CINQUIÈME PARTIE

IONISATION ET PULVÉRISATION.

1. — Historique de l'électrisation par chutes d'eau (effet Lenard).

Lenard a découvert en 1892 que l’air est électrisé au voisinage des chutes d’eau. La charge de l’air est toujours négalive, si l’on fait tomber de l’eau distillée ou de l’eau

(') Cf. ve BroGutE, Le Radium, juillet 1910,

à peu près pure. Par addition de sel marin, on peut inverser le signe de la charge : le point neutre s’obüent pour une teneur de 0,010 pour 100. Donnent des effets moindres que leau et par ordre de grandeur décroissante : le sulfure de carbone, l'huile de schiste, la benzine, l’éther. La térébenthine donne un effet deux fois plus grand que l’eau, d’ailleurs de signe contraire. Les bases donnent un signe positif (potasse, ammoniaque), les acides un signe négatif (acide sulfurique). Le mercure, d’après Lenard, donne un effet énorme, de même signe que l’eau, et 14 fois plus grand.

J.-J. Thomson, dans le Mémoire dont on a parlé plus haut (p. 25), a étudié systématiquement l’électrisation par écrasement de liquides. Il a montré l'existence des points d’inversion et la sensibilité du phénomène aux impuretés. En ce qui concerne l'influence du milieu, J.-J. Thomson trouve que les gouttelettes d’eau se chargent posilivement par chute dans Pair, négativement par chute dans l'hydrogène, et ne se chargent pas en tombant dans la vapeur d’eau. Il en conclut à une sorte d'action chimique (quasi chemical action) entre la goutte et le gaz qui l’entoure. D'après lui, il se formerait à la surface de la goutte un composé chimique instable dont la destruction créerait l’électrisation. Comme Lenard, J.-J. Thomson constate des effets avec l'essence de térébenthine et avec le mercure.

Grâce à Lenard et à ses élèves, le phénomène d’électrisation par écrasement d’un liquide a été beaucoup plus étudié que les phénomènes de barbotage. H. Usener (*), K. Wesendonck (?), Mac Lean et Goto (*), ont retrouvé et complété les résultats de Lenard. K. Kæhler (*), en

(:) H. USENER, Dissert. Bônn, 1805.

(?) K. WESENDoNcK, Ann. de Phys., t. IT, 1895, p. 353. (3) Mac LEAN et Gorto, Phil. Masg.,

K. KÆuLEr, Ann. de Phys., t. XIL, 1907, p. r119.

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1903, a montré que l’écrasement d’un liquide contre une surface métallique donne lieu à une véritable 1onisation. Foutefois avec l’eau distillée on n’observe d’après Kæhler que des ions négatifs, leffet est strictement unipolaire; avec des solutions de sel marin on trouve des ions des deux signes. Les mesures de mobilités ont conduit Kæhler à attribuer des mobilités très différentes aux ions des deux signes : les ions négatifs posséderaient des mobilités atteignant 4,17 em:sec, c’est-à-dire supérieures à celles des petits ions; pour les ions positifs la mobilité est de 8,33.107* em : sec, c’est-à-dire comparable à celle des gros 1ons.

En 1906, Aselmann (!) a repris les expériences de Kæhler et confirmé les résultats de celui-ci : il y a 1onisation unipolaire dans le cas de l’eau pure, production d'ions des deux signes dans le cas de l’eau salée. Mais il faut abandonner une hypothèse de Kæhler, touchant la formation spontanée et progressive des centres chargés dans le gaz. De plus, et c’est là le point important du travail d’Aselmann, les mobilités des ions de chaque

signe ne sont pas définies ; les ions forment un complexe hétérogène possédant des mobilités très variées. Aselmann trouve que les ions négatifs ont des mobilités comprises entre 4cm:sec et 2,7.107*cm:sec. Les ions positifs sont en moyenne plus gros; leur mobilité va de 8,8.1072 à 3,4.10 cm : sec. D’après Aselmann, la formation des gros ions ne résulte pas d’une condensation de la vapeur d’eau.

