CELEBRAZIONE DEL SECONDO CENTENARIO DELLA NASCITA

DI ,I.UIGI GALVANI

Bol, o~na 18-21 0ttobre 1937-XV

At t i della X X I X Riunione della Societ& Italiana di Fisica e del Congresso di Fisiea

Ricerche sui raggi positivi lenti.

Prof. A. ROSTAGNI (Messina).

Qu,ando un faseio di ra,ggi Fositivi a t t raversa un gas rarefat to awengono diversi fenoraeni: una par te de~li ioni ehe ]i eostitui- scono cede la carica a .mole cole d el gas, 0 ~n,egli.o. capta ~d esse un elettrone, e si neu t ra l i z za , proseguendo il proprio ca~mmino senza variazione n,o~evole di velocit~ e lasciando diet ro a s~ al t ret tant i ioni lenti ; una par te subis.ce u r t i elastiei con molecole del gas e viene di f fusa , mentre t rasmette a quelle una ~razione ~lel'la p ropr ia energia cinetica; una par te subisce infine a r t i anelastici, che portano a ecci-

taz ione, a dissociazione ed a ion i z zaz ione del gas, cio~ danno origine in questo a molecole e ccitate, a nuovi g ruppi at~mici, a i o n i e ad elettroni.

Si t r a t t a di fenomeni n, oti da tempo, dal punto ~di vista qualita- tivo. Lo stt~dio quanti tat ivo di essi, dal lato sperimentale, presenta notevoli difficolt~, dovute essenzialmente a,1 fat to che i fenomeni stessi si presentano per 1,o pifi insi~me, e con intensit~ confrontabi l i ; e ad essi si sovrappon@ono ancora mrmerosi a~tri effetti secondarl, primo f r a questi la emissione di elettroni dalle paret i colpite da 40hi. Pereib lo svilnppo delle ricerche non pub essere che graduale, lo studio di un feno,m6no presupponendo ~a eonoscenza approssi~mata degli a,]tri.

Uno stu~clio sistematico ~ stato fat to da me (1) per il caso degli ioni H e + Ne + A r + nei r ispet t ivi gas: r iporto qui in fig. 1 i raggi delle r ispett ive sezioni efficaci per la neutralizzazione ~, , per la dif- fusione z~ e per la ionizzazione ~ , in funzione delle v~locit~ degli

(t) Ricerehe sui raggi positivi e neutrali, nn. I-V, ~ Nuovo Cimento ~, 1934-36 ; Misure di assorbimento e di~fusione dei raggi positivi nei gas, (( Atti Acc. Sc. di Torino ~, 70, 472, 1935.

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ioni; ho r iportato pure, per confronto, i raggi d ' u r to .einetieo, desunti da misure d ' a t t r i t o interno.

Le sezioni efficaci per la neutralizzazione presentano andamento crescente aa deerescere della vel(~citA, sino ad un ~nassi~no p,osto f ra i 20 e i 30 V, oltre il quale prendono a decreseere. Si deve ri!levare che le teorie di pr ima approssimazione finora svi luppate fanno invece prevedere, per casi di risonanza come qzlelli qui considerati, un andamento crescente sino alla velocit~ zero.

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Fig. 1

Le misure di neutralizzazione sono state co.mpiute a t t raverso la raccolta degli ioni secondarl con un dispositivo a campo trasversale. Dalle curve di rac,colta, in funzione dei potenzia]i applicati , si de- s~mono, olCre alte sezioni efllcaei, indieazioni su'lle velocit~t degli ioni secondari: ]e quali risultan,o assai piecote, certo infer iori al volt per la quasi totalit~ degli ioni, e con distribuzione prat icamente in dipenclente da'lla vel(~cith pr imar ia .

