METHODES GENERALES D OBSERVATIONS

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Méthode classique employée pour constater la radio-activité des corps.

On obtient les mêmes résultats en plaçant les corps à étudier dans une cuve métallique, posée directement sur l'électroscope. C'est le moyen auquel j'ai eu habituellement recours.

11 ne faudrait pas croire que l'électroscope constitue un procédé sommaire d'examen incapable de donner des mesures précises. Rutherford, qui l'a longuement étudié, montre, au contraire, que c'est un instrument fort précis, très supérieur, pour la plupart des expériences, à l'électromètre à quadrants et beaucoup plus sensible, quand il est bien construit, ce qui est d'ailleurs fort rare, que le meilleur des

galvanomètres. La capacité c d'un système à feuille d'or de 4 centimètres de longueur est, suivant lui, d'environ 1 unité électrostatique. Si on appelle v la chute du potentiel des feuilles en t secondes, l'intensité du courant i à travers le gaz est donné par la

formule i=z—. On peut ainsi mesurer un courant de 2x10-^5 ampères, ce que ne permettrait aucun galvanomètre.

Pour les expériences ordinaires, une grande sensibilité est inutile, et, le plus souvent, on peut se borner à se servir d'un électroscope à plateau, au-dessus duquel, 'ou sur lequel, on dispose, suivant les cas, le corps à expérimenter. Il est seulement nécessaire que le diélectrique, à travers lequel passe la tige supportant les feuilles d'or, soit un isolant parfait et soit très peu volumineux.

Ces conditions essentielles ne sont pas réalisées malheureusement dans les électroscopes du commerce. Il n'y a d'ailleurs que ceux dont l'isolant est fait avec du soufre pur ou de l'ambre qui soient vraiment utilisables, et les constructeurs français n'en livrent pas. Il faut donc les construire soi-même. Les supports formés de paraffine, ou d'un mélange de soufre et de paraffine, ne restent pas isolants pendant longtemps, et l'instrument perd sa charge. Si on se résigne à en faire usage, il faut nettoyer, au moins une fois par jour, l'isolant avec une feuille de papier à l'cmeri, opération d'autant plus nécessaire que la surface du diélectrique finit à la longue par se charger d'électricité. Un électroscope n'est utilisable, pour ce genre de recherches, que lorsqu'il ne donne pas une perte supérieure à 1" angulaire, en une heure, lorsqu'il est recouvert de son chapeau.

Au lieu des deux feuilles d'or classiques, il est préférable de ne faire asage que d'une feuille d'or avec lame centrale rigide, en cuivre oxydé L'écart angulaire de la feuille d'or est alors très

sensiblement proportionnel à la grandeur du potentiel. Avec les électroscopes dont je fais usage, un écart de 90° de la feuille d'or correspond à une charge de 1,300 volts, soit environ 14 volts par degré angulaire. Par des artifices divers, qu'il serait sans intérêt d'exposer ici et qui se réduisent d'ailleurs à diminuer considérablement les dimensions de la feuille d'or, de la lame centrale et du diélectrique, on peut construire des électroscopes dont la sensibilité est telle que 1 degré représente 1/10 de volt. Leur construction est très facile et dans quelques cas il est nécessaire d'y avoir recours. Ces instruments ne se fabriquent pas à Palis, mais on les trouve chez les constructeurs de Cambiidge. J'en possède un dans lequel la fouille d'or n'aquel millimètre de largeur et 2 centimètres de longueur. Il est d'ailleurs d'un maniement fort incommode et aurait grand besoin d'être perfectionné. Bien que l'électroscope soit un instrument très simple on peut dire qu'il n'en existe encore aucun modèle courant pour les expériences délicates.

Pour lire la chute des feuilles d'or, le procédé classique du microscope à

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Appareil destiné à réduire la rapidité de la déperdition électrique produite par les corps radio-actifs. — La matière radioactive est mise dans nne cuve de métal placée sur le plateau de l'électroscope et on fait varier la vitesse de la décharge au moyen d'une lame métallique disposés à des distances plus on moins grandes de ce plateau.

micromètre est peu commode, surtout quand il s'agit de chutes rapides, comme celles produites par la lumière. Il est très préférable de fixer, contre un des verres fermant la cage de l'instrument, un rapporteur en corne, divisé en degrés, derrière lequel on met

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anc feuille de papier à calquer. Pour lire les divisions, on place une petite lampe à quelques mètres de l'électroscope dans un endroit obscur. La feuille d'or se projette par sa tranche sur le papier dépoli, et on peut lire ainsi le quart de degré.

Pour réduire la sensibilité parfois gênante de l'électroscope dans les expériences avec des corps très radio-actifs, il n'y a qu'à placer une lame métallique à des distances variables du platc^au (fig. 37). Elle agit non seulement par sa capacité, mais encore en réduisant la quantité d'air que rencontrent les ions. Une matière radio-active qui produisait par exemple 18° de décharge par minute, n'en donnait plus que 12 si la lame était à 5 centimètres du plateau et 8 si on la rapprochait à 2 centimètres.

