Influence de l’ordre d’un système d’écrans sur le

(1) D'après cela, il ne faut pas s'étonner que l'influence de la distance d’une lame d'aluminium à un écran luminescent au platinocyanure de baryum ait paru au professeur Rôüntgen sans influence appréciable sur la transparence apparente de celte lame ( RONTGEN, 5° Mémoire, Wied. Annalen d. Physik, t, LXIV, p. 18; 1898).

114 G. SAGNAG.

rayonnement secondaire et sur la transparence apparente du système pour les rayons X. — Avec le dispositif de la fig. 14 (p. 65), une lame LL étant disposée suivant el de manière à envoyer dans l’élecrroscope C des rayons secondaires postérieurs, on peut répéter l’expérience, qui démontre la transformation des rayons et définir un coefficient de transformation : une lame d'aluminium, d’ébonite ou de paraffine, placée en A’A/, affaiblit l’action des rayons postérieurs du zinc, par exemple, plus que si elle est placée en AA sur le trajet des rayons X incidents.

Une conséquence plus frappante de la transformation peut être donnée ici : on applique la lame A contre la lame L disposée en eh, d'abord en plaçant A en avant de L vers le tube focus, puis en arrière vers l’électroscope; cela revient à étudier l'émission secondaire postérieure du système des deux lames disposées d’abord dans l’ordre AL, puis dans l’ordre LA. On constate que le système émet des rayons secondaires plus aetifs quand il est traversé par les rayons X dans l’ordre AL que s’il est traversé dans l’ordre inverse LA; dans l’ordre LA, la lame A afaiblit beaucoup les rayons secondaires postérieurs de L, qui sont les plus actifs; les rayons secondaires postérieurs de la lame A supposée en aluminium, ébonite ou paraffine, par exemple, sont relativement très faibles; aussi l’influence de l’ordre d’un système d'écrans, tels que aluminium et fer, aluminium et zinc, sur l'émission secondaire postérieure du système, est-elle très grande et peu différente de celle qu’on observait en disposant la lame d’aluminium en AA, puis en A’A’. Si les deux lames A et L transforment toutes deux notablement les rayons X, mais émettent des rayons secondaires inégalement pénétrants, l'ordre des deux lames peut influer encore sur l'émission secondaire postérieure du système.

Soit maintenant l'électroscope déplacé de manière à re-

cevoir directement le faisceau des rayons X transmis en

ligne droite à travers un système de deux lames À, L de matières différentes ; il recoiten même temps des rayons secondaires postérieurs émis par ce système; l’activité de ces rayons secondaires dépend, en général, à la fois de la distance de l’électroscope au système et de l’ordre des écrans du système ; on doit donc observer une influence de l’ordre des écrans À, L sur la transparence apparente du système AL et cette influence doit être d’antant plus importante que Ja distance entre le système AL et l’électroscope est ellemême plus faible. Voici, par exemple, un résultat obtenu avec le système formé d’une lame L de zinc de - de millimètre et une lame A d'aluminium de 0"",55 : le faisceau de rayons X était le faisceau déjà employé pour étudier l’influece de la position de la même feuille de zinc sur sa transparence apparente; son action sur l’électroscope était réduite au -& de sa valeur quand il traversait la feuille de zinc, assez éloignée de Péleciroscope pour ne pas lui envoyer de rayons secondaires. La double lame AL fermant l'électroscope, l’action de décharge observée quand Je zine formait la paroi interne de l’électroscope (ordre AL) était 1,73 fois aussi grande que lorsqu'il formait la paroi externe (ordre LA). Une feuille d’aluminum battu d'épaisseur voisine du micron était mise à la place de la double lame AL pour fermer l’entrée de l’électroscope ; ceci ne modifiait pas l’action dans le cas de l'ordre LA

et l’affaiblissait seulement d’environu -L dans le cas de

l’ordre AL. L’électroscope était alors éloigné de manière à augmenter graduellement la distance 4 entre la feuille d'aluminium battu de sa fenêtre et la double lame; le rapport 1,73 s’abaissait à 1,4 pour 125 208,144. A AMDONE d= 25%", à 1,1 pour d = 55", Dans cette expérience, la lame A d'aluminium de 0°", 55 arrêtait la plus grande partie de l’action électrique des rayons secondaires postérienrs du zinc sans rayonner beaucoup elle-même. Avec

une lame d'aluminium plus mince (0"®,11) associée à la

mème feuille de zine, le rapport des coefficients de transmission apparente des systèmes AL et LA, observés quand ces systèmes formaient la paroi de l’électroscope, s'abaissait de 1,7 à 1,4.

