10.4 Courant de charges en mouvement
Les rayons cathodiques sont donc composés de corpuscules négatifs identiques qui fuient la cathode négative. Ce mouvement de corpuscules chargés se trouve alors à composer un courant électrique.
Henry Augustus Rowland (1848-1901) avait montré en 1876, sous l'inspiration de von Helmholtz, que des charges en mouvement causent un champ magnétique et donc sont assimilables à un courant. Pour se faire, il avait placé des charges sur des surfaces isolantes qu'il avait ensuite fait tourner à grande vitesse. Les charges, fixes sur l'isolant, tournent alors avec lui, décrivant des cercles. Pareil système engendre un champ magnétique comme une bobine de courant, montrant qu'il est possible de concevoir le courant électrique comme un ensemble de charges en mouvement.
Il est possible de produire un faisceau de rayons cathodiques de section A . Si ceux-ci sont de fait composés de corpuscules identiques, chacun de charge q et de masse m , ils se déplacent tous à une même vitesse constante v une fois à une certaine distance de la cathode vu qu'ils en ont tous subi la même force électrique et donc la même accélération. Le faisceau peut être plus ou moins intense selon la concentration n des corpuscules. Leur quantité de mouvement est alors telle qu'ils ne sont pas déviés pour la peine par une anode latérale, comme remarqué par Hertz. Le courant I produit par ceux-ci
est alors d'autant plus grand que leur concentration n est grande; que la section A du faisceau est grande; que la charge commune à chacun q est grande; et que leur vitesse commune v est grande.
Le sens du courant dépend évidemment du sens de la vitesse des corpuscules et du signe de leur charge. Nous avons représenté préalablement le courant comme un vecteur; et la vitesse en est un autre. Un faisceau de corpuscules de charge négative, tels que présumés par sir Joseph, qui se propagent vers la droite agit comme un courant qui va vers la gauche. L'équation précédente peut donc se noter sous forme vectorielle
puisque les vecteurs sont de sens opposés lorsque la charge en négative et de même sens si la charge est positive.
Nous avons vu dans notre chapitre quatre la force magnétique d'Ampère Fm
qui agit sur un fil rectiligne de longueur L , aussi court que désiré, parcouru par un courant I lorsque celui-ci est placé dans un champ magnétique B .
Notre faisceau de corpuscules identiques agit comme un courant I . Nous pouvons donc remplacer l'équation (10.4.2) dans notre équation (10.4.3) pour obtenir
la force magnétique Fm qui agit sur le court faisceau de rayons cathodiques. Le nombre N de corpuscules trouvés dans son volume A L est donné par le produit de ce dernier par leur concentration n . Il est donc possible de réécrire notre dernière équation
en terme du nombre N de corpuscules.