RICERCHE S UI RAGGI POSITIVI LENTI 119

Le sezioni effieaei per la diffu~sione presentano anda'm,ento ere- scente al decreseere della velo.eith, part icolarmente aecentuato verso le velocit~t minori. Le misure so:no state co,mpiute .con diafra~m,mi diversi, corrispon.denfi ad aper ture angola.ri c(~mprese f ra 2 ~ e 5 ~ circa, rise,ontran~do lxna net ta .dipendenza delte sezioni effieaei dal- l ' ape r tu ra stessa, nel senso che quelle .diminuiscono abbastanza rapi- damente al creseere di questa.

Le sezioni effieaci per la ionizzazione presentano andamento cre- seente con eontinuit'X al erese.ere della vclo.eit~t, a par t i te da soglie definite. Fat to notevolc g la ~uagl ianza approssimativa di esse col valori *d~elle sezioni effiea.ei ,per la ionizzazione .da parte dei ri,spettivi atomi, determinate parte in preeedenza c,on a.l,tro dispositivo, parte eont.emporane~mente col dispositivo stesso.

F r a i problemi posti da .questo insieme di risultati sperimentali, il pifi interessante g quel'lo .the si riferisce al ,m:assimv delle sezioni efficaci di neutralizzazione, a x, eloeit~ finite, in netto eont.rasto colle previsio.ni teoriehe. Andamenti analoghi sono stati pure o.sservati, suceessivamente, da F. WOLF (1) : sia in easi di risonanza ehe in easi di non risonanza. I1 solo punto dclicato nel pr.oeedLmento di misnra

qu, ello ehe, alte minori ~r primari, e, nel dispositivo di ra.c- colta non ~ possibile pifi traeciare delle vere e proprie curve .di sa- turazione, non potendo eresce~e ,a v.olont~ i potenziali applieati. ,Sup- porre e h e l a diminuzione osservata nelle sezioni .effieaei per la neu- tratizzazione a bassa velocita sia apparente e dovuta a qucsto fatto i,mplica per5 di ammettere ehe gli ioni secondarl dovuti alla neutra- lizzazione di ioni di 10-20 V siano in media pifi veloci di quelli eor- r ispondenti a ioni pr imari cti ~maggiore energia.

Cib parrebbe da eseludere, a prima vista, e perci5 il procedimento di ~aisura nli parve legittimo a suo tempo. Se si viene per6 a eonsi- derare l 'anda'mento delle sezioni effieaci per la tdiffusione verso le minori .energie (~da me .detevminato in segtlito), tentandone in .eerto modo un'estrapolazionc, si intravede la possibili.t~ ehe queste assu- mano, a 'energie inferiovi anche di poehi volt, valori assai pifl grandi di quel]i misurati a 30 V. Lo stesso andamento fortement,e .ereseente si osserva pure per le sezioni efficaci v~ eorrispondenti ad aperture mag, giori, le quali richiedono deviazioni maggiori delle particelle. Tut to cib i,mplica ehe al deereseere della velocit~ eresca Tmolto rapi- damente la probabi.lit~, della eessione di una frazione importante deH'energia pr imaria ; e potrebbe effettivamente tr~dursi nel fat to

( ') ~ Ann . d. P h y s . ~, 27, 543, 1936; 29, 33, 1937.

120 h. RDSTAGNI

ehe gli ioni secondari della neutralizzazione di ioni lenti siano, in media, pifi veleci dei secondarl di i oni velo.ci.

L'au,mento che sarebbe richiesto nelie a~ al di sotto del l 'u l t imo punto di mis~ra, a 28 V, per giustificare come apparente la dimi- nuzione d i aN osse.rvata, per ,q~uanto si pub grossolamente cal.colare, si eoncilia con un ragionevole prolungamento delle curve sperimen- tall : esso itmp!ica tu t tavia che l a ~a presenti a sua volta aln :massimo a velocitA finita, per discendere, come si .4eve presmnere, ad un va- lore prossimo alla sezione d ' u r t o cinetica per le velocit~ termiche. Nuove misure sono ora in eo:rso per tentare 'di risolvere sperimen- tal!mente la questione.