C. R., iSyS, 1' Semestre. (T. CXXVl

Job

très facilement étudier ce qui se passe dans le tube par l'illumination du gaz lui-même.

» Une ampoule qui donne le phénomène catliodique à son début, très molle, pour employer l'expression consacrée, donne des phénomènes tout à f.ùt analogues à ceux déjà décrits. Mais un phénomène nouveau se passe à l'anode : une lame lumineuse, violacée, normale au champ, semble s'échapper du plan diamétral de l'anode normal au champ, cl se perdre en s'estompant.

» Pour un degré de vide moindre encore (pression de plusieurs millimètres), les phénomènes deviennent plus frappants. J'ai retrouvé la description sommaire de phénomènes analogues dans un Mémoire tout récent de Paalzowet Neessen ( (F«W. Ann.. t. LXIII, p. 209; décembre 1897). La lumière cathodique violette (') s'étale en forme de cylindre, ayant pour axe la ligne de force. La lueur ainsi formée s'éteint dans le gaz lui-même, sans arriver à la paroi, si le potentiel n'est pas assez élevé. Autour de l'anode se forme une couche plane normale au cliamp, de couleur chair. Celle-ci ne s'échappe maintenant que d'un seul côté de l'anode, tourne en sens inverse du courant excitateur du champ, puis s'étale dans le gaz lui-même, à une certaine distance de l'anode, en se redressant et s'épanouissant suivant les lignes de force.

» Quand on emploie des potentiels plus élevés, les phénomènes se modifient. Tout d'abord le cylindre lumineux parallèle au champ vient rencontrer la paroi, sans y produire aucun phénomène remarquable; l'illumination du gaz est rose violacé. Si à ce moment l'on interpose une étincelle convenable dans le circuit, ou si l'on introduit deux bouteilles de Leyde formant un dispositif de Lécher, on voit, malgré la haute pression de l'ampoule, un phénomène cathodique se produire au point de la paroi rencontré par le cylindre lumineux.

» Si l'on augmente l'énergie de la décharge, son aspect change. La lueur devient plus intense et tend vers le blanc. En même temps les phénomènes cathodiques disparaissent, qu'on emploie les hautes fréquence ou l'étincelle.

» Pour obtenir l'apparence nette que je viens de décrire, il est indispensable d'opérer avec une étincelle dans le circuit, ou en faisant les interruptions très rares, à la main par exemple. Dans le cas contraire, les deux électrodes sont le siège chacune des deux phénomènes, le phénomène décrit ici comme cathodique étant plus faible à l'anode et inversement.

» J'ai ensuite étudié ce qui se passe à la pression atmosphérique. Dans ce cas les résultats sont moins nets et moins faciles à interpréter. M. Conm a montré récemment que les effluves électriques se dirigeaient normalement aux lignes de force dans le champ magnétique. J'ai étudié ce qui s'y passe pour l'arc électrique obtenu au moyen d'une puissante bobine d'induction, entre deux fils métalliques. Deux formes d'arc peuvent être obtenues : l'une comporte encore une étincelle entourée d'une flamme, l'autre ne comporte plus que la flamme.

(') L'ampoule contient de l'air.

» Eludions ce qui se passe pour l'arc parallèle aux lignes de force.

» L'étincelle n'est aucunement modifiée. La flamme se contourne en une surface hélicoïdale, limitée par une double spirale conique avant un sommet sur chaque électrode. D'ailleurs, pour les arcs longs, il arrive parfois que cette nappe contournée n'ait pas de somm.et bien net.

» Quand on rapproche davantage les électrodes, on voit se produire à un instant une modification. I^a surface hélicoïdale s'allonge considérablement dans le sens du champ aux deux, électrodes, les vapeurs étant dirigées à cet endroit dans le sens du champ, puis au milieu de l'arc, il se produit une surface de vis à pas très petit, réunissant les deux traits précédents.

» Quoi qu'il en soit, nous voyons nettement ici encore, à la pression atmosphérique, se produire deux mouvements distincts des molécules chargées dans le champ magnétique. Elles commencent par suivre une trajectoire nettement rectiligne, pour s'enrouler ensuite autour du champ.

» Quand l'arc devient plus petit encore, le phénomène se complique. Une large surface hélicoïdale se produit toujours; mais, au centre du phénomène, on voit deux traits de feu formant des hélices, l'une à droite, l'autre à gauche, et à pas très long. Parfois ces hélices semblent se réduire à une ligne rigoureusement droite. Nous ne savons d'ailleurs rien sur le sens dans lequel elles sont parcourues par les molécules matérielles.

» Quand l'arc est normal aux lignes de force, il est étalé en une large nappe lumineuse mince, normale aux lignes de force.

