble jaillir de la cathode et illuminer l'écran diamétral jusqu'à la paroi, oîi il produit une petite tache à peu près circulaire. Il a 2™"* de large environ, et est plus ou moins excentré par rapport à la cathode suivant le degré de vide, mais toujours très légèrement. De chaque côté de cette ligne lumineuse s'étend un espace obscur, au delà duquel on voit la surface illuminée, limite du phénomène cathodique antérieur, qui a la forme dite en chapeau de gendarme. Fait très curieux, celle de ces deux dernières surfaces lumineuses qui correspond aux rayons émis par la cathode au-dessus de l'écran, si l'on suppose que le courant lui arrive par-dessous, possède une fluorescence jaune; l'autre possède une fluorescence verte.

» Quand le champ augmente, les deux chapeaux de gendarme se rapprochent du centre et se raccourcissent. La traînée lumineuse axiale devient moins intense, mais la tache qu'elle produit sur la paroi du tube reste aussi forte. D'ailleurs, le gaz luimême, grâce à la luminescence violette indiquée par M. Birkeland, permet, quand la pression n'est pas trop faible, de la suivre sous forme d'un cylindre très mince, et les irrégularités de la surface de l'écran montrent la fluorescence partout où il y a une ' surface inclinée sur les lignes de force. L'excentricité du faisceau parallèle au champ n'existe plus. Enfin, pour une valeur assez grande du champ, les phénomènes cathodiques disparaissent presque complètement.

» Quand on incline l'écran sur le champ, on voit l'illumination qui suit la force disparaître de l'écran et la surface lumineuse, engendrée par les rayons qui tournent autour du champ, se modifier. Le canal central obscur s'efface et, pour la position normale au champ, l'illumination, très faible, est nettement circulaire.

» Ceci ne peut rien préjuger sur la forme même de la trajecroire des rayons spiraux dans le champ magnétique. En effet, l'écran diamétral les arrête tous aussitôt qu'ils ont accompli une demi-révolution autour de la ligne de force. Cette expérience nous prouve donc seulement que la cathode sphèrique émet des rayons d'espèces diflérentes, susceptibles de suivre, dans le champ magnétique, des hélices à pas différents.

» Avec un tube à cathode cvlindrique de 3™™ de diamètre et 2""' de haut, placée parallèlement aux lignes de force, les phénomènes sont aussi de la plus grande netteté. On voit, sur la paroi située dans l'axe de la cathode, une large tache présentant des

(') M. Birkeland a indiqué, il y quinze jours, l'apparition subite de ce ']6\. {Comptes rendus, t. CXXVI, p. 586).

rayons sombres dus aux irrégularités de la cathode. Dans le champ magnétique, on voit la tache se rétrécir en même temps que les rayons se courbent, indiquant la trajectoire en hélice des rayons. Puis, pour une certaine valeur du champ, une ligne violette mince, parallèle aux lignes de force, apparaît brusquement et donne une tache cathodique sur la pai'oi. Quand le champ est assez intense, les deux ordres de rayons sont visibles dans le gaz, et l'on voit nettement l'espace obscur qui les sépare. Si l'on maintient le champ quelque temps, les rayons parallèles au champ fondent la paroi. Ce tube montre d'ailleurs plusieurs propriétés curieuses des ravons cathodiques sur lesquels je n'insisterai pas.

» Tous ces phénomènes se coordonnent parfaitement, si nous admettons le fait connu que la fluorescence, due aux ra\ons cathodiques, est d'autant plus vive que les rayons sont plus normaux à la surface qu'ils frappent. Dans cette hypothèse, nous voyons qu'une cathode placée dans un champ magnétique émet deux ordres de rayons. Les uns sont la limite des rayons ordinaires et s'enroulent autour du champ; nous les appellerons rayons de première espèce. Les autres naissent subitement pour une certaine valeur du chamj), commencent par s'enrouler autour de la ligne de force suivant une hélice tracée sur un cylindre très mince et à pas très allongé; nous les appellerons rayons de seconde espèce. Quand le champ augmente, deux hypothèses sont possibles : ou bien, les rayons émis restant les mêmes, le pas de ces hélices s'allonge indéfiniment, de manière à avoir pour limite une trajectoire rectiligne tlu rayon; ou bien l'émission de la cathode ellemême est modifiée de manière à ne plus émettre comme rayons de seconde espèce que des rayons qui suivent exactement la ligne de force. C'est à cette dernière opinion que je me rangerais le plus volontiers, ne sachant comment comprendre la première hypothèse. Quoi qu'il en soit, ces rayons forment un foyer très étroit et très puissant, susceptible de fondre le verre, et cela même dans un champ magnétique uniforme.