Pour certaines expériences on est obligé de faire usage d'un instrument que j'ai imaginé, et désigné sous le nom d'électroscope condensateur différentiel. En voici la description.

Électroscope condensateur différentiel. — Ayant constaté par diverses expériences que les effluves provenant de la matière dissociée contournent les obstacles, j'ai été conduit à imaginer un instrument où ce contournement fût impossible. C'est son emploi qui m'a révélé que tous les corps contiennent, comme les substances radio-'actives, une « émanation » constamment reformée. Pour les corps ordinaires elle se dissipe rapidement sous l'influence de la chaleur et met plusieurs jours à se reformer comme on le verra dans la suite de ces recherches. Je me bornerai maintenant à donner la description de l'instrument.

A (fig. 38) représente la boule d'un électroscope monté sur une tige métallique à la partie inférieure de laquelle sont fixées de feuilles d'or. Cette tige est supportée par un cylindre isolant de soufre D. Sur ce cylindre est posé un cylindre d'aluminium B fermé à sa partie supérieure. Un second cylindre G, également en aluminium, recouvre le premier. Il forme cage de Faraday, et on ne le met en place que quand l'électroscope a été chargé. Cette cage est la seule partie du système qui ne doive pas être isolée, et on évite qu'elle le soit en la reliant à la terre par une chaîne F. Elle est d'ailleurs posée sur la partie métallique de l'électroscope, condition qui empêcherait à elle seule son isolement électrique.

Il est nécessaire de fabriquer soi-même ces cylindres d'aluminium, ce qui est facile. On se procure de Taluminium mince en feuilles dans le commerce. Après l'avoir découpé à la hauteur et à la largeur nécessaire, on l'enroule sur un mandrin et on maintient ses parties latérales en les enduisant de colle forte et en fixant sur toute la longueur du cylindre une bande de papier. La partie supérieure du cylindre est fermée avec une mince lame d'étain qu'on replie et qu'on colle autour.

Le cylindre C constitue, comme on le voit, une cage de Faraday, c'est-à-dire un écran complètement à l'abri do toutes les influences électriques extérieures. Les feuilles étant chargées et le grand

cylindre C posé, il est impossible de décharger l'électroscope, alors même qu'on ferait tomber en C une pluie d'étincelles comme nous l'avons constaté.

Pour charger l'instrument on opère de la façon suivante : Le cylindre extérieur C étant retiré et le petit cylindre B entourant le bouton laissé en place, on charge l'instrument par influence

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Ulectroseope condensateur différentiel de l'aui*ur.

en approchant un bâton de verre frotté et touchant le cylindre B avec le doigt. On voit aisément que dans ces conditions le cylindre 8 est chargé négativement, la boule A positivement et les feuilles d'or négativement. On met alors en place le cylindre extérieur C, qu'on relie par une chaîne à la terre, excès de précaution qui n'est nullement indispensable, et on expose le système auL

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influences qu'on veut faire agir sur lui. Si le cylindre C est traversé ou émet quelque chose, les feuilles d or se rapprochent plus ou moins rapidement.

On peut obtenir, au contraire, que l'électroscope se charge sous les mêmes influences. On opère alors de la façon suivante :

L'instrument étant chargé comme précédemment, on entr'ouvre la boîte de l'électroscope, et avec une pointe de métal on touche la tige E à laquelle sont fixées les feuilles d'or. Elles retombent aussitôt. Lorsque ensuite on expose l'instrument à une influence radioactive, la lumière solaire, par exemple, les feuilles s'écartent lentement de plusieurs degrés.

Le mécanisme de cette charge est facile à comprendre. Supposons, pour l'expliquer, que l'instrument ait été chargé avec un bâton d'ébonite frotté.

Ce n'est pas la lumière qui produit l'électricité capable de charger l'instrument. Son action est indirecte. En touchant les feuilles d'or, on les a dépouillées de leur charge positive et c'est pourquoi elles sont retombées, mais on n'a pu annuler la charge négative de la boule, retenue par l'électricité positive du petit cylindre. Lorsque ce petit cylindre commence à se décharger, sous l'influence des effluves qui traversent le grand cylindre ou qu'il émet, il ne pourra plus maintenir la même quantité d'électricité négative sur la boule. Une partie de l'électricité de cette dernière s'écoulera alors dans les feuilles qui, se trouvant chargées d'électricité de même nom, divergeront.

Plus le petit cylindre se déchargera, plus les feuilles d'or s'écarteront. La boule et le cylindre forment, en quelque sorte, les deux plateaux d'une balance fort sensible. L'écartement des feuilles d'or traduit les plus faibles différences de poids de ces deux plateaux. C'est en raison de cette analogie que j'ai donné à l'instrument le nom à.'électrosco'pe condensateur différentiel.

Tels sont d'une façon générale les principaux instruments utilisés dans nos recherches. Nous en avons employé bien d'autres mais ils seront décrits dans les chapitres consacrés aux diverses expériences ou ils l'ont déjà été dans le corps de cet ouvrage.