noirci, haut de 10 cm et de 5 cm de diamètre) diminue d'un certain nombre de volts.

Le champ terrestre modifie l'afflux des ions; pour annuler cette action perturbatrice, le conducteur cylindrique était entouré d'un manchon de même métal, également noirci, mesurant 14 cm de haut, 18 cm de diamètre. Le manchon est mis en communication avec le sol, comme la cage de l'électromètre.

On reconnaît aisément que la présence du manchon, limitant l'espace libre aux ions qui doivent décharger le collecteur central, entraîne une forte diminution de la déperdition. De plus, le collecteur entouré d'une enveloppe au potentiel zéro n'est pas simplement exposé à l'air libre, hors du voisinage d'autres conducteurs. Schering (1904) a montré que dans ces conditions la déperdition est théoriquement constante, plutôt que proportionnelle au potentiel.

On a d'ailleurs constaté que le coefficient de perte observé à l'aide de cet appareil n'est pas constant et qu'en général il augmente lorsque le potentiel diminue. M. Chauveau a reconnu, en comparant, dans un espace suffisamment abrité contre le champ terrestre, les résultats obtenus avec le collecteur non entouré du manchon et avec le collecteur muni du manchon, que le coefficient de déperdition variait même quand l'air était calme, notamment d'après l'état hygrométrique. Le rapport variait de 3 à 6, pour des endroits bien aérés ; à l'intérieur d'un vaste grenier bien sec, il dépassait souvent 10, et atteignit même 17. A l'observatoire de Tortosa, la valeur moyenne du coefficient mesuré avec manchon était 1,9. Depuis que l'observation s'y fait sans manchon, sous abri, la valeur moyenne est 8,1.

Il faut donc se garder d'attribuer aux indications recueillies avec l'appareil d'Elster et Geitel une autre importance que celle de renseignements qualitatifs, sur l'état d'ionisation et sur ses variations. Vu le grand

nombre des observations faites, certaines données générales peuvent néanmoins s'en déduire, qui paraissent suffisamment contrôlées.

Le coefficient moyen de déperdition est très variable suivant les localités, de 0,5 à 6 centièmes environ par minute. On ne semble pas avoir pu reconnaître l'influence de l'altitude, ni de la position géographique. La première existe pourtant, puisque la conductibilité croît avec l'altitude, ainsi qu'on verra plus loin.

La déperdition de l'électricité négative est généralement plus forte que la déperdition positive, mais le rapport des deux varie d'un endroit à l'autre, entre 1,05 et 1,60. M. Chauveau trouva au dernier étage de la Tour Eiffel le coefficient de déperdition négative égal à 0,4. Leur rapport valait donc environ 3. L'explication la plus plausible de cette différence est que les ions positifs s'accumulent à cause du champ terrestre. Là où ce champ est plus intense, par exemple par la configuration du terrain, les ions positifs, plus nombreux, entraîneront une plus grande déperdition de charges négatives.

La déperdition subit des variations continuelles, comme l'intensité du champ ; ces variations sont dues sans doute au déplacement de masses ionisées et à l'influence de facteurs météorologiques changeants. Outre ces variations plus ou moins brusques et passagères, on a pu en reconnaître de régulières.

Il y a certainement une variation annuelle; la déperdition admet un minimum en hiver et un maximum en été, dont l'époque est mal définie, mais l'amplitude bien marquée, le rapport des valeurs extrêmes dépassant parfois 2. Cette variation annuelle de la déperdition est en sens contraire de celle du champ électrique.

De même, on croit reconnaître une variation régulière diurne, encore moins bien définie. Il y aurait une oscillation double, dont le maximum principal aurait lieu l'après-midi, coïncidant avec le minimum de champ

électrique mesuré près du sol aux heures les plus chaudes de la journée.

Pour la dépendance des facteurs météorologiques, on a constaté (Simpson) un accroissement des déperditions des deux signes avec la température, leur rapport restant constant. La déperdition augmente aussi avec le vent; mais la positive tendrait à se rapprocher de la négative, qui serait moins influencée. A température et vent constants, la déperdition est moindre par brouillard ; mais à part ce fait, l'influence du degré d'humidité de l'air n'a pu encore être établie de manière certaine.

Elster et Geitel ont reconnu, et plus tard Simpson (à Karasjok 70° N.) et Chree (à Kew) ont confirmé, que la déperdition est d'autant plus forte que l'air est plus transparent. Cette dernière loi semble être de toutes la mieux établie.

Les variations accidentelles sont l'effet des conditions météorologiques locales, qui régissent le nombre et la mobilité des ions. Nous aurons à en reparler.