L'influence de l’ordre d’un système d’écrans sur l’émission secondaire du système s’observe aussi très bien en recevant les rayons secondaires postérieurs S' sur une plaque photographique ou bien sur un écran au platinocyanure de baryum disposé en ee (/ig. 20) et protégé par

uu écran de plomb EE contre l’action directe des rayons X. Si MM est une feuille de zinc, par exemple, l'impression radiographique, ou la luminescence de l'écran, sont nettement plus vives lorsqu'une lame d'aluminium est disposée en A’A que si elle est disposée en AA; un dispositif photométrique permettant la comparaison des deux actions simultanées n’est pas nécessaire pour apercevoir le phénomène.

Si les rayons X agissent en même temps que les rayons secondaires postérieurs, l'influence de l’ordre des deux lames sur la transparence apparente du système se voit encore facilement en disposant sur la couche sensible 7ue d'une plaque photographique pp (fig. 21) un système de deux feuilles (a, b) et à côté un système (b, a) identique,

mais d'ordre inverse: les plages contiguës ab et ba de la

plaque sensible sont inégalement impressionnées par une source de rayons X située au-dessus de pp dans le plan perpendiculaire à pp qui sépare les deux plages. Le système (zine-papier noir), par exemple, paraît nettement plus opaque que le système (papier noir-zinc). L'influence de l’ordre des écrans ne disparaît pas sous une feuille d’aluminium battue placée entre la couche sensible pp et les systèmes ab, ba; mais elle est atténuée, comme on s’en assure

Fig, 21.

ER NS rt MT D a p aë 2 7

en comparant la partie de pp recouverte sous les deux systèmes par la feuille d'aluminium et la partie non recouverte ; l'influence de l’ordre des écrans diminue de plus en plus à mesure que l'épaisseur de la feuille d'aluminium interposée augmente. Mais l'influence de l’ordre des écrans sur la transparence apparente est moins nette quand la plaque photographique est remplacée par un écran au platinocyanure de baryum derrière lequel on applique les systèmes étudiés ba et ab, L'action des rayons secondaires est alors presque noyée dans l’action des rayons X, comme il a été déjà dit au sujet de l'influence de la distance d’un écran sur sa transparence apparence (!).

(*) Depuis que j'ai signalé l'influence de l’ordre d’un système d'écrans sur la transparence apparente du système pour les rayons X (Comptes rendus du 26 juillet 1897, t. CXXV, p.230, et du 7 février 1898, t. CXXVI, p.467), le professeur Roïti en a fait une étude qualitative au moyen d’un écran au platinocyanure de baryum (Rendiconti d. R. Acc. dei Lincei du 20 février 1898, t. VII, p. 89). L'expression de cryptoluminescences employée à cette occasion par l’auteur pour désigner les phénomènes de transformation des rayons X, ne me parait pas bien choisie; le mot équivalent et plus simple de radioluminescence doit s'appliquer seulement à la transformation des rayons X en lumière, d’après une extension immédiate de la nomenclature adoptée par le professeur E. Wiede mann, de même que le mot de photoluminescence s'applique aux phénomènes de transformation de rayons lumineux en d’autres rayons lu-

mineux.

4. Mécanisme de la décharge des conducteurs frappés par les rayons X. — L'action des rayons X sur les corps électrisés, connue mais non publiée tout d’abord par le professeur Rünigen (1), a été découverte presque simultanément par MM. Benoist et Harmuzeseu (?) à Paris, H. Dufour à Lausanne (3), A. Righi à Bologne (1), J.-J. Thomson à Cambridge (5). Le fait fondamental est que les conducteurs positifs ou négatifs sont déchargés avec la même vitesse sous l'influence des rayons X qui les frappent, tandis que l'électricité négative seule est dissipée par la lumière ultra-violette. Dans un mème gaz, la vitesse de la décharge augmente en même temps que la pression du gaz, et elle dépend de la nature du gaz [Benoist et Hurmuzescu (©), J.-J. Thomson |. MM. Benoist et Hurmuzeseu (7) ont encore montré que la vitesse de décharge d'un conducteur frappé par les rayons X dépend de la nature du métal qui forme le conducteur. Les professeurs J.-J. Thomson et Rüntgen ont reconnu que l'air traversé par les rayons X est devenu conducteur de l'électricité et conserve cette propriété pendant un instant; on peut décharger un conducteur en amenant sur lui de Pair ainsi rontgentisé, ou, comme on dit maintenant, tonise. Il résulte des recherches

des professeurs Righi ($), Villari (?), J.-J. Thomson (°)

(1) Voir RüNTGEN, Deuxième Mémoire, Sitsungsb. d. Würsburger phys. med. Gesell.; mars 1806; Wied. Annalen d. Physik., t. LXIV, p.11; 1898; Journ. d. Phys., 3 série, t. V, p. 189; 1806.

(?) Comptes rendus, t. CXXII, p. 235; 1806.

(3) Archives des Sc. phys. et nat. de Genève, 4° période, t. I, P- 111.

