CORPS EXPOSÉS A DES RADIATIOHS
Elirait des Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CXXV, 19 juillet 1897 et des Annales de Chimie et de Physique, 7* série, t. XXII, p. 4a3.
A. Corrélations et analogies. — Un corps exposé à des radialions (lumière, rayons X) acquiert des propriétés nouvelles que je considère comme autant d'aspects divers d'une même modification de létal du corps. Telles sont :
i" La variation de conductibilité électrique des sels d'argent insolés (S. AiiRHÉNius, IVien. Berichte, 1^ AbtL, t. XCI, 1887, p. 38;).
2*" L'image latente photographique que les mêmes sels, émulsionnés ou non dans la gélatine, acquièrent sous l'action des mêmes radiations (photographie au gélatinobromure ou daguerréotypie).
3** I^ conductibilité électrique du soufre insolé (Monckmakjv, Proc. /?. S. £., t. XLVI, p. i36).
4® La propriété du soufre insolé de noircir dans la vapeur de
mercure el de donner une sorte d'Image photographique qui, je Tai observé, se renverse par une surexposition prolongée au soleil.
5" La variation de conductibilité électrique du sélénium exposé à la lumière (W. Siemens, W. Smith, Bellati et Romanese, Fritts, S. Rallsher, Majorana, etc.) ou bien exposé aux rayons X (Perreau. Threlfall et Pollock).
6* La réserve d'énergie des corps exposés aux radiations, réserve qui se dépense en émission de radiations (luminescence appelée idinlài Jluorescence, tantôt phosphorescence) qui peut se conserver un temps plus ou moins long et se dégager sous l'influence d'une élévation de température ou de l'action de radiations incapables par ellesmêmes de provoquer la luminescence (Becquerel, La Lumière).
La variation de conductibilité électrique, l'image latente, l'eminagasinement d'énergie et la luminescence, malgré leur diversité, sont, je pense, des phénomènes corrélatifs. Les deux premiers sont, dès à présent, constatés avec les sels d'argent, avec une plaque de soufre. On sait que des rayons de grandes longueurs d'onde peuvent détruire l'image latente produite par des rayons de longueurs d'onde plus courtes ; l'action est remarquable avec les plaques de Daguerre (Clau- DET, Ann. de Ch. et de Phys., 3* série, t. XXII, p. 332); or les rayons de grandes longueurs d'onde peuvent accélérer et détruire la phosphorescence; ils provoquent alors sous forme d'émission lumineuse le dégagement rapide de l'énergie emmagasinée par le corps lors de son illumination (Becquerel, La Lumière).
Enfin on est conduit à rattacher aux propriétés précédentes la conductibilité électrique spéciale que présentent les gaz traversés par les rayons X.
Depuis que j'ai fait ces rapprochements, ils n'ont fait que s'accentuer. En particulier, Ë.-L. Nichols et E. Merritt ont trouvé que les solutions fluorescentes présentent un accroissement de conductibilité électrique quand on les éclaire par des radiations qui provoquent cette fluorescence et ils attribuent cet effet à une sorte d'ionisation {The Physical Review, t. XIX, p. 447 )•
B. Réaction retardée des corps illuminés. — L'étude d'une nouvelle classe d'effets que j'ai appelés maximums et minimums apparents de l'impression photographique, rétinienne ou radiographique, m'a conduit à imaginer que la modification d'une matière illuminée provoque une réaction de cette matière contre celte modification et que cette réaction se transmet dans un petit cercle d'activité autour de son centre d'excitation. G' 'st cette réaction qui impose une limite
DE LA CONDVCTIVITB OU DK l'iOMSATION. 687
à la modification de la inalière exposée à une radiation constante. Cesl celte réaction qui détruit et fait disparaître plus ou moins vite la modification lorsque la radiation a cessé d'agir. J'ai été conduit à imaginer que Teffet n de la réaction du corps se
développe avec un certain retard et que la vitesse -7- de son action
né^ali\e augmente à chaque instant t avec l'intensité /de la modification du corps relative à une époque antérieure (/ — Iq), A chaque
di{ t) (ip(t) dn{t) , , / \ 1 1 • /»
iibUnl — 1 — = --r- ^— ^ en appelant p{i) la modification que
produirait la radiation en Fabsence de la réaction.
On peut comparer -^ à une vitesse de dissociation el—r- k une vitesse de recombinaison retardée. Par hypothèse, posons
dn , ., (i) -^ =f^f{t-to).
Cherchons la loi du régime variable dans le retour à l* équilibre qui se produit quand on supprime Faction de la radiation, p demeure constant. Alors -tz = — "^ ^^ (0 devient
/ di , . , ^
(î) -j^^-biit-to).
On démontre que, si ^0 = o, / = Ce'^'.Mais le retard /q modifie profondément ce résultat : Vévolution du corps est à chaque instant déterminée par la suite de ses états antérieurs.
L équation (2) permet de calculer i par intégrations de proche en proche par intervalles successifs égaux à /q. On peut aussi se servir delà forme de l'intégrale générale. On trouve
i{t)=^Ce^i,
r étant racine réelle ou imaginaire de (3; r -h ^c-'"'»= o.
En remarquant que (3) a une seule racine réelle /'o on trouve
la valeur de r© est négative. Les valeurs positives de a sont à rejeter
ytZ,
^f |V/n :i»Am^ ^(K i t ti^ t^nEl qm^ zer^ir^ %^r^ xcn> eC non pas prenA^ ^^
!>:♦ efHk^taate^ Ci- C- C *^ «ir^jç-rmin-^nt hoq par de simples con^^j;. li<j»n% *wi VimlUr^, fiMfi* p»r !<^^ r»='-ci irti-T^a* nî{*ti*e^ ^ loul an iaterv^]/^
On %oil que rîiijpre**îoa / da côrps. qaî définit par eieffip/e V'tm^ft^AMon fthoUfÇçrèfihtlqri^. e*t U ?<jp<Tp*>sîtion d'une série d'inipre%^îon* qui *e dî**îp^nl wi%ec des TÏie>ses différentes : Tune suivant un^ loi purement exponentielle, les autres, introduites par Je retard /«. ^uî^ant des oscillations sinusoïdales amorties dont les fré-
quence^ ^ucressi%es î^ s^^nt de plus en plus voisines de
(>a M-rie i; peut être rejrardée comme une extension de la série de F'oorier aux régimes variables, les exponentielles ^-^ e*'. qui tendent vers zéro quand le temps t augmente indéfiniment^ v remplacent les coefficients constants de la série de Fourier.
(>a loi du régime \ariable de l'impression i du corps exposé à un rayonnement constant ou loi du gain de l'impression se discute
d'apr/fs la condition -rz = -^j — fr'(/ — '•)•
Si Ton admet que la vitesse -~ de reflet positif est une constante tf ? on ramène la forme