Séparation partielle des ions des deux signes
7. Perturbation de la distribution du potentiel entre les deux plateaux exposés à la radiation dans certaines circonstances.
Les expériences qui vont être décrites montrent suffisannuent que la théorie constitue une explication satisfaisante de la conductibilité produite par les rayons de l'uranium.
64o E. miTHERFORD.
Dans toutes les expériences, les résultats sont indépendants du signe du plateau chargé, à moins que le contraire ne soit expressément spécifié.
§ 4. — Nature complexe des rayons de raraniom.
Avant d'aborder les phénomènes généraux de la conductibilité produite par les rayons de Furanium, décrivons quelques expériences destinées à rechercher, si Turanium et ses composés émettent les mêmes radiations et si ces rayons sont homogènes. Rontgen et d'autres physiciens ont observé que les rayons X sont en général de nature complexe, et qu'ils comprennent des rayons ayant des pouvoirs de pénétration très différents à travers les corps solides. Le pouvoir pénétrant dépend aussi, dans une large mesure, du degré de vide du tube de Crookes.
Pour étudier la complexité des rayons, on a employé une méthode électrique, dont la figure i indique le dispositif général.
Fig. I.
L'uranium métallique ou le composé d'uranium employé était pulvérisé et répandu en couche uniforme au centre d'un plateau horizontal en zinc A, de ao*'"* de côté. Un plateau identique B était placé parallèlement au premier, à une distance de 4*^™- Tous deux étaient isolés. A était relié à l'un des pôles d'une batterie de 5o volts, dont l'autre pôle était au sol; B était relié à l'une des paires de quadrants d'un éleclromètrtî, Tau Ire paire étant reliée au sol.
Sous Taclion des rayons de l'uranium, il y avait déperdition entre les deux plateaux. La vitesse avec laquelle l'aiguille de l'électromètre se déplaçait, quand le mouvement était régulier, était prise comme mesure du courant traversant le gaz.
On plaçait alors sur le composé d'uranium des couches successives de métal en feuilles minces, et l'on déterminait la vitesse de déper-
LES RATONS DE l'UHAKIUM BT LA CONDUCTION ÉLECTRIQUE. 64 1
dition pour chaque feuille qu'on ajoutait. Le Tableau suivant indique les résultats obtenus pour l'oxyde d'uranium avec des feuilles minces de clinquant battu.
Épaisseur de chaque feuille : 0(^,8.
Nombre
Déperdition par minute
Rapport
de feuilles
en divisions
pour chaque
•uperposées.
de réchelle.
feuille ajoutée.
4îï
Dans la troisième colonne, on a donné le rapport des vitesses de déperdition pour chaque épaisseur de feuille métallique ajoutée. Qaand on a ajouté deux feuilles à la fois, on a pris la racine carrée du rapport observé; pour trois feuilles ajoutées à la fois, la racine cubique. On voit que, pour les dix premières feuilles, la vitesse de déperdition diminue à peu près en progression géométrique, quand l'épaisseur du métal croît en progression arithmétique.
On verra plus loin que, pour un voltage produisant la saturation, la vitesse de déperdition entre les deux plateaux est proportionnelle à Tintensité des rayons qui ont pu traverser le métal. La force électromotrice employée, de 5o volts, n^était pas suffîsante pour saturer le gaz, mais on a trouvé que les vitesses comparatives de déperdition, dans des conditions analogues, étaient à peu près les mêmes, pour 5o volts ou 200 volts, entre les plateaux. Quand il s'agit de très faibles vitesses de déperdition, il est avantageux d'employer un voltage aussi faible que possible, afin que de légères variations du voltage de la batterie n'aient pas d'action appréciable sur le résultat. Pour cette raison, on a employé une force électromotrice de 5o volts et les vitesses de déperdition relatives étaient à peu près les mcmes que pour des forces électromotrices produisant la saturation.
Comme la vitesse de déperdition diminue en progression géométrique quand l'épaisseur du métal va en croissant, il résulte de ce qui précède que l'intensité de la radiation décroît en progression géomé- S. P. 4i
642 E. BUTHBRFORD.
trique, c'est-à-dire suivant la loi ordinaire d'absorption. Cela montre que la partie de la radiation considérée est à peu près homogène.
Quand on augmente le nombre des feuilles superposées, Tabsorpti en commence à diminuer. C'est ce qu'on voit plus clairement en employant l'oxyde d'uranium avec des feuilles minces d'aluminium.
Épaisseur des feuilles d* aluminium : Sf-.
Nombre
Déperdition par minute
de feuilles
en divisions
superposées.
de réchelle.
Décrément.
On voit que, pour les trois premières feuilles d'aluminium, Tintensité de la radiation décroît suivant la loi ordinaire d'absorption, et que, après la quatrième feuille, l'intensité de la radiation est seulement légèrement diminuée par l'addition de huit autres feuilles.
