RAYONS X

«le millimèlre) en iin des points que frap|)Ciit les rayons. Il put ainsi éluJier ces rayons, soit en divers gaz. à diverses pressions, soil dans un « vide al)solu », où nous avons vu qu'ils ne pourraient se produire. Il eut le tort d'en conclure que la tliéorie de l'émission n'était pas admissible, et (le regarder comme évident que des |)rojectiles cathodiques ne pourraient traverser une paroi qui résiste à la pression atmosphérique. En lait, celte théorie de l'émission fut admise par tous les physiciens, y compris Lenard quand il fut expérimentalement établi par rerrin que les rayons calliodiques sont formés de charges d'électricité négative en mouvement (1895).

Bientôt après (l>97). en étudiant la trajectoire de rayons cathodiques dans un champ électrique et dans un champ magnétique, J.-J. Thomson obtint deux résultats très importants. D'une part, il montra que la vitesse, variable (comme il était à prévoir) avec la dilférence de potentiel des électrodes, atteint couramment des valeure de àOOOO à 100 000 kilomètres par seconde (la vitesse de la lumière est seulement 5 fois plus grande que cette dernière vitesse). D'autre part, le rapport «,>« de la charge électrique e à la masse m du projectile qui la porte est au contraire tout à fait indépendant des circonstances; il est le même, en |)articulier, quelles que soient la pression ou la composition du gaz où les rayons se forment, et quelle que soil la nature de la cathode. Celle valeur fixée se trouve environ '2000 fois plus grande que n'est le rapport e'/wt' de la charge électrique e' charriée dans l'élcctrolyse par un atome d hydrogène à la masse w' de cet atome. Si donc on avait une raison sérieuse pour croire que les charges élémentaire^ e et e' sont égales, il faudrait conclure que la masse d'un projectile cathodique est environ iiOOO fois plus petite que la masse d'un atome d'hvdrogéne. Pour la première fois, on serait couduit par 1 exp<''rience à parler d'un élément matériel plus petit que l'atome. Or tel est précisément le résultat principal que l'on doit à J. J. Thomson. Il réussit à prouver que la charge du projcclile cathodique est celle même que transporte l'atome d'hydrogène dans l'éleclrolysc. On désigne par le nom de corpuscules ces projectiles négalil's beaucoup plus petits que les atomes.

(]omme on obtient dans toutes les circonstances les mêmes corpuscules, quels que soient le gaz ou le métal des élcclrodes, on est conduit à penser que tous les atomes contiennent des corpuscules identiques, chargés de la même quantité d'électricité négative. Comme d'autre part les atomes sont au total électriquement neutres, il iaut admet! le qu'ils conlieimeut également des charges positives, portées elles aussi par des subdivisions de l'atome. Et l'on arrive à sup|)oser que tout atome et par suite toute matière admettent peut-être seulement deux constituants élémentaires, les mêmes pour tous les corps, savoir de l'électricité négative et de l'éleclricilé jwsitive. On retrouve ainsi, rajeunie, la vieille théorie « des deux lluides électriques » , mais chacun de ces fluides esl formé par des grains, des « corpuscules » identiques, qui sont une sorte d'atomes d'électricité.

Ces atomes d'électricité sont ce que l'on nomme des électrons, l'our des raisons qui ne peuvent trouver place ici, on a été conduit à penser que les atomes pourraient bien être conq)arables à des systèmes planétaires compliqués où des corpuscules négatifs graviteraient autour d'un petit nombre d'électrons positifs. L'insécabilité apparente de l'atome s'explique par la grandeur énorme des forces électriques qui seraient nécessaires pour séparer d'un tel système, en quantité notable, des corpuscules négatifs.

Laissant de côté ces considérations, encore hypothétiques pour une grande part, revenons aux propriétés des rayons cathodiques.

Nous avons vu quelles formidables vitesses possèdent les projecliles calliodiques. Us perdent celle vitesse, dans les obstacles qu'ils rencontrent, sur un parcours d'au plus quelques centièmes de millimètre, et subissent donc dans ces obstacles un choc d'une violence inouïe. On peut n'être pas surpris de voir se produire là de nouveaux phénomènes Nous avons déjà dit qu'en ces points se dégageait de la chaleur et se développaient souvent de brillantes fluorescences. Mais cela n'est pas tout.