» En somme de toutes les expériences décrites dans cette Note et dans ma Note précédente, il résidte que les décharges électriques dans les milieux gazeux ont deux formes de trajectoires stables quand elles traversent un champ magnétique, l'une dans la direction même du champ, l'autre suivant des hélices qui s'enroulent autour de celui-ci.

» J'ai été conduit aux recherches qui précèdent par l'étude du phénomène de Zeemann. La théorie qui en a été donnée par MM. Lorentz et Zeemannadmet dans la flamme l'existence d'ions en vibration. L'existence de molécules douées de charges électriques dans la flamme est bien montrée par la propriété qu'ont les gaz qui s'en échappent de décharger les corps électrisés. La notion que ce sont des ions semble prouvée par l'expérience bien connue de Viilari. Ce savant a montré que les gaz de la flamme perdent la propriété de décharger les corps électrisés en passant à travers un ozoniseur.

» La théorie électromagnétique de la lumière est d'ailleurs satisfaite si les particules vibrantes des sources lumineuses sont susceptibles de produire un champ électromagnétique oscillant, c'est-à-dire sont douées de charges électriques.

» Dans les idées les plus répandues sur les rayons cathodiques, ceux-ci

sont produits également par des ions en mouvement. J'ai alors pensé que, dans ces idées, un tube de Crookes excité par le courant n'était autre chose, au point de vue physique, qu'une source lumineuse où les mouvements, limités par l'élasticité du milieu aux hautes pressions, étaient remplacés par des trajectoires finies; en un mot, une source lumineuse sans réactions élastiques. Il était alors rationnel de chercher un phénomène analogue à celui de Zeemann, visible directement par le phénomène de fluorescence, c'est-à-dire la scission des rayons cathodiques en deux esjîèces, les uns rectilignes suivant les lignes de forces, les autres s'enroulant autour de celles-ci. Il était probable qu'aux pressions croissantes des phénomènes analogues se produiraient, si l'énergie employée était suffisante pour rendre négligeable la réaction élastique du milieu vis-à-vis de la force vive des molécules. Les phénomènes précédents peuvent être interprétés dans ce sens, les phénomènes produits par l'arc d'induction étant moins nets à cause de la grandeur des réactions élastiques à la pression atmosphérique.

)) En somme nous conclurons que l'hypothèse des ions, qui a permis déjà de coordonner tant de faits, se présente à nous, non pas avec le caractère de la nécessité, mais avec celui de la suffisance, pour coordonner les faits relatifs à l'émission lumineuse des gaz incandescents et ceux relatifs à la décharge électrique dans les milieux gazeux. »

PHYSIQUE DU GLOBE. — Sur la fowiule barométrique. Note de M. Alfred Angot, présentée par M. Mascart.

« Les tentatives qui ont été faites, dans ces derniers temps, pour lancer, à de très grandes hauteurs dans l'atmosphère, des ballons non montés portant des instruments enregistreurs, ont ramené l'attention sur la formule barométrique due à Laplace. On a même énoncé l'inLenlion de profiter de ces ascensions pour vérifier la formule.

» S'il s'agit simplement de constater que les hauteurs calculées par la formule de Laplace diffèrent, parfois notablement, des hauteurs vraies, c'est là un fait connu depuis longtemps; les observations faites dans les ballons-sondes ne sont, du reste, pas assez précises pour apporter sur ce point des renseignements réellement utiles. Au surplus, ces écarts ont des causes très complexes et ne proviennent pas exclusivement, comme on le dit quelquefois, d'une inexactitude dans l'hypothèse fondamentale.

» Cette hypothèse consiste à admettre que l'air est immobile, en équilibre statique, et que les différences de pression d'une couche à l'autre sont dues seulement au poids de l'air.

» Soient a le poids du mètre cube d'air à une hauteur z où la pression atmosphérique estjo, la tension de vapeury, la température t et l'accélération de la i)esanteur ^^ a^ le poids du mètre cube d'air sec à o", sous la pression de o"', 760 de mercure, et D le poids du mètre cube de mercure à 0°, ces deux quantités étant mesurées au niveau de la mer et à la latitude de 45°, où l'accélération de la pesanteur est G. On a alors

et

d'où

a = rt„ X

o , -fio X D di

et, en intégrant entre les limites :■„ et^,

Log

/ ^X —T^dz,

J. (jr 1 + Oit

g, - et t sont des fonctions de s; il y a donc en réalité non pas une formule

barométrique, mais une infinité de formules, suivant que les fonctions

f g, - ei t ont telle ou telle expression. La vérification de l'hypothèse fondamentale de I-aplace exigerait la connaissance exacte de ces fonctions, condition qui ne sera sans doute jamais remplie.

