La rotation de l'arc électrique dans un champ magnétique radial

Résumé
L'arc à vapeur de mercure a été produit dans l'espace annulaire compris entre deux cylindres coaxiaux, le champ magnétique étant radial par rapport à ces cylindres. L'observation montre qu'il en résulte des phénomènes assez complexes caractérisés par la rotation de la tache cathodique ainsi que par la déformation de l'arc; on observe que, pour une pression définie d'un gaz étranger (argon), la rotation de la tache cathodique s'inverse. L'étude expérimentale montre que le phénomène dépend apparemment de deux paramètres principaux : l'intensité du champ magnétique et le libre parcours moyen. La théorie classique permet de se rendre compte de ces phénomènes de la façon suivante : les électrons libres se propagent parmi les atomes du gaz en suivant des trajectoires trochoïdales. Les collisions élastiques avec les atomes provoquent le passage des électrons d'une trajectoire à l'autre. Parmi ces passages, on en distingue deux principaux : a) le passage à une trajectoire d'énergie cinétique plus considérable (collisions du genre α) ; b) le cas inverse (collision β). On montre que les sauts d'électrons sous l'influence des collisions α provoquent les phénomènes d'ionisation proprement dite et expliquent la forme de l'arc. Les collisions de genre β expliquent l'existence d'une charge spatiale négative qui se propage dans l'espace annulaire, d'ou résulte le phénomène de la rotation de la tache cathodique dans un sens ou dans l'autre.