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Fig. 4.
contre les caoutchoucs. Ün semblable dispositif avait été utilisé antérieurement par S. Rosenblum (‘) pour l'étude des rayons à. L'avantage d'un tel appareil est que pour un écar-
(1) GR. 180, p. 1332, 1925.
tement donnédes pièces polaires, on peut utiliser toute la largeur de l’entre-fer pour la plaque photographique ce qui rend plus visible les raies très faibles. D'autre part, les radiations secondaires voilant la plaque sont moins agissantes, puisque les parois, constituées par les pièces polaires elles-mêmes sont plus éloignées que dans le cas d’une boîte insérée dans l’entre-fer. |
Tout l'appareil est en aluminium, sauf les deux biseaux de plomb de la fente du diaphragme D, et un épais bloc de plomb Pb encastré dans l'aluminium destiné à éviter l’action des rayons y sur la plaque.
Sur ce bloc se trouve une plaque d’aluminium intermédiaire sur laquelle repose un /i{m photographique ; ce dernier, plus commode à manier qu’une plaque, est maintenu immobile au moyen d’un cadre C en laiton muni d’une charnière, qui s'applique sur les bords du film.
L'écartement des pièces polaires pour l’emploi de cet appareil était d'environ 3 cm.
La distance de la source $S au diaphragme était généralement de 1 cm. 80 environ, et celle du diaphragme au bord extrême du film photographique de 8 cm. 6o.
Formule du rayon de courbure R. — La mesure du rayon R des trajectoires est donnée par la formule suivante :
Soit : a la distance source-diaphragme, b la distance du diaphragme à l’extrémité du film la plus éloignée, x la distance séparant une raie de cette extrémité, on a :
Les rayons des trajectoires peuvent varier entre 1 cm. 80
et / cm. 30 environ.
L'ouverture de diaphragme généralement employée avec
cet appareil a été de 4 mm.
La largeur d’une raie sur la plaque est donnée par la for-
mule approchée suivante :
16 JEAN D'ESPINE Ax = + 2R(1 — cos +),
où æ — largeur de la raie, [= largeur de Latour
R — rayon correspondant,
ÿ — la moitié de l’angle sous lequel l’ouverture du diaphragme est vue de la source.
Les distances à des raies à l'extrémité du film sont toujours lues par rapport au bord des raies situé du côté des grandes vitesses. Ce bord, comme pour l'appareil à déviation directe, présente le maximum de netteté.
On utilise toujours pour la mesure des rayons le milieu de la plaque, car du fait que le champ magnétique d’un électroaimant est un peu plus fort près des pièces polaires qu’au milieu de l’entrefer, toutes les raies sont légèrement courbées vers les bords des plaques. De plus, les mesures du champ magnétique faites, par exemple, avec une balance Cotton ou avec un fluxmètre Grassot, se font généralement au milieu de l’entrefer.
La lecture des distances x des raies fortes par rapport à un repère fixe au bord du film se fait avec un microscope à faible grossissement.
J'ai employé aussi, pour un ou deux clichés, un appareil à foyer de dimensions beaucoup plus considérables, construit par D. K. Yovanovitch, où la largeur de la plaque atteint 4 cm. 5 et où le rayon maximum des trajectoires dépasse 9 cm.
Un tel appareil, qui permet de déterminer avec très grande précision le rayon R des trajectoires, donne des clichés superbes avec beaucoup de contraste. Il nécessite une
région très étendue de champ uniforme.
4. Champs magnétiques employés. Contrôle de leur uniformité. — Le champ magnétique utilisé pour le petit appareil à déviation directe et l'appareil en aluminium à focalisation
AA
est produit par un grand électro-aimant Weiss possédant des pièces polaires cylindriques de 14 em. 5 de diamètre. Le courant d’excitation de l’électro-aimant passe dans des tubes de cuivre où l’on peut faire circuler un courant d’eau pour éviter l’échauffement.
La région de champ uniforme utilisé a été explorée à l’aide d'une bobine de petit diamètre reliée à un galvanomètre balistique de précision. L'écartement des pièces polaires utilisé pour l'appareil à foyer était de 3 cm. environ et de 2 cm. 80 environ pour le petit appareil à déviation directe.
Le champ magnétique se révéla uniforme à 1,5 0/00 près dans la région utilisée pour les trajectoires des rayons.
Comme le champ est encore plus uniforme dans la région avoisinant le centre des pièces polaires, région où sont comprises en majeure partie les trajectoires des rayons, on peut admettre que les défauts d'uniformité du champ introduisaient dans les mesures une erreur de 1 0/00 au maximum. L'erreur est encore plus faible quand on utilise, comme ce fut presque toujours le cas, pour la mesure des clichés des raies étalons dont on connaît a priori la courbure et qui servent à la mesure des raies voisines. |
5. Cadres de Helmholtz. — Pour l'appareil à déviation directe, de très grandes dimensions, ainsi que pour le grand appareil à foyer, le champ uniforme était produit par deux cadres de Helmholtz. Avec ces cadres, on peut obtenir un champ uniforme dans une région très étendue.