» La formule usuelle, généralement connue sous le nom de formule de

Laplace, s'obtient en supposant que g, - et t sont constantes et ont pour

valeurs, dans toute la couche d'air considérée, la moyenne arithmétique des valeurs observées aux ilcux stations extrêmes. Il est clair qu'il n'y a pas lieu de chercher à vérifier cette formule particulière, qui peut être commode dans la pratique, mais qui n'a plus de signification théorique. » Dans le jMémoire complet (') j'établis et je discute les expressions

(') En cours d'impression daus les Annales du Bureau central météorologique

diverses auxquelles on parvient quand on assigne aux fonctions g, - et /

quelques formes simples. La différence vraie de hauteur ^- — :■„ peut être alors exprimée par deux termes, dont le principal est la hauteur approchée donnée par la formule usuelle et dont le second est une correction qui dépend des hypothèses faites sur les fonctions. Cette correction j)eut être souvent importante. Par exemple, dans une ascension en ballon-sonde correspondant aux données suivantes :

la formule usuelle donnerait une différence de hauteur de ii54o"; cette quantité devrait être diminuée de io5™, si l'on admet que la température de la couche d'air, au lieu d'être constante, varie suivant une fonction linéaire de l'altitude; la correction, toujours de même signe, s'élèverait à 492°% si l'on avait admis (loi de Mendéleieff) que la température varie suivant une fonction linéaire de la pression.

)) En général, dans une ascension à grande hauteur, faite avec un ballon muni d'instruments enregistreurs, on reconnaîtra que l'atmosphère est divisée en un certain nombre de couches dans l'intérieur desquelles les variations des différents éléments sont régulières, tandis qu'au passage d'une couche à l'autre il peut y avoir des changements rapides, parfois même une véritable discontinuité. Les Tableaux contenus dans le Mémoire permettraient alors de calculer séparément la hauteur de chaque couche en employant d'abord la formule usuelle, puis en lui appliquant les corrections nécessitées par les différentes lois de variation de la température ou de l'humidité dans chaque couche, si ces lois sont données par les observations d'une manière suffisamment exacte. C'est seulement quand ce calcul complet sera réalisable qu'il pourra être question ensuite de comparer la hauteur totale, ainsi déduite des observations barométriques, avec celle qui aurait été <léterminée au même moment par une triangulation. Tant que ces conditions ne seront pas remplies, il sera illusoire de chercher dans les mesures de hauteur, faites au moyen du baromètre, une évaluation de l'influence que peuvent avoir les mouvements de l'atmosphère sur la décroissance verticale de la pression. »

pour 1896, 1. 1. On trouvera également, dans ce Mémoire, îles Tables nouvelles pour le calcul de la formule usuelle, plus exactes et plus étendues que les Tables anciennes.

MÉTÉOROLOGIE. — Sur les caractères des saisons et des années siiccessii-es. Note de M. P. GARRiGou-LAGn.vxGE, présentée par M. Mascart.

« Dans une Communication faite au mois d'avril de l'an dernier, j'ai exposé une méthode générale pour la solution du problème des transformations atmosphériques, en exprimant l'anomalie, ou écarta la pression normale, en chaque point de l'hémisphère boréal, dans une situation donnée, en fonction des anomalies constatées aux divers points de cet hémisphère dans les situations antérieures. J'ai montré qu'on était ainsi amené à la considération de certains systèmes d'équations linéaires, dont la résolution, exacte ou approchée, donnait le sens et la grandeur probables des transformations, en même temps qu'elle permettait d'étalDlir, entre les anomalies des années et des saisons successives, quelques relations générales intéressantes.

» Dans la Note relative à cette Communication, insérée aux Comptes rendus de la séance du 26 avril 1897, je disais au sujet des caractères de l'année qui vient de s'écouler :

» Dans la période 187J-1S92, plus particiiHèrement étudiée, l'anomalie de pression change de signe sur riiémisphère boréal d'une année à l'autre, et ce changement s'opère dans le voisinage du solstice d'été.

» On doit conclure de là, entre les anomalies de pression, une relation que j'énoncerai, sous sa forme la plus générale, de la façon suivante : au point de vue de la distribution des pressions sur l'hémisphère nord, les années se suivent et ne se ressemblent pas; dans une même année, au contraire, estimée à compter du solstice d'été, les saisons se suivent et se ressemblent.

» L'hiver 1896-1897 offre de cette double relation un exemple intéressant. Il a été caractérisé au nord de l'hémisphère par une grande et persistante anomalie positive, dont le contre-coup a été pour l'aris une anomalie négative, égale à — 2°"°, 28. On en pourrait déduire un changement à brève échéance dans les conditions météorologiques et un renversement de l'anomalie, que les équations donnent en effet positive pour Paris et pour Taulomne 1897 ^^ l'hiver 1897-1898.

)) Les changements importants qui se sont produits dans la situation atmosphérique, depuis l'hiver 1896-97, me permettent aujourd'hui de trouver dans la suite des événements quelque justification de ces idées. Si l'on calcule en effet, pour Paris et pour chaque saison, l'anomalie de la pression, on obtient :

Ecart à la pression normale de Paris.