Il convient de rattacher au même ordre d'idées Îles expériences que nous avons faites (2?) sur la conductibilité accompagnant la détente des gaz. Cette détente, lorsque

le gaz est humide, entraîne des phénomènes parasites

(1) Voir ASELMANN, Ann. de Phys., t. XIX, 1906, p. 960. (?) Cf. L. Brocn, Comptes rendus, 1906,

(barbotage, ellet Lenard) qui peuvent produire une ionisation intense, Les ions produits ont mêmes mobilités que ceux du barbotage.

A. Becker (!) a fait récemment des mesures sur le phénomène de Lenard dans le cas du mercure. Il trouve par chute de mercure sur des lames métalliques de difrérente nalure une ionisation comportant des ions des deux signes. Les ions sont de mobilité diverse, avec prédominance d'ions relativement mobiles. Becker a constaté le rôle joué dans le phénomène par les brouillards de mercure finement pulvérisé. La nature du métal qui sert d’obstacle est aussi un facteur important de l’ionisation. De petites quantités d’impuretés ajoutées au mercure modifient beaucoup les effets.

Citons enfin un Mémoire très ancien, qui, tout en partant d’un point de vue différent, se rattache directement aux phénomènes d’ionisation découverts par Lenard. C'est le célèbre Mémoire de Faraday (2) sur l Ælectricité développée par frottement de l'eau et de la vapeur contre d'autres corps. Faraday a cherché à se rendre compte de l’origine de l'électricité créée par la machine d’Armstrong. Il a fait beaucoup d'expériences sur les jets d’eau et de vapeur, et signalé un grand nombre de particularités du phénomène (rôle des gouttelettes, rôle des impuretés, etc.). Nous renvoyons le lecteur au texte or1ginal pour comparer les explications de Faraday avec l’interprétalion qu'on peut proposer aujourd'hui.

Les résultats obtenus dans l'étude de l’ionisation par chutes d’eau ont toujours été rapprochés des ellets de barbotage, comme si dans le premier cas le barbotage de l'air dans l’eau était remplacé par un barbotage de l’eau

dans l’air. On a admis implicitement que l’ionisation

(1) A. Becker, Ann. de Phys, L NXIX, 1909, p. 909, et t. AXXI, 1910, p. 98. (=) Voir £xp. Res., vol. 11, 1843, p. 106.

dans les deux cas présente les mêmes caractères. De fait les deux phénomènes ont des traits communs : formation d'ions des deux signes dans le cas des solutions salines ; effets négatifs à peu près unipolaires avec l’eau distillée ; mobilités très hétérogènes; diminution des mobilités moyennes quand on passe de l’eau pure aux acides dilués. Nous ne pouvons discuter ici les détails de cette analogie, qui nous semble réelle. Notons toutefois qu'il règne un certain désaccord au sujet de la division des liquides en liquides actifs et inactifs : l’éther, le mercure, la térébenthine ont été catalogués dans l’une ou Pautre classe selon les expérimentateurs. Les mesures de mobilités n’ont pas non plus conduit à des résultats toujours concordants. Malgré ces difficultés, nous admettrons que l’écrasement d’eau et le barbotage procèdent d’un mécanisme commun, et que la similitude des effets implique une similitude de causes.

Pour donner à cette hypothèse plus de vraisemblance, nous avons songé à étudier des ruptures de surfaces par d’autres moyens que le barbotage. Déjà l’ionisauon par voie chimique nous a conduit à admettre des modalités du barbotage très différentes du barbotage ordinaire. Comme on l’a vu, les réactions chimiques ne vont jamais sans une pulvérisation du liquide. Il nous à paru convenable de rechercher si la pulvérisation proprement dite, telle qu'on l’obtient en injectant de l’air dans l’eau, donne lieu à des phénomènes d’ionisation comparables à ceux du barbotage et à ceux de l'effet Lenard.