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logues : un faisceau de rayons X traverse normalement les deux armatures d'aluminium AA et aa d’uu condensateur plan; on approche derrière 4a une lame ZZ d’un métal lourd relié au sol comme aa; on constate que la vitesse de décharge de l’armature AA (') augmente aussitôt. Quand ZZ touche aa, si l’on supprime cette feuille d'aluminium aa, d'épaisseur de l’ordre du micron, on voit ici encore augmenter l'effet secondaire. Cette augmentation s'explique suffisamment par l'absorption des rayons secondaires de ZZ dans l’aluminium : elle est de

l’ordre de 5 avec le zine et le cuivre; or nous avons vu

(!) Il peut être commode d'étudier la vitesse de décharge de @a ; dans ce cas AA est mise au solet le potentiel de aa doit être assez élevé pour qu'on puisse négliger l'effet de décharge produit par les rayons de ZZ dans la couche d’air comprise entre aa et ZZ, sous l’infuence de la force électromotrice entre les métaux aa et ZZ, liés par le fil mélique c. ;

que l'action radiographique de ces métaux placés contre la couche de gélatinobromure ( Jg.15 et 18, Chap. IF, $ 6) était légèrement affaiblie par l’interposition d'une feuille d'aluminium de l’ordre du micron.

L’affaiblissement de l'effet secondaire électrique et celui de l'action radiographique, dans ces conditions, varient parallèlement; ils deviennent tous deux plus importants quand on passe du euivre au zinc, au fer et au nickel, à l'étain, au platine et an plomb; pour ces deux derniers métaux, une épaisseur d'aluminium de l'ordre du micron arrête environ la moitié de l'effet secondaire électriqne (résultat déjà indiqué au Chap. IE, $ 6); nous avons vu justement que la mème épaisseur d’alnminium arrête une grande partie de l’action radiographique des rayons sacondaires des mêmes métaux (loc. cit. ),

D'autre part, quand le métal ZZ, recouvert de la mince feuille d'aluminium aa, est éloigné derrière cette feuille, les rayons secondaires, avant d’agir sur l’air du champ électrique compris entre AA et aa, doivent traverser la couche d'air d'épaisseur x comprise entre aa et ZZ; or, l’eflet secondaire électrique s’aflaiblit dans ces conditions, comme on pouvait sy attendre, d'après l’influence géométrique de la distance et l’absorption par l'air; la première influence est assez faible avec le dispositif de Ja Jig. 24, il y a peu de rayons secondaires qui n’entrent pas dans le condensateur quand l'épaisseur 4 est, par exemple, de 1", le diamètre des armatures AA et aa étant de plusieurs centimètres; or, dans ces conditions, l'effet secondaire du cuivre, par exemple, s’affaiblit à peine, tandis que celui du platine diminue d’une fraction notable de sa valeur; nous avons vu justement que les rayons du platine sont. fortement absorbés par Pair (Chap. IE, $ 5 et 6). D'une manière générale, il n’est pas nécessaire, même pour les métaux très lourds comme l'or, le platine, le plomb, d'admettre qu'une partie notable de l'effet du métal soit due à un phénomène superficiel, Je montrerai

plus tard (Chap. IV, $ 5) que la surface d'un métal est le siège d’un phénomène électrique, mais lié à l’émission des rayons secondaires, essentiellement différent de l'ionisation superficielle imaginée par M. J. Perrin et qui ne saurait produire un effet superficiel de décharge appréciable tant que l’air n’est pas extrêmement raréfié.

Conformément à ce qui précède, l’action d’un métal dans la décharge n’est pas uniquement définie, comme le pensait M.J. Perrin, par la nature du métal, la nature et la pression du gaz ambiant, l’intensité du champ électrique, la forme et l'étendue de la surface métallique. Elle dépend de l'épaisseur du métal et augmente avec cette épaisseur (cf. Chap. HF, $ 2 et 6). Elle augmente avec le volume du gaz soumis à l’action électrique des rayons secondaires. M. J. Perrin a reconnu lui-même, couformément à mon explication, que l’effet dù au métal dans la décharge d'un condensateur augmente quand on augmente la distance des armatures (!); il faut toutéfois prendre garde que la signification de l’effet observé est extrèmement complexe et ne saurait servir à étudier l'absorption des rayons secondaires par l'air :

1° Les rayons secondaires émis par une armature MM d'un métal lourd (/ig. 26) qui recoit les rayons X à travers une armature d'aluminium AA, sont en partie émis latéralement en dehors du condensateur et traversent de l’air soumis à un champ électrique notablement inférieur à celui qui règne entre les deux armatures. Or, l’action de décharge varie dans le même sens que la valeur du champ électrique. Les rayons secondaires latéraux sont donc mal utilisés et la proportion de ces rayons est d’autant plus importante que l’armature MM est plus éloignée

de AA (?).

(1) J. PERRIN, Comptes rendus, t. CXXVI; r7 janvier 1898.

(?) Cela est vrai a fortiori quand l’armature AA est formée d’un disque «$ communiquant seul avec l’électromètre et entouré d’un anneau de garde (/ig. 25); les rayons cessent d’avoir toute action dès qu’ils

2° Une partie de l’action du métal M est due à ce que les rayons secondaires envoyés par M sur AA y donnent quelques rayons tertiaires dont l’action électrique est, elle aussi, d'autant plus faible que la source des rayons secondaires est plus éloignée de AA. Cette influence des rayons tertiaires n’est toutefois notable que pour un condensateur dont les armatures sont seulement distantes de quelques millimètres, par exemple.

sortent du volume d'air compris entre les deux armatures et limité à la surface du cylindre de base «8. C’est ce qui arrive dans l’expérience décrite page 5r du Mémoire de M. J. Perrin [ Ann. de Chim. et de Phys. (T),t. XI, p.545] : le déplacement d'un pinceau de rayons X de c en c’ (fièches de la fig. 25) transporte le centre d'émission des rayons

Fig. 25.

secondaires en dehors du champ électrique utile; ce sont alors seulement certains rayons secondaires inclinés sur MM qui sont utilisés; l’action desrayons secondaires issus decc’ sur l'air de l'hémisphère c'd,d est inutilisée; de mème, dans l'hémisphère de rayon c'e, l’action n’est utile que dans la partie hachurée; on s'explique ainsi que les armatures AA, MM étant distantes de 2°", la majeure partie de l’action du métal MM frappé par un pinceau étroit de rayons X disparaisse quand ce pinceau (flèches de la fig. 25) subit un déplacement latéral cc’ d’au moins 5”: cela est surtout vrai si le métal M émet des rayons secondaires dont l’action électrique est très affaiblie par quelques millimètres d'air, et c’est justement le cas du plomb qui forme l’armature MM dans cette expérience de M. J. Perrin. Les influences signalées ci-après interviennent aussi dans cette expérience.

3° Sous l’influence des rayons X, le champ électrique cesse d’être uniforme dans toute l’épaisseur du condensateur et se localise principalement au voisinage des armatures. M. Child, qui a découvert ce phénomène ({), a observé que, par exemple, avec nn condensateur dont les armatures étaient à une différence de potentiel de 120 volts et distantes de 6o"", il existait, dans une couche d'air d'environ 3" au voisinage de chaque armature, un champ correspondant à un gradient d'environ 100 volts par centimètre, tandis que le champ était environ dix fois plus petit en moyenne dans les 54" d’air restant. L'action de décharge augmentant avec le champ, on comprend que l'effet dû aux rayons secondaires soit, indépendamment

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de labsorption par l'air, plus grand dans les premières couches d'air au voisinage du métal. L'ensemble de ces circonstances permet de comprendre que l’action due au métal M augmente seulement d’une fraction de sa valeur, comme l’a observé M, J. Perrin, quand la distance des

(') Cup, Ueber die Potentialsradienten an Metalelectroden bei der Entladung durch X-Strahen (Wied. Annalen d. Physik, t. LXV, p. 152, et aussi The Phys. Rev NP: r93;: 1897). Le phénomène a été étudié depuis par ZELENY (Phil. Mag, 5° série, t. XLVI, p. 120; juillet 1898). Je ne connaissais pas encore ce dernier Mémoire lorsque j'ai donné aux Comptes rendus du 4 juillet 1898 l'explication du phénomène telle que je l’expose ici et qui est tout à fait d'accord avec la théorie détaillée de M. Zelenx.

deux armatures MM et AA augmente de 1°" à 10", avec un métal comme le zine.

Quant aux phénomènes observés par Child, ils s’expliquent bien comme il suit : à travers chaque surface de niveau È du champ électrique ( fig. 26) il passe un double flux d'électricité, savoir : 1° un flux négatif formé de charges négatives que les rayons ont libérées dans la couche d'air comprise entre È et l’armature négative MM et que le champ électrique entraine vers AA; 2° un flux positif formé de toutes les charges positives libérées dans la conche d'air comprise entre È et AA. Ces flux d'électricité se déplacent avec des vitesses finies de l’ordre de quelques centimètres par seconde (!). Ne considérons d’abord que l’action des rayons X. Si la surface E est plus rapprochée de l’armature positive AA que de l’armature négative MM, le flux positif qui traverse Ÿ émane d’une conche d'air YA plus mince que la couche d’air EM, d’où émanent les charges négatives; il y a alors prédominance du flux négauf, c’est-à-dire qu'il y a en E un excédent d'électricité négative libre en mouvement, par suite une diminution du potentiel. Près de l’armature négative MAI, au contraire, il y a prédominance de flux positif et augmentation du potenti-l. Si la différence de potentiel des armatures et maintenue invariable, la chute de potentiel est donc localisée près des armatures; le gradient du potentiel, qui était représenté par la ligne droite Mo avant l’action des rayons X, devient, quand les rayons X agissent, une ligne courbe infléchie telle que Mvov’. Le régime permanent une fois établi, la densité cubique de l'électricité libre est constante sur chaque surface de niveau E, et elle est d’autant plus grande en valeur absolue que la surface E est

(*) Voir Chap. IV, $ 2. La vitesse du flux purement négatif produit par la lumière ultra-violette est ordinairement du mème ordre dans les mêmes conditions, c’est-à-dire dans ua champ de quelques volts par centimètre (c/. H. Buissox, Comptes rendus du 25 juillet 1898).

plus rapprochée de l’une ou l'autre des deux armatures. Elle sera nulle sur la surface équidistante des deux armatures si les charges positive et négative se déplacent avec la même vitesse, et le potentiel y aura la même valeur que si les rayons X n’agissaient pas. En réalité, M. Child a observé que la surface de niveau sur laquelle le potentiel demeure inaltéré par le passage des rayons X est un peu plus éloignée de l’armature négative MM que de l’'armature positive AA, comme le montre la fig. 26. Cela s'explique bien si l’on admet que les charges négatives se déplacent dans l’air un peu plus vite que les charges positives.

Si les rayons X pénètrent normalement à travers larmature d'aluminium AA et frappent l’armature MM formée d’un métal lourd, les rayons secondaires du métal M interviennent et accélèrent la vitesse de décharge du condensateur. Leur action est plus importante dans les couches d'air voisines de MM que dans les couches d’air voisines de AA, où les rayons secondaires arrivent affaiblis par l'influence de la distance et de l’absorption par l'air; les charges positives libérées dans l'air près de MM, par les rayons secondaires de MM, sont entrainées aussitôt vers MM; les charges négatives sont entraînées à droite et agissent sur un parcours plus long, en sorte que l'effet qui domine est la diminution de l’excédent des charges positives libres près de MM. En effet, M. Child a observé que l’altération du gradient près de l’armature MM frappée par les rayons X est plus faible si cette armature est formée d’un métal lourd que si elle est en aluminium, et d'autant plus que le métal absorbe davantage les rayons X, ce qui justement correspond, pour les métaux étudiés par M. Child, à une émission secondaire dont l’action est plus grande et plus localisée près de armature MM.

Tout ce qui précède est relatif à la décharge d’une lame métallique frappée par les rayons X du côté de sa face électrisée, Si la lame n’est pas assez épaisse pour arrèter les rayons X et qu'elle soit frappée par l’autre face, les

OPTIQUE DES RAYONS DE RÔNTGEN. Foi

rayons secondaires postérieurs la déchargent en même temps que les rayons X transmis. C’est ce qui arrive, par exemple, dans les expériences signalées déjà au sujet de l'influence des rayons secondaires postérieurs sur la transparence apparente d'une lame formant, par exemple, la paroi, reliée au sol, d’un électroscope (Chap. I, $ 2), et au sujet de l'influence de l’ordre d’un système de deux lames, formant ou non la paroi d’un électroscope, sur la transparence apparente du système (Chap. IIT, $3). Des phénomènes de même espèce ont été retrouvés par le professeur À. Winkelmann (‘).

Parmi les divers caractères de l'effet secondaire électrique, il importe de signaler le fait qu'il peut atteindre et même dépasser effet primaire, dû aux rayons X, quand ils agissent sur un condensateur dont on rapproche suffisamment les armatures. On comprend, en effet, que l'effet des rayons secondaires, plus important dans les premières couches d'air voisines du métal rayonnant, diminue avec lP’épaisseur de Ja lame d’air du condensateur bien moins vite que l'effet primaire. D'autre part, les rayons secondaires d’un métal lourd étant beaucoup plus absorbés par l'air que ne le sont les rayons X incidents, on comprend que la conductibilité de Pair provoquée par les rayons secondaires puisse être plus importante que celle que provoquent les rayons X, bien que les rayons secondaires émis par une mince couche superdficielle ne doivent représenter qu'une petite partie de énergie des rayons X incidents; on peut dire qu'il y a une sorte de compensation entre la petitesse de la couche d'émission des rayons secondaires très transformés et leur faible pouvoir de pénétration, qui en est précisément la conséquence. La même remarque s'applique aux actions radiographiques, qui utilisent surtout les rayons les plus absorbables et

(1) A. WinkELmANN, Wied. Annalen d. Physik, t. LXVI, p.1; 1898. Mémoire analysé dans l’Éclairage électrique, t. XXI, p. 349; 1899.

présentent d’assez grandes analogies avec les actions électriques; rappelons, par exemple, que l'importance de l'effet secondaire électrique ou radiographique dans l'effet total augmente quand les rayons X sont filtrés par un écran et deviennent plus pénétrants (voir Chap. I, $ 3 et 7; Chap. IL, $ 2; eufin, ci-après, Chap. IV, $ 5).

Il résulte des différences observées entre les trois modes principaux d'action des rayons X ou secondaires (action électrique, radiographique ou radioscopique, Chap.[,$ 6, et Chap. IT, $ 2 et 3) qu'on n’a aucune raison de supposer aucun de ces modes d’action relié simplement à l'énergie des rayons incidents; tout dépend du mode d'utilisation des rayons; en particulier, à mesure que l'épaisseur de la lame d’air d’un condensateur augmente, l'importance relative des rayons les moins pénétrants, qui sont absorbés dans les premières couches d'air, va en diminuant et les différences entre le récepteur électrique et l'écran luminescent sont atténuées : ilest clair aussi que l’épaisseur de la couche sensible photographique ou de la couche de sel luminescent employées ne sont pas sans influence. Seul le phénomène de l’échauffement des métaux frappés par les rayons X, découvertet étudié par le professeur Dorn (!}, puis par M. Schæps (?), par MM. E. Rutherford et R.-K. Mc. Klung (3), pourrait permettre d'étudier l’énergie des rayons X, du moins celle des rayons absorbés. Il résulte du mécanisme de l’émission secondaire (voir Chap. IT, $ 2, 3 et suiv.) qu’une partie au moins de la transformation de l'énergie des rayons X en chaleur dans la masse d’un métal lourd est précédée de leur transformation en rayons moins pénétrants qui sont étouflés avant d’avoir pu émerger du métal.

(‘) E. Dorw, W'iedemann’s Annalen, t. LXII, p. 160; 1897. (°) K. Souœprs, Brande’s Zeitschrift fur Nalurwiss. Stuttgart; t. LXXII, p. 145; 1890.

(*) E. Ruruerronb et R.-K. Mc.-KLUNG, Soc. Roy. d. Londres, novembre 1900.