PREMIÈRE PARTIE

Spectres magnétiques de rayons $. — Méthode de déviation directe des rayons. — Méthode de focalisation. — Appareils employés. — Propriétés géométriques des appareils. — Champs magnétiques utilisés. — Avantages et inconvénients de chaque méthode.

4. Spectres magnétiques des rayons £. — La méthode la plus couramment employée pour l'étude des rayons 8 est celle dite du spectre magnétique. Elle consiste à soumettre ces rayons à l'action d’un champ magnétique qui sépare les différents groupes de vitesses. Le principe de cette sélection repose sur le fait qu’un électron de masse m, de charge e et de vitesse v, soumis à un champ magnétique uniforme H, normal à sa trajectoire, décrit un cercle de rayon :

Si l’on adopte la formule de Lorentz-Einstein donnant la valeur de l'énergie E de l’électron :

Em] - 1|

m —= masse de l’électron au repos.

=— , étant la vitesse de la lumière, la valeur du pro-

duit HR permet de connaître l'énergie de l’électron et sa vitesse.

Dans le champ magnétique uniforme, les électrons animés de différentes vitesses décriront des circonférences de rayons

différents. Les électrons qui décrivent ces trajectoires circulaires sont canalisés par un système de fentes qui les amène géométriquement à tomber sur une plaque photographique et à l’impressionner,

Deux dispositions géométriques sont employées : le dispositif à déviation directe et le dispositif à focalisation.

.. 2. Dispositif à déviation directe des rayons. — On réalise

Pompe à vide

DiaphragmeC

Run

Free

Le)

un faisceau étroit de rayons 8 déterminé par la source radioactive à étudier S, aussi linéaire que possible, et par une mince fente parallèle. Le faisceau vient tomber sur une plaque photographique située à quelques centimètres au-dessus de la fenté. L'appareil dans lequel ce faisceau parcourt sa trajectoire est constitué par une boîte taillée dans un bloc d'aluminium A (fig. 1) fermée par un couverele rodé du même métal. Un graissage des surfaces planes en contact de

la boîte et du couvercle assure l'étanchéité de la boîte, On peut donc réaliser à l’intérieur de celle-ci un vide très poussé, pour éviter la dispersion des rayons 8 par les particules de gaz résiduel. La fente fine est réalisée par deux morceaux de plomb antimonié taillés en doubles biseaux et montés sur un support, constituant le diaphragme D. Les deux blocs de plomb relativement épais protègent la plaque contre l'action des rayons y de la source. Des fentes très régulières de moins de 1/10° de mm. de largeur peuvent être réalisées. La largeur couramment employée dans mes expériences était de 0,6 à 0,07 mm. La plaque photographique P repose sur un cadre ; elle est maintenue immobile par un ressort de laiton. L'appareil est placé dans un champ magnétique uniforme, dont les lignes de force sont parallèles à la source, à la fente et au plan de la plaque photographique. Dans un champ magnétique d’intensité appropriée, les rayons y non, déviés viennent impressionner la plaque photographique suivant une raie fine qui est une image homotétique de la fente et les différents groupes de rayons £ viennent inscrire parallèlement à la raie y, une série de raies, d'autant plus éloignées de celle-ci que la vitesse des rayons correspondants est plus faible.

Un dispositif analogue a été employé antérieurement par O. von Baeyer, Hahn et L. Meitner ({).

Une des principales difficultés expérimentales, dans l'étude des spectres magnétiques des rayons £ à l’aide d’un tel dispositif provient de la naissance de rayonnements secondaires excités par les rayons £ et + lorsque ceux-ci frappent les parois de l’appareil. Ces rayons secondaires produisent un voile nuisible sur la plaque photographique. On les atténue en grande partie par l'emploi de parois en aluminium. En outre, j'ai placé sur le trajet des rayons compris entre la

(:) Voir O. von Baeyer, Jahrb. der Radioakt. u. Elektronik., 1914, p. 66.

fente et la source, deux diaphragmes en aluminium C, canalisant les rayons P utiles et arrêtant une grande partie des rayons parasites, ce qui a beaucoup amélioré la clarté des clichés. Il est nécessaire, si l’on veut obtenir sur la plaque des raies très fines, de mettre la fente relativement près de la plaque, aussi, dans mon appareil, les distances couramment employées étaient-elles de 1 cm. environ pour la distance plaque-diaphragme et 5 cm. pour la distance diaphragme-source. Ces dimensions sont un peu plus grandes que celles des auteurs allemands qui utilisaient respectivement 1 cm. 29 et 2 cm. 75. L'appareil que j'employais était donc susceptible de donner plus de dispersion du fait de ses distances intérieures plus grandes.

Appareil à déviation directe de grandes dimensions. — J'ai fait également construire un appareil à déviation directe de dimensions beaucoup plus grandes, où la distance dela plaque à la fente est de 2 cm. 5 environ et la distance de la fente à la source peut dépasser 15 cm. Tout le dispositif est situé dans une boîte en laiton avec couvercle à rodages, à l'intérieur de laquelle on peut faire un bon vide.

Cet appareil n’est utilisable qu'avec des sources radioactives très fortes, mais il donne des clichés très clairs dans lesquels la séparation des différents groupes de lignes est excellente. Il m'a surtout servi pour étudier les rayons 8 du Ra B + C; les sources employées étaient des ampoules fines de radon dont l'intensité dépassait 100 millicuries.

Formule donnant le rayon et la largeur des raies. — La mesure du rayon de courbure R des différents groupes de rayons est donnée pour l'appareil à déviation directe, par une formule simple :

Soit a la distance plaque-diaphragme; b la distance diaphragme source ; x la distance d’une raie à la raie centrale y,

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