L'appareil d'Elster et Geitel fournit donc, sinon des mesures rigoureuses, au moins des indications intéressantes sur l'ionisation de l'air. En effet, d'une déperdition plus forte, on est en droit de conclure à un nombre plus considérable d'ions de signe contraire, en supposant toutefois qu'ils gardent la même mobilité moyenne.

Compteurs d'ions. On conçoit qu'on n'ait pas pu se borner à ces renseignements et qu'on ait essayé de les préciser. L'idéal ne serait-il pas de compter les ions présents dans l'air, d'observer leur mobilité moyenne et de se rendre compte de leur nature ? On y parvint ; mais par des mesures très délicates, dont la technique assez complexe ne s'est pas encore assez généralisée. Nous allons en exposer brièvement les principes et les résultats présents.

Si l'on crée dans l'air un champ électrostatique, par

exemple à l'aide d'un condensateur cylindrique, les ions suivront les lignes de force du champ ou les remonteront. Si le champ n'est pas trop intense, par exemple inférieur à 300 volts par cm, ils se déplaceront avec une vitesse proportionnelle à leur charge et à l'intensité du champ. On appelle mobilité d'un ion, le coefficient de cette proportionnalité, soit au concret l'espace que l'ion parcourrait en une seconde dans un champ de 1 volt par cm.

Si la masse d'air ne se renouvelle pas et qu'il ne s'y forme pas de nouveaux ions, tous auront finalement été extraits, et les armatures du condensateur seront déchargées d'autant. Il suffira de mesurer la perte de charge du condensateur, et de la diviser par la charge électrique élémentaire pour trouver le nombre de fois que celle-ci y aura été neutralisée par un ion de signe contraire; on pourra donc compter les ions, leur mobilité moyenne pourrait, en principe, se déduire du temps. nécessaire à la neutralisation de tous les ions sur les parois; ce temps est celui même pendant lequel se décharge le condensateur. On fait des mesures séparément pour les ions positifs et pour les négatifs, en maintenant au sol une des armatures, et l'autre à un potentiel de signe contraire.

En réalité, au lieu d'opérer sur de l'air immobile, Ebert et les autres qui après lui s'inspirèrent de la méthode, ont employé un condensateur cylindrique entre les armatures duquel l'air s'écoulait sans cesse renouvelé par un ventilateur de débit connu. La perte de charge du condensateur dépend évidemment des dimensions des armatures, longueur, différence des rayons, du potentiel initial du champ radial, de la vitesse du courant d'air. On peut choisir tous ces éléments de manière que tous les ions de mobilité supérieure à une limite déterminée se déchargent nécessairement au passage dans l'appareil. On pourra donc mesurer le nombre de ces ions par unité de volume, en d'autres termes la densité ionique de

l'air pour un certain signe. La densité pour les ions de l'autre signe s'observera en chargeant en sens inverse l'armature qui n'est pas au sol.

Langevin et Moulin ont démontré qu'à côté des ions dont la mobilité moyenne est de 1,5 cm environ par volt/cm, existent d'autres ions beaucoup plus lents dont la mobilité moyenne est deux mille fois moindre. Les premiers sont constitués par une seule molécule ou un petit nombre de molécules, on les appelle petits ions; les seconds auraient une masse de l'ordre d'un million de molécules, un diamètre de l'ordre du centième de micron; on les appelle gros ions.

Les dimensions pratiques d'un appareil destiné à mesurer la densité en petits ions sont les suivantes : tube extérieur du condensateur 30 cm de long, 5 cm de diam. ; armature intérieure, 20 cm de long, 1,8 cm de diam. ; débit d'air, 1,4 à 1,2 litre par seconde; potentiel, 8 à 10 volts. Dans ces conditions les gros ions qu'on est obligé de recueillir en même temps que les petits sont négligeables.

Pour mesurer la densité totale des ions, petits et gros, Langevin et Moulin fixèrent les dimensions suivantes : tube extérieur, 130 cm de long, 7 cm de diam. ; électrode axiale, 120 cm de long, 5 cm de diam.; débit d'air, 0,28 à 0,24 litre par seconde; potentiel, 350 volts environ.

L'appareil a été conçu de manière à permettre l'enregistrement continu de la densité ionique, vu que cette grandeur subit des variations fréquentes et brusques. Toutes les six ou sept minutes, le condensateur est remis automatiquement au zéro, puis chargé à un potentiel de signe différent ; la diminution par décharge continue des ions est enregistrée photographiquement.

Cet appareil peut donc fournir des renseignements quantitatifs complets sur l'ionisation de l'air. C'est ainsi qu'on trouva qu'à Paris la teneur de l'atmosphère en petits ions était en moyenne de 200 de chaque signe IVS SÉRIE. T. X.

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