(*) Rendiconti della R. Acc. di Bologna, février 1806.

() Proced. Royal Soc., t. LIX, p. 274; 1806.

(5) Comptes rendus, t. GXXIL, p. 926; 1806.

(*) Comptes rendus, t. CXXII, p. 359; 1806.

($) Les expériences faites à ce sujet par le professeur A. Righi présentent une grande analogie avec celles qu'il avait réalisées quelques années auparavant au sujet de la décharge par les rayons ultra-violets (Atti della R. Accad. di Bologna; 188$, 1889, 1890, 1891).

(*) Le professeur Villari (Comptes rendus, t. GXNLIH, p. 428) crut

que la décharge d’un conducteur pent avoir lieu sans qu’il soit touché par le faisceau rectiligne de rayons X et que les charges électriques libérées par les rayons X se déplacent le long des lignes de force du champ électrique. M. J. Perrin a montré nettement que, si les rayons X traversent des tubes de force électrique réunissant deux conducteurs dans un gaz en repos, les tubes de force rencontrés dans ce gaz par les rayons deviennent conducteurs de l'électricité. Il à isolé et étudié ce phénomène foudamental en faisant passer un faisceau de rayons X entre les armatures d’un condensateur formé de deux plaques métalliques ; le condensateur se décharge, bien que Îles armatures ne soient point touchées par le faisceau (5e On peut dire avec M. J. Perrin : « Là où des rayons À traversent un gaz, apparaissent des charges égales et contraires (lonisalion); puis ces charges se meuvent sous l'influence du champ le long des tubes de force qui les contiennent jusqu'à ce qu’elles rencontrent un conduceur qu’elles déchargent, ou un isolant solide ou liquide qu’elles chargent (?). » Ce dernier mode de décharge isole un phénomène indépendant de la nature des métaux des conducteurs mais dépendant de Ja nature et de la pression du gaz qui les sépare; d’où le nom d'effet gaz que Jui a donné M. J. Perrin.

Après avoir ainsi dégagé un phénomène fondamental, M. 3. Perrin a cherché à expliquer le rôle des surfaces

pouvoir admettre que les rayons X s'incurvaient fortement; cette interprétalion esL en contradiction avec les faits. |

Le professeur J.-J. Thomson annonça que tout gaz devient conducteur à la manière d’un électrolyte. C'est dans son laboratoire que furent faites plus tard les principales expériences relatives à l’ionisation des gaz par les rayons X. <. LE

(*) J. Penn, L'Éclairage électrique, 1. VI, p. 545; 20 juin 1896; Ann. de Ch. et de Phys. (3), t. XI, p. 523; 1897. |

(2) Thèse de Doctorat. p. 38 ; ou Ann. de Ch. et de Phys. loc. cil.,

conductrices frappées par les rayons X, Il appelle effet métal ce qu'il faut ajouter à l’eflet gaz produit par les rayons X incidents, pour avoir l’effet total de la décharge("), et il imagine le mécanisme suivant pour expliquer les résultats de ses hp ien tes :

« En tous les points qu’atteignent des rayons Rôntgen É la surface de séparation d’un gaz et d’un métal se forment des quantités égales d'électricité positive et négative ou, d’une manière abrégée, une tonisalion super ficielle se produit en ces points. S'il existe un champ électrique, les charges d’un certain signe sont aussitôt absorbées par le métal, et les charges de signe contraire s’éloignent de ce métal en décrivant les lignes de force aux extrémités desquelles elles se trouvaient d’abord (?). » Puisil définit des coefficients d'ionisation superficielle, qui « formeraient une classe de constantes qu'on pourrait comparer, à certains égards, aux tensions superficielles ou aux différentes de potentiel par contact ». Mes expériences cou duisent à changer cette explicarion :

Dans les expériences de la fig. 14 (p. 65), la décharge de la feuille d’or f a lieu sous l'influence des rayons secondaires du corps LL, métallique ou non, sans que les rayons X pénètrent dans la cage C de l’électroscope aux parois de laquelle est limité le champ électrique de la feuille d'or f. Cette expérience isole une action propre . du corps LL, et cette action a lieu à distance.

Supprimons maintenant la feuille d'aluminium battu a/b' qui fermait le champ électrique de fdu côté de LL (fig. 14) et plaçons une lame d'aluminium AA (/ig 22) entre

(!) J. PERRIN, Z'hèse de Doctorat, p. 48; ou Ann. de Ch. et de Phys., loc. cit., p. 542. (Journal de Phys.,t. VI, p. 426.)