» Eu résumé, il existe deux espèces de rayons cathodiques : ceux de première espèce, qui s'enroulent autour de la ligne de force du champ magnétique, et ceux de seconde espèce qui suivent cette ligne de force. »

PHYSIQUE . — Recherches sur les aciers cm nickel. Variations de volumes des alliages irrè^'crsiblcs. Note de ]VL Ch.-Ed. Guillaume, présentée par M. A. Cornu.

« J'ai soumis à une étude détaillée le fait, signalé par le D' J. Hopkinson, de l'augmentation de volume des aciers-nickel irréversibles dans leur transformation par le froid.

» Tous les alliages contenant de o à aS pour loo de nickel semblent soumis à cette transformation irréversible, le passage à l'un des états se produisant entre le rouge sombre et le rouge cerise, et le retour débutant à une température d'autant plus basse que l'alliage contient plus de nickel. Après le recuit, l'alliage est non magnétique et doux; après le refroidissement, il est magnétique et très sec.

» Pour étudier la région de passage du premier au deuxième état, je me suis servi du procédé précédemment décrit, consistant à comparer la règle d'acier-nickel à une barre de laiton qui lui est fixée [)ar une extrémité. Les expériences les plus complètes ont été faites sur une barre contenant i5 pour loo de nickel environ.

» On cliaiifl'ait au rouge la barre d'acier, puis, sans la laisser refroidir, on y fixait la règle de laiton. L'ensemble était alors plongé dans un bain d'huile préalablement chauffe vers 200°. On laissait la température s'abaisser lentement et l'on faisait, de temps en temps, une mesure de la dillérence des deux règles. Après un refroidissement d'une cinquantaine de degrés, on récliauffait le bain et l'on déterminait les variations de longueur de la règle à température ascendante d'abord, puis dans le refroidissement qui suivait. Les mesures, très longues, ont été interrompues plusieurs fois et reprises à des jours difTérents.

» J'ai constaté en premier lieu que la dilatation de l'alliage étudié à l'état non inagnétique est presque identique à celle du laiton, comme l'avait annoncé M. A. Le Chatelier. Puis, lorsque la température de i3o° est atteinte, la barre commence à s'allonger en se refroidissant, et sa variation atteint bientôt ^o^ par degré et par mètre. Cette augmentation de longueur a été suivie ainsi jusqu'à ^60". Le refroidissement n'a pu être poussé plus loin, mais la forme de la courbe dans ses dernières parties montre que la transformation était à peu près complète.

)) Si, au cours de la transformation pendant laquelle la règle s'allonge en se refroidissant, on élève la température, elle s'allonge encore suivant une fonction sensiblement linéaire; elle se comporte alors coinme tout autre métal ou alliage, tant que l'on ne revient pas au point où le réchauffement a commencé. Si l'on repasse, en descendant, par cette température, la contraction cesse brusquement et l'augmentation de volume recommence à se manifester en suivant exactement la courbe au point où on l'avait abandonnée.

» Toutefois, aux"températures basses, le phénomène peut se passer différemment. En opérant, comme il vient d'être dit, sur une règle contenant 24 pour 100 de nickel, et dont la transformation commence au-dessous de

( 74o) zéro, j'ai vu, après un réchaufîement de quelques degrés seulement, la barre se contracter régulièrement en traversant la courbe de transformation à la température où elle l'avait quittée. On a pu refroidir alors, dans certains cas, d'une quinzaine de degrés encore, sans que la contraction cessât de se produire; puis, subitement, la règle s'est allongée et a atteint en quelques secondes un point voisin de celui auquel elle serait arrivée si l'on avait refroidi sans interruption.

» On avait pu amener ainsi l'alliage à un état d'équilibre instable analogue à celui qui existe dans la surfusion, puis, cet équilibre une fois rompu en un point quelconque, la règle entière s'est transformée brusquement. Un phénomène analogue, quoique moins accusé, a pu être observé avec la barre à i5 pour loo de nickel, à partir de — 3o°.

» D'ailleurs, la transformation n'est jamais complète dès le premier moment, au moins aux températures basses. Une règle, amenée, par exemple, de 200" à 0° et abandonnée à cette température pendant plusieurs jours, donne des résultats un peu différenfs au réchauffement et au refroidissement, et dans les mesures de dilatation ne revient pas immédiatement à l'état où on l'avait reprise.

» A chaque degré de la transformation correspond un coefficient de dilatation différent. Une même barre peut ainsi posséder une dilatation comprise entre 10 et 20 millionièmes environ, et qui conserve indéfiniment la même valeur. La variation à partir de la valeur maxima est sensiblement proportionnelle à la variation de longueur déjà produite par le refroidissement.

