I. — Les particularités de rémission cathodique

On a pendant longtemps admis que l'émission cathodique avait lieu par toute la surface de la cathode normalement à celle-ci : en réalité les choses ne se passent pas tout à fait ainsi.

Considérons par exemple Tampoule représentée figure i (*), dans

Fig. I.

Production du faisceau cathodique et de l'espace obscur dans une ampoule de Crookes.

Déformation de l'espace obscur dans un champ magnétique.

laquelle nous suivrons les changements d^aspect de la décharge quand on fera le vide progressivement.

Aux pressions relativement élevées (i"" à a"" de mercure par exemple) la cathode est simplement entourée d'une gaine lumineuse qui ne la touche pas, et dont la teinte dépend de la nature du gaz (violette dans l'air, blanche dans l'oxygène); au contact même de la cathode on aperçoit une couche luminescente rose violacé (spectre de l'hydrogène).

( * ) Le degré de vide qui convient à tel ou tel phénomène est essentiellement Tariable avec la forme et les dimensions du tube et des électrodes.

I0l4 p. VILLARD.

La pression s'abaissant au-dessous de i "^ la gaine extérieure s'étend de plus en plus et en même temps s^écarte de la cathode laissant entre elle et celle-ci l'espace obscur de HiltoriF qui est d'autant plus étendu que la pression est plus basse. Bientôt la luminosité du gaz présente un renforcement de plus en plus marqué suivant un cône creux dont la base est facilement visible sur la cathode sous Taspect d'un anneau rosé. Ce cône, qui n'est autre chose que le faisceau cathodique principal, est à peine visible dans l'espace obscur, mais prend brusquement un assez vif éclat en franchissant la limite de cet espace : sa teinte devient alors celle de la gaine négative externe ; elle varie d'ailleurs un peu avec la pression; ainsi dans l'oxygène, qui est le gaz le plus favorable à l'observation de ces phénomènes, la couleur du faisceau cathodique (hors de l'espace obscur où il est toujours rose) est blanchâtre aux pression élevées, et d'un beau jaune d'or pâle au vide de Crookes.

Améliorons maintenant le vide, nous verrons le faisceau se resserrer de plus en plus jusqu'à n'être plus qu'un mince filet partant du centre de la cathode. En même temps, les rayons cathodiques, au lieu de rester constamment normaux à la cathode et de se croiser en son centre de courbure, se courbent de telle sorte que leur point de convergence s'éloigne de plus en plus, et le cône qu'ils forment s'allonge indéfiniment.

Ces aspects sont également représentés PL IIl^ fig. i , 2, 3. La

cathode, à peine visible, est en haut à gauche. En bas est* l'antica-

thode (en aluminium) qui, frappée par les rayons, émet des radiations

très actiniques.

Fi g. 2.

fi^m4^

Dispositifs montrant la tendance du point d'émission à se maintenir sur Taxe

du lube.

Une étude détaillée de ces phénomènes, signalés par divers auteurs, conduit aux résultats suivants :

La région d'émission cathodique est toujours centrée, non sur la cathode, mais sur le tube qui entoure celle-ci (^fîg' 2) (* ).

( ' ) Si la cathode est très éloignée de toute paroi> et dans ce cas seulement, le centrage se fait sur la cathode même.

LA FORMATION DES HAVONS CATUODIQVKS. Iûl5

Comme on le voit ligures a et 3, si Ion place aii-de\anl de la cathode un diaphragme D percé d'une étroite ouverture, c'est en face du. centre de cette ouverture tjue prend naissance le l'aisceau calhoditjue, et son diamètre, beaucoup plus petit <]ue celui de l'ouverture, est le même que si le tube entier avait le diamètre de celle-ci.

Si l'ampoule, au lieu d'être de révolution, présente une déformation

Kig. i.

In/luence exercée sur le diamètre du faisceau cathodique par te voisinage des parois. -~ Dans les irois Lubes de gauche, la distance du faisceau aux parois est la même. Dans le cinquième lube, pourvu <l'un diaphragme, le diamètre du faisceiiu esi le même que si le lube avait le diamètre du trou. — A, anode.

quelconque, la région radiante subit une déformation coiTespondante et présente toujours la même symétrie que le tube ( ' ).

L'action des parois ou diaphragmes tient à leur électrisation positive déjà signalée par Crookes et facile à constater. Dans une ampoule telle que celle représentée figure 4 c'est entre la cathode et l'électrode «que se fait la presque totalité de la chute de potentiel totale.

D'autre part, en accroissant cette électrisation, on détermine un resserrement du faisceau ; par exemple, en prenant pour anode V ou A" {Jig- 3), on réduit le diamètre du faisceau correspondant : mieui, eacore en reliant à l'anode un large anneau métallique placé en avant de la cathode. On fait ainsi varier à volonté la résistance de l'ampoule en modifiant la section du faisceau qui transporte le courant.

Si l'on relie l'électrode (^^ifig- 4) à une source d'électricité, on

( ' ) L'observation des formes diverses que prend la région atti rt-ndue pailiculièremenl facile aveu une cathode en magnésiui métal ajoute son spectre à celui de l'hydrogène et il en résulte u brillante.

D'une manière générale, si la cathode est faite d'un métal vi le spectre de ce métal apparaît partout où il y a émission de raj ■ nalogue a été étudié et décrit par M. KowaUki à propos de l'ar

I0l6 p. VILLABD.

constate facilement qu'une charge positive repousse la région radiante et la déplace sur la cathode : une charge négative Tattire. au contraire. Donnant à cette électrode la forme d'un anneau, on peut, a volonti^. resserrer ou élargir le faisceau cathodique et faire varier en conséquence la résistance du tube, laquelle ne dépend que du diamètre (k*

ce faisceau.

Fig. 4.

Action répulsive exercée sur ta région radiante par une électrode chargée positivement. — C, calhode; a, électrode auxiliaire.

Il est assez singulier de voir le faisceau cathodique repoussé à son origine par une charge positive, alors qu'il est formé de particules négatives, et que, surtout le reste de son trajet, il est manifeslemeni attiré par les corps chargés positivement.