POSTUTSPE AN PARLER RON

MÉDALLIS RTL CE EME 1,40 (27)

Nombre de petits ions

positifs 3 192107)

Nombre total des ions |

négatifs

J'ai fait une étude systématique des erreurs de mesure qu’entraînerait cet effet de bouche dans les conditions (potentiel et débit) habituellement utilisées ; pour cela j’effectuais des séries de mesures, toutes choses égales d’ailleurs, en mettant les électrodes externes au sol et en supprimant cette communication pour le tube utilisé, alternativement. Je donne dans le tableau 2 le rapport de la moyenne des résultats obtenus dans le 127 cas à celle des résultats obtenus dans le 2€. Le nombre entre parenthèses indique le nombre de mesures utilisées pour le calcul des moyennes.

On voit que ce deuxième effet de bouche est sans action dans la mesure de la conductibilité, mais qu'il est important dans la mesure du nombre de petits ions ; l’erreur faite sur le nombre de petits ions négatifs est supérieure à celle faite sur celui des petits ions positifs; ces résultats expérimentaux sont en excellent accord avec les calculs de Swann; la différence entre ions posiufs et négatifs est due à la différence de leurs mobilités. Les rapports obtenus dans le cas de la mesure du nombre total d'ions sont très variables ; ce rapport semble dépendre surtout des nombres de petits

; : ; à , kX 1ons ; Ceci est aussi en accord avec la formule de Swann; en effet dans le tube à gros 1ons y St

beaucoup plus grand pour les petits ions que dans le tube à petits ions (X beaucoup plus fort, U plus

petit) et les petits ions doivent être complètement éliminés ; pour les gros 1ons RL faible à cause

de la faible valeur de k et le nombre de gros ions doit n'être que peu modifié. Finalement si les électrodes externes n'étaient pas mises au sol: la conductibilité serait quand même mesurée correctement, le nombre de petits ions mesuré serait inférieur au nombre réel, dans le tube à gros ions au lieu de déterminer le nombre total des ions N + n on mesurerait pratiquement N.

Plusieurs auteurs insistent sur les erreurs que l’air expiré par l’observateur peut occasionner ; l’air étant puisé directement à l'extérieur, cette cause d’erreur n’existe pas dans mes mesures.

B. — Choix des tensions appliquées aux tubes

J'avais à ma disposition les condensateurs cylindriques, j'ai donc cherché les meilleures conditions de vitesse du courant gazeux et du potentiel de charge à adopter pour la détermination de, n, N.

On montre facilement (*) que si un condensateur cylindrique est traversé par de l’air en mouvement permanent, il existe une mobilité critique

1 D Vo 4rQ° D étant le débit de l’air et Q la charge de l’électrode interne. Fe : D :

Les ions de mobilité X supérieure à 0 sont tous captés et le courant qu'ils donnent est : T\) dO)' F RS — —= = Dre 7 étant le nombre d’ions de mobilité k. dt (*) La théorie est faite habituellement (Gerdien, Langevin) en supposant les filets d'air parallèles et le champ radial (ES Ed) c un mode de ealeul dû à Swann (5% appendice pp. 216-218) montre que les relations obtenues sont indépendantes de cette suppo-

> AE À n g Are £ EL Q : ‘orme vec “elle par P nev (7%) + soi 1 : a vitesse sition. Cette démonstration a été reprise récemment sous une forme vectorielle par P. Queney (%) ; soit, en un point : y la vitesse

ne : = ê A ; RE PRES SEM ARR : es — de l'air, F le champ électrique, w la vitesse d’un ion de mobilité k. On écrit : u = + + kF et on calcule le flux des 5 vecteurs à travers une surface convenablement choisie.

Pour un système possédant un axe de symétrie on retrouve facilement les résultats donnés par la théorie élémentaire.

. Lu 1 r G r . à] D . r Les ions de mobilité X' inférieure à —— ne sont que partiellement captés et donnent un courant

4rQ dQ Dr Le > ZT PR AT Qk'r'e x! étant le nombre d’ions de mobilité k',

k''e est la conductibilité de l’air due à ces ions. On montre d’ailleurs que le nombre x” de ces 1ons

qui sont alors captés est donné par :

n à ke!

n Fà ke S'il existe dans l’air des ions de diverses mobilités le courant observé sera : dQ' 2 ‘ = — Dex + 4rQTk'r'e, (1)

Le premier terme représente l’apport des ions de mobilité supérieure à k,, le deuxième celui des 1ons de mobilité inférieure à k, ; les ions de mobilité k, pouvant être rangés indifféremment dans l’un ou

l’autre terme.

Pour de l’air de composition ionique constante et un tube donné, le courant obtenu -7- est fonc-

tion du débit D et du potentiel V appliqué au condensateur cylindrique, car on a Q = CV en appelant C le coefficient d'influence mutuelle des deux armatures. On étudie le plus souvent

ue d ; Rive la variation de ee en fonction de V à débit constant (courbes courant-voliage) ; la courbe OABCD

(fig. 10), par exemple, serait obtenue dans le cas simple où 1l n’existerait que trois espèces d’ions (*).

Fig. 10. — Courbe théorique de saturation dans le cas de trois espèces d'ions.

La saturation peut aussi être étudiée à potentiel constant et débit variable : pour les très

de croît proportionnellement au débit (compteur du nombre total d'ions), pour les \ | dQ' nn

débits très grands Te SSt constant (mesure de la conduetibilité).

faibles débits -

* QG An hoc ya ; RES 4 Va re : nr TRE ‘ ‘ : ps

1) 7 telles courbes permettraient de dénombrer les ions de différentes mobilités, mais d’une part les relations précédentes ne sont qu’approchées : en effet le système ne présente pas un axe de symétrie à cause de la tige supportant l’électrode centrale, et ’exi c Yi E à S modi£e tes s ' :

l'existence du champ terrestre à l’entrée des tubes modifie, comme on l’a vu, les conditions de saturation ; d'autre part la variabilité du nombre d'ions de l’air au cours d’une série de mesures empêche d'obtenir des courbes régulières.

19 Mesure de la conductibilité.

Il faut opérer dans la région OA de la courbe précédente. S1 k, est la mobilité des ions les plus mobiles il faut utiliser un potentiel V tel que :

D hi < Cy (11) on a alors :

n = 0 De er) et :

dQ' — Te = 402. (IL)

SI on suppose approximativement connue la mobilité k,, on peut calculer V pour un débit donné. Par exemple, si on prend : À, — 5 cm/sec par volt/em la capacité C étant 6,1 em, on trouve avec la vitesse de l’air que j'ai habituellement utilisée (o — 290 cm/sec, soit D — 47.500 cm°/sec) V = 125 volts.

Je me suis efforcée de déterminer expérimentalement cette valeur limite de V parce que la mo-

biité limite n’est pas connue et aussi parce que, Pélectrode centrale ne présentant pas un axe de | | tr Rent dQ symétrie, la relation [IT n’est qu’approchée (*). J’ai établi un grand nombre de courbes : 2) N) pour le tube de Gerdien avec différentes vitesses de courant d’air ; le tableau 3 donne comme exemple les mesures faites à Paris en octobre 1934 ; les nombres du tableau sont, en réalité, les dQ” dt pour les ions les plus mobiles et sont inférieurs quand cette saturation est atteinte.