(2?) J. PERRIN, Thèse de Doctorat, p.52; ou Ann.de Ch. et de Phys., loc. cit., p. 547. Théorie de l'effet metal, ionisation superficielle (Journal de Phys., t. NI, p.430); voir aussi Comptes rendus,t. CXXIV, p. 455; 1% mars 1897. Decharge par les rayons Rôntgen. Rôle des suxfwtes frappées.

le tube focus / et la lame métallique MM réduite aux dimensions de l’ouverture de l'écran EE, de manière à prolonger la cage de l’électroscope jusqu’à l’espace compris entre AA et MM. Des lignes de force sont maintenant échangies entre la feuille d’or f et le métal MM. Les rayons X agissent à la fois sur l'air que traversent ces lignes de force dans l’espace compris entre AA et MM

(effet primaire), et en frappant le métal MM maintenant placé dans le champ électrique (effet secondaire).

Le second effet est ici bien plus considérable que Île premier si MM est une lame d'un métal lourd. Disposons, en effet, une nouvelle feuille d'aluminium à la place de la feuille de métal lourd MM; la faible action de décharge que nous observons alors correspond assez exactement à l’effet primaire; elle Jui est même uu peu supérieure

à cause de l’action propre de l’aluminium et des rayons secondaires envoyés par l’air placé derrière. Nous pouvons rendre l’ellet primaire beaucoup plus intense en reliant électriquement à la feuille d’or f une plaque métallique M' (fig. 22) isolée électriquement et assez rapprochée de MM pour échanger avec MM de nombreuses lignes de force; l’effet primaire peut atteindre alors l’ellet secondaire (!}, c’est-à-dire que l'effet obtenu en plaçant le métal lourd en MM étant représenté par 2, l’effet obtenu quand MM est une feuille d'aluminium est voisin de t.

Quelle que soit la grandeur de l'effet primaire, supposons-nous d’abord dans le cas où cet eflet se produit presque seul. MM est alors une feuille d'aluminium battu d’une épaisseur de l'ordre du micron. Au-dessous de cette feuille mince MM disposons parallèlement à MM une lame ZZ d’an métal lourd, tel que le zinc, qui reçoive les rayons X transmis à lravers MM. La rapidité de la décharge augmente aussitôt. Rapprochons la lame ZZ de MM parallelement à elle-même; la rapidité de la décharge augmente graduellement. L'action est maximum quand Ja lame ZZ est appliquée contre la feuille mince d’aluminium MM. Enlevons enfin cette feuille d'aluminium de manière que la lame ZZ remplace maintenant l’armature MM du condensateur (M, M’). L'’eflet secondaire seul augmente de , par exemple, de sa valeur dans le cas du zinc, du cuivre, quand on met ainsi le métal lourd à nu. La plus grande partie au moins de l'effet secondaire de tels métaux est donc due à une action à distance, au rayonnement secondaire émané de ces métaux.

J’ai vérifié que les rayons secondaires rendent l’air con-

(*) Les rayons X ne rencontrent pas M’. Plus ils en passent loin, plus l'effet primaire est faible. Ici encore on peut rendre l’effet primaire notablement plus faible que l’effet secondaire de MM en faisant tomber les rayons X sur M sous une incidence assez rasante et de manière que tout le faisceau de rayons X rencontre la surface MM.

ducteur de l'électricité, comme les rayons X, et peuvent décharger une surface métallique, comme dans les expériences de M. J. Perrin, sans rencontrer ni cette surface ni les surfaces avec lesquelles la première échange des lignes de force. De là l'explication suivante de Ja décharge d’un conducteur C (Jig. 23) frappé par les

Fig. 33,

rayons X : chaque élément de volume ds de l'atmosphère adjacente au conducteur C est traversé à Ja fois par les rayons X incidents, par les rayons secondaires S, que le métal M émet sous l’infiuence des rayons X; si un autre conducteur C’ se trouve assez rapproché de C, l'élément de volume dv peut être traversé aussi par des rayons secondaires émanés du conducteur C/, ou même par les rayons tertiaires T, qui proviennent de chacun des conducteurs sous l'influence des rayons secondaires de l’autre ; en toute rigueur, il faut encore tenir compte des rayons disséminés envoyés dans l'élément ds par le reste de la masse du gaz. La conductibilité du gaz est produite dans chaque élément de volume dv du gaz sous l'influence de tous les rayons qui traversent cet élément; il y a lieu de supposer, comme on le fait pour les rayons X, que Îles rayons secondaires ou tertiaires agissent en libérant dans chaque élément de volume de d’égales quantités d’électricité positive et négative que le champ électrique entraine respectivement en sens opposés jusque sur les conducteurs électrisés négativement ou positivement.

On peut se demander si les effets secondaires ou tertiaires, évidemment nécessaires pour expliquer le mécanisme de la décharge, y suflisent complètement. L’expérience montre que l'effet secondaire électrique accompagne la production des rayons secondaires, leurs actions sur les plaques photographiques et sur les écrans luminescents. Au lieu du dispositif de la fig. 22 on peut employer celui de la /ig. 24 et obtenir des résultats ana-

ee bat.