La figure 5 montre l’ensemble de l'appareil. Le champ magnétique produit est exclusivement perpendiculaire au plan médian équidistant des bobines, et jouit, dans ce plan médian, d’une grande région d’uniformité. En effet, en un point P du plan médian (voir fig. 6) situé à la distance de l’axe des bobines, la valeur du champ est donnée par la formule :
H22 327r.N.i [: e-P ee r? ne 35e — 36b a
2 9 £ Fe. 1) a a* 1254 5aV5
où N représente le nombre de spires dans chaque bobine et
t l'intensité du courant, les autres lettres désignant les dimensions des bobines suivant les indications dela figure 6. On voit que, si a est suffisamment grand par rapport à r, le
champ au point P est très peu différent du champ au centre O :
Um A4 cm. Lys
DDETT> CIN 20 — 10 CM.,
N = 624 (24 couches de 26 spires chacune).
Dans ces conditions, le champ a une valeur de 179 gauss pour une intensité z de 14 ampères. Ce champ est uniforme à 0,2 0/0 près dans un cercle de 16 em. de diamètre, et à 0,8 ojo près dans un cercle de 34 cm. de diamètre. Le contrôle de
s VUE ASE:
cette uniformité a été fait à l'aide d’une petite bobine exploratrice de 2 cm. de diamètre reliée à un galvanomètre Thomson très sensible, balistiqué, et très éloigné du champ magnétique. La vérification de la valeur du champ fut faite par rapport à une raie bien déterminée du spectre de vitesse du thorium B pour laquelle Black donne, à 1/500° près, la valeur du rayon de courbure R de la trajectoire en fonction du champ H (HR — 1 398).
Le courant d'alimentation de ces cadres de Helmholtz, fourni par une batterie d’accumulateurs, atteignait normalement 12 ampères en service continu. Pour un courant de 18 ampères la consommation était de 2 kw. environ et la durée de fonctionnement était limitée par l'échauffement des
bobines ({).
6 Avantages et inconvénients respectifs des méthodes par déviation directe et par focalisation. — La méthode de déviation directe, employée surtout au début de l'étude des rayons f, avait été abandonnée depuis comme donnant moins d'exactitude dans les mesures que la méthode de focalisation.
J'ai pu obtenir plus de dispersion qu'avec les appareils à déviation directe employés antérieurement par divers auteurs du fait des différents perfectionnements énumérés plus haut, en particulier de l'augmentation des dimensions.
En outre, la méthode de déviation directe permet d'obtenir sur un seul cliché l’étalement de toutes les lignes du spectre, et l'impression d’un fond continu d'intensité variable suivant les diverses régions du spectre. On peut très bien apprécier les différences d’intensité et d'aspect sur un tel cliché.
Enfin, si l'appareil à foyer avantage les groupes de vitesse
(!) Qu'il me soit permis d’apporter ici un hommage ému et reconnaissant à la mémoire de mon cher cousin et ami, Henry Lullin, qui m’a beaucoup aidé, lors de la construction de ces bobines, par ses connaissances approfondies en électricité pratique. Une mort prématurée l’a enlevé à la Science.
homogène en les condensant sur la plaque photographique en une ligne relativement forte, l'appareil à déviation directe avantagera les groupes de lignes ou les bandes continues qui seront ramassées sur un petit espace de la plaque.
Cet avantage devient encore plus marqué lorsqu'il s’agit d'impressions faibles de rayons 8 très rapides, qui ont lieu dans le voisinage de la raie }.
Dans le voisinage de cette raie centrale, un ensemble de radiations très faibles de différentes énergies pourra être condensé sur un très petit espace de la plaque photographique et faire sur celle-ci une impression relativement forte. Les mêmes limites de vitesses correspondront à un étalement de plusieurs centimètres sur la plaque d’un appareil à foyer et l'impression photographique pourra complètement disparaître si les lignes séparées ou les bandes diverses de cette région sont trop faibles pour faire individuellement impression sur la plaque.
Par contre, comme je l’ai mentionné tout à l'heure, l'appareil à foyer sépare mieux les lignes fines de rayons £ et permet de ce fait plus de précision dans les mesures.
- Dans l’ordre chronologique, j'ai d’ailleurs utilisé en premier
l'appareil à déviation directe. L'appareil à foyer en aluminium ne fut construit et mis au point que plus tard dans le but de compléter l'étude des spectres obtenus avec les appareils à déviation directe.