» Ces expériences et d'autres analogues nous montrent que les aciers au nickel irréversibles peuvent posséder, entre des limites de températures étendues, une infinité d'équilibres, qu'ils conservent presque sans modifications tant que l'alliage ne coupe pas. aux températures élevées ou basses, deux courbes de transformation le long desquelles toutes ses propropriélés changent graduellement et simultanément.

» Ils possèdent, de plus, des équilibres instables qui peuvent être rompus brusquement, et auxquels une transformation presque instantanée met un terme. Au cours de ce phénomène, ou voit souvent une barre de i™ de longueur s'allonger en quelques secondes de près de i""". »

PHYSIQUE. — Recherches sur les propriétés magnétiques des aciers au nickel. Note de M. Ecgèxe Dcmoxt, présentée par M. A. Cornu.

« Au cours de son Iravail d'ensemble sur les aciers au nickel, M. Ch.-Ed. Guillaume ('), a étudié celles de leurs propriétés magnétiques propres à servir de base à une classification et à une théorie de ces alliages. C'est lui le premier qui fit, d'une manière rigoureuse, la distinction entre les alliages réversibles et les irréversibles.

» Préoccupé surtout de l'étude métrologique des nouveaux aciers, M. Guillaume m'engagea à en étudier en détail les propriétés magnétiques. Je tiens à le remercier sincèrement pour ses excellents conseils.

» J'ai déterminé pour douze alliages, en valeur absolue, la perméabilité magnétique pour des champs compris entre 14 et 5o unités C. G. S., et pour des températures comprises entre — 78° et -f- aSo".

» Les divers alliages ont été étudiés sous la forme de fils d'environ 0™°', 3 soigneusement recuits. Ils étaient placés dans une bobine annulaire creuse, coupée en un point par une fente de 7"^, permettant l'introduction des alliages. Sur la bobine étaient enroulés i356 tours de fil isolé à l'amiante, pour le passage du courant destiné à créer le champ magnétique. Dans la région diamétralement opposée à la fente, 800 tours de fil fermant le circuit d'un galvanomètre balistique permettaient de mesurer l'induction. Le tout était placé dans un bain d'air.

» J'ai suivi la méthode décrite par 'SI. Ewing et M*"® Rlaassen (-) et j'ai fait parcourir aux divers alliages plusieurs cycles d'aimantation indéfiniment répétés entre des valeurs de champ égales et de signes contraires.

D Les huit alliages réversibles, dont j'ai fait l'étude, renfermaient 44, 39,4, 35, .T, 35,2, 34,6, 3o,4, 28, 26,2 pour loo de nickel; ils présentent des propriétés magnétiques analogues comme on peut le voir dans les diagrammes.

» Le premier {Jig. 1), qui donne les variations de a avec la température, pour le champ maximum, montre que tous les alliages se transforment graduellement. (Les parties pointillées terminant les deux dernières courbes sont extrapolées.)

» Le deuxième {Jig. 2) contient les courbes des variations de \t. avec le champ pour la température de 30°.

(') CH.-En. GiiLLAuME, Comptes rendus, t. CXXIV, p. i5i5; 5 avril 1897.

("-) Ewing, Tiie Electrician, i5 mai 1891 et Lumière électrique, t. XL, p. Sig.

» La perméabilité augmente insensiblement jusqu'à H = 25, puis croît 1res rapidement pour passer par un maximum correspondant au champ 36, et diminue lentement au delà.

Fig. I.

NX

» On a porté, dans le diagramme (/ig. 3), les courbes de perméabilité en fonction de la teneur en nickel, correspondant à diverses températures.

» J'indiquerai, à titre d'exemple, dans le Tableau suivant, les valeurs de [;. pour l'alliage à 35,2 pour loo de nickel, aux diverses températures et pour les différents champs.

Températures. H = 5o. H = :W. Il = v,. Il - i'.. Il = Ji. Il = i '|.

-o 83 ii5 89 27,2 18,2 17,1

M L'inspection du diagramme (fig. i ) montre que les courbes correspondant aux divers alliages sont sensiblement parallèles, et l'on en déduit la relation suivante d'une remarquable simplicité :

» .4 égale distance du point de perte totale de magnétisme, tous les alliages réversibles ont même perméabilité magnétique.

» En combinant les résultats contenus dans le diagramme (Jig- 3) avec

Fis. 3.

Teneur en. Nickel.

les formules données par M. Guillaume, et indiquant la relation entre la teneur et la température de perte totale du magnétisme, on trouve que, à toute température : la perméabilité pour les alliages contenant 27 à f^^ pour 100 de nickel augmente avec la teneur en nickel.

» Les résultats qui précèdent se rapportent, comme je l'ai dit, aux alliages recuits. Deux fils contenant respectivement 89,4 et 4.i pour 100 de nickel ont donné une perméabilité constante entre 0° et 25o°. Un alliage