LE TUBE DE HITTORF
Le tube de Hittorf (ici non alimenté) va montrer que le faisceau cathodique ne suit pas toujours le plus court chemin pour aller de la cathode à l'anode, ce qui s'explique scientifiquement avec la loi de Paschen (voir plus loin).
Un beau détail de la cathode.
Ici le tube de Hittorf est alimenté par une bobine de Ruhmkorff (très haute tension).
Les effets de fluorescence verte et violette sont dus au gaz (sous très faible pression) et au verre du tube qui est dopé avec des sels d'uranium.
Le plus court chemin entre la cathode et l'anode est le petit espace entre les électrodes au sommet du tube mais le faisceau cathodique suit le chemin spiralé beaucoup plus long.
Ceci est dû au fait que l'anode est trop rapprochée de la cathode et il n'y a plus assez d'espace pour que l'ionisation se produise (décharge dite "obstruée") . Dans ce cas le faisceau suit le chemin le plus long quelque soit sa forme ou sa longueur.
La loi empirique de Paschen datant 1889 met en équation ce phénomène surprenant (voir ci-dessous).
Soient les hypothèses suivantes:
- En ordonnée, la tension de fonctionnement du tube est supposée de l'ordre d'environ 7 kV pour tenir compte de la chute de tension par rapport à la tension fournie par la bobine de Ruhmorff.
- En abscisse (depuis le point A) le produit p.d (pression*distance) vaut dans ce cas environ 0,25 Torr.cm
On en déduit que le trajet du faisceau cathodique sera tel que:
p.d= 0,25 comme p=0,002 Torr, d= 0,25/0,002 =125 cm
On voit donc que le trajet optimal du faisceau cathodique ne peut pas être de 1 cm (distance entre cathode et anode) mais bien de plusieurs dizaine de cm, ce qui correspond bien au trajet spiralé dont la longueur est d'environ 125 cm.