Hiver 1896- 1897 — -2,23

Printemps 1897 — i ,22

Eté 1 897 -t- o , 08

Automne 1897 -i- 4j05

Hiver 1897-1898 -^2,3;

» Ces nombres sont empruntés aux statistiques de ]M. Renou, sauf celui de l'hiver 1897- 1898, que j'ai calculé moi-même et qui doit être très approché. On V retrouve toutes les transformations annoncées l'an dernier : lechansrement de signe de l'anomalie au voisinage du solstice d'été et la persistance depuis lors d'une même situation à anomalie positive.

)) La succession des phénomènes montre donc qu'entre deux hivers fort différents et marqués chacun par des caractères très particuliers, les saisons se sont entresuivies en la façon que j'avais prévue; d'où je crois avoir quelque raison de conclure que la méthode générale, que j'ai proposée pour les déduire les unes des autres, semble devoir donner, en ces questions très compliquées, d'heureux résultats. Les obscurités et les doutes qui y subsistent encore peuvent, je crois, être attribués, en grande partie, moins à la méthode elle-même qu'aux conditions défavorables où j'ai pu l'appliquer, n'ayant eu, pour établir les équations du problème, qu'un nombre fort restreint d'années d'observations, sur une trop petite partie du globe.

» Comme le changement qui, suivant moi, s'opère en movenne dans le voisinage du solstice, doit s'entendre d'un renversement dans les conditions de la circulation générale sur la totalité ou sur une partie considérable de l'hémisphère, on comprendra aisément que ce ne sont ni les variations observées à Paris, ni même celles de l'Europe entière, qui peuvent donner ime base solide aux calculs et permettre de déterminer le sens dans lequel va se transformer la situation actuelle. Bien que les documents relatifs aux autres parties de l'hémisphère n'aient pu encore être réunis et mis en œuvre, on peut dire cependant qu'il y a probabilité pour que le grand mouvement commencé depuis l'an dernier se continue. Les hautes pressions, signalées au nord de l'Eiu'ope et de l'Atlantique dans l'hiver 1897 et qui, depuis le solstice d'été, se sont peu à peu transportées et établies sur le centre de l'Europe, tendent à poursuivre leur mouvement et à descendre plus au sud et au suil-ouest, amenant ainsi, dans un temps plus ou

( 83i ) moins voisin du solstice, une situation nouvelle, caractérisée par l'augmentation du maximum barométrique des Açores et la diminution du minimum de l'Islande. »

CHIMIE. — Sur les causes du déplacement réciproque de deux acides. Note de M. Albert Colsox, présentée par M. E. Grimaux.

« L'attaque d'un sel pur el sec par un acide pur présente des phases variées, qu'il importe d'étudier expérimentalement pour en donner l'explication rationnelle. J'ai déjà dit que certains cas de décomposition rentrent dans la catégorie des phénomènes de dissociation réversible ('); puis j'ai montré comment des actions secondaires, en détruisant les corps antagonistes, empêchent toute réversibilité. Je vais aujourd hui montrer le rôle prépondérant joué par la température dans des réactions totales en désaccord avec les lois de Bertholiet.

» Phosphate tribasique d'argent, PO*Ag\ — Enfermons dans une ampoule vide d'air 1^,07 de phosphate triargenlique, séché à i3o°. Introduisons cette ampoule dans un tube manométrique contenant 54'*^ de gaz sulfhydrique sec à la pression et à la température normales. Brisons l'ampoule. L'absorption du gaz H^S, assez rapide au début, se ralentit, puis cesse au bout de trois jours, vers 12°. La tension du gaz restant équivaut alors à une pression mercurielle de 123"™. Cette tension finale varie d'ailleurs avec les conditions de l'expérience; mais dès qu'elle est atteinte, l'absorption du gaz H- S n'est plus sensiblement influencée par une augmentation de pression de 60""" agissant pendant dix heures. Elle n'est accentuée que par une élévation de température.

» Il semblerait que le contact du sel d'argent avec le gaz H- S, imparfait à basse température, ne se produit que si la température s'élève. Cependant l'arrêt de la réaction n'est pas dû à la formation d'une couche protectrice de sulfure sur le phosphate d'argent. En elFet, donnons à l'ampoule remplie de phosphate argentique la forme d'un long cylindre, et provoquons une fêlure à l'une des extrémités de ce tube après l'avoir porté dans le gaz sulfhydrique sec. On constate une abondante formation de sulfure Ag*S noir, près de la fêlure, tandis qu'à l'extrémité opposée le phosphate conserve sa teinte jaune primitive, même après quarante-huit heures de con-

(') Comptes rendus, 1896, t. CXXIII, p. i285; 1897, i" sem., p. 8j.