Les feuilles employées ayant à peu près 5l* d'épaisseur, on voit que l'intensité de la radiation a été réduite à environ ^ de sa valeur par son passage à travers une couche d'aluminium épaisse de o*^"*, 002. L'addition d'une épaisseur de o^'^jOOi d'aluminium n'a qu'un efl'et très faible sur la vitesse de déperdition. Cependant, l'intensité est encore réduite à environ ^ de sa valeur, en traversant une épaisseur supplémentaire de o*'"*,o5, ce qui correspond à 100 feuilles d'aluminium.
Ces expériences montrent que les rayons de l'uranium sont complexes et contiennent au moins deux types distincts de radiations : les unes, très rapidement absorbées, que nous désignerons pour simplifier sous le nom de rayons a, et les autres, d'un caractère plus pénétrant, que nous appellerons les rayons ^.
Le caractère des rayons ^ semble indépendant de la nature du filtre à travers lequel ils ont passé : on a trouvé que ces rayons avaient la même intensité et le même pouvoir de pénétration, qu'on les ait obtenus en arrêtant les rayons a soit par des feuilles minces d'aluminium, soit par des feuilles d'étain, soit par du papier. Les rayons fi traversent tontes les substances examinées bien plus facilement que les rayons a. Par exemple, une mince lame de verre couvre-objet, placée sur l'uranium, réduisait la vitesse de déperdition à — de sa
LES RATONS DE l'URANIUM ET LA CONDUCTION ÉLECTRIQUE. 643
valeur : les rajons p, cependant, la traversaient en subissant seulement une perte insignifiante d'intensité.
Quelques expériences effectuées avec différentes épaisseurs d'aluminium semblent montrer que les rayons ^ ont un caractère à peu près homogène, au moins dans les limites de précision des résultats. Le Tableau qui suit donne les résultats obtenus pour les rayons ^ de Toiyde d'uranium :
Rayons p.
Épaisseur
Vitesse
d'aluminium traversée.
de
déperdition.
cm
o,oo5
La vitesse de déperdition est prise pour unité quand les rayons a ont été absorbés en passant à travers lo feuilles d'aluminium. L'intensité de la radiation diminue quand l'épaisseur croît suivant la loi ordinaire de l'absorption. Il ne faut pas oublier que, lorsqu'il s'agit des rayons ^ seuls, la valeur de la vitesse de déperdition n'atteint, en général, qu'une faible fraction de celle qui serait due aux rayons a, de sorte que l'homogénéité des rayons ^ ne peut pas être cherchée ivec une aussi grande précision que celle des rayons a. Cependant, dans la limite de précision des expériences, il semble bien en résulter que les rayons ^ sont à peu près homogènes, bien que d'autres types de rayons, soit moins intenses, soit extrêmement pénétrants, puissent aussi exister.
§ 5. — Rayon» émit par différents composés de l'araninm.
Tous les composés de Turanium donnent les deux types de rayons : les pou- Toirs de pénétration des rayons oc ou des rayons ^ sont les mêmes, quel que soit le composé qui les ait émis.
La figure a montre les résultats obtenus : on a porté les épaisseurs d'alumi- Diam en abscisses, et les vitesses relatives de déperdition en ordonnées (on a pris pour unité la vitesse de déperdition due au sel découvert, car les valeurs al>solues ne sont pas identiques pour les divers composés).
La quantité de rayons a émis dépend surtout de la surface de la couche
active; la quantité de rayons ^ croit aussi avec l'épaisseur de la couche, ce qui
ifldique que, contrairement aux rayons a, les rayons p peuvent traverser une
couche considérable d'uranium.
La vitesse de déperdition due aux rayons a étant plus grande que celle due
K. ItUTHERPORD.
aux rayons ^, il résulte de ce qui précède que Tionisation produite par un poids donné de substance active dépend beaucoup de la surface qu'oa lui
po donne.
Fig. a.
Vj
mtefl/rdm
umet e<fVn
tl.ft n S7.I M
Épaisseurs d'aluminium en (Ji.
lil.S
Dans la méthode photographique ce sont surtout les rayons ^ qui impressionnent les plaques. Quand on a arrêté les rayons a, l'action chimique n'est pas sensiblement diminuée.
§ 6. — Transparence des substances pour les deox types de rayons.
Le rapport r dans lequel une radiation supposée homogène est affaiblie après avoir traversé une couche d^épaisseur d étant donné par la loi exponentielle
le Tableau des coefficients d'absorption X pour les deux espèces de rayons montre, par exemple, que Taluminium est cent fois plus transparent pour les rayons ^ que pour les rayons a. Pour ces derniers, le pouvoir absorbant des métaux va en croissant quand on les range par poids atomiques croissants.
Substance. le: Clinquant 'j»700
Al...
Sn...
Cu...
Ag...
Pt....
Verre,
pour
X pour
ayons a.
les
rayons p.
■Ji700
i6oo
io8