En premier lieu, des rayons d'espèce nouvelle jaillissent des points que frappent les rayons cathodiques. Ce sont les rayons X [Voy. article spécial), aussi peu scm-

I blables aux rayons dont l'arrêt les engendre que le son I rendu par une cloche ressemble peu au marteau qui la I frappe.

I En second lieu, quand ils s'arrêtent sur un obstacle, les rayons cathodiques font jaillir de cet obstacle de nouveaux rayons cathodiques, à vitesse plus faible, dits \ rayons secondaires. Cela s'interprète en admettant que i lorsqu'un projectile cathodique neurte un atome, il le brise en en détachant un corpuscule qui part dans une di- ■ reclion arbitraire, en formant un rayon cathodique 1 « lent ».

( On s'explique dès loi"s comment des rayons cathoj diques peuvent rendre « conducteurs » les gaz de densité notable où Lenard les faisait jMJnétrer. Ils dcterj minent la production, tout le long de leur trajet, d'une foule do centres électrisés, mobiles d;ins le gaz. qui se j rendent vers les corps chargés du signe contraire et I les déchargent. Plus brièvement, on dit qu'ils ionisent le gaz.

RAYONS CATHODIQUES D'ORIGINES DIVERSES. Depuis quelques années, on a découvert des rayons qui possèdent les propriétés essentielles des rayons cathodiques et cependant se forment dans des conditions toutes différentes. Tel est le cas des rayons p qu'émettent les corps radioactifs [Voy. article spécial); tel est encore le cas pour les rayons qui aijaudonnent un métal illuminé par la lumière ullra-violette.

Les rayons cathodiques émis par les corps radioactifs peuvent être beaucoup plus rapides et pénélranls que ceux qui se produisent dans les décharges que nous savons obtenir : la vitesse de certains rayons fS du radium dépasse les 9/10 de la vitesse de la lumière. Aussi peuvenl-ils traverser, en proportion notable, plusieurs centimèlres de métal. Ils ionisent fortement les gaz qu'ils traversent.

Les métaux que frappe la lumière (et surtout les métaux alcalins) émettent au contraire des projectiles négatifs de faible vitesse (environ iOOO kil. par seconde), mais qui ont la même charge et la même masse que les corpuscules cathodiques (Lenard). Le départ de ces corpuscules sera facilité par l'action du champ électrii|ue si la surface est d'abord chargée négativement, et cette surface se déchargera rapidement sous laclion de la lumière.

Enlin les métaux incandescents (ainsi que le charbeni émettent continuellement des corpuscules si l'on prend soin de ne pas laisser s'élever le potentiel du conducteur. Celte émission devient extrêmement abondante à haute température, et peut atteindre plusieurs ampères par millimèlre carré à la température où sont portés les charbons entre lesquels jaillit un arc électrique. Aussi transpoi te-t-elle dans l'arc la plus forte part du courant.

RAYONS DE LENARD. Voy. n.woxs c.tTiiODiQCKS.

RAYONS DE RÔNTGEN. Voif. rayons X.

RAYONS SECONDAIRES, TERTIAIRES. Voy. kayons X.

RAYONS X. Si l'on entoure complètement de |)apier noir un tube à rayons cathodiques en activité, el si l'on approche du tube ainsi rendu invisible un écran recouvert de platinocyanure de baryum, on voit cet écran s'illuminer et briller avec une lumière verte. Ileaucoup d'autres substances fluorescentes s'illuminent de même. Dans les mêmes comlitions, une plaque photographique envelop|)ée de papier noir est impressionnée.

Si l'on place un objet quelconque entre le tube et l'écran fluorescent, ou voit apparaître une ombre de l'objet sur l'écran, plus ou moins accusée selon la nature de l'objet. La même ombre apparaît, après développement, sur une plaque pholograpliique substituée à l'écran. Le tube, l'objet et l'ombre se trouvent en ligne droite : le tube émet donc les rayons. Ce sont des rayons ,V, découverts par Itôntgen (1895). Une recherche plus précise montre que ces rayons naissent aux |)oinls où des rayons cathodiques s'arrêtent sur un obstacle.

Si on place un deuxième objet, de forme et de nature quelconque, sur le trajet des rayons X qui donnent la silhouette d'un premier objet, on s'aperçoit que celle silhouette est assombrie, mais jamais déplacée ni déformée; c'est ainsi (|ue les os peuvent donner une ombre nette au travers des chaii-s. Cela prouve, au moins en première approximation, nue les rayons X ne se rélractenl pas. Des recherches «le plus grande précision (Gouy) conduisent à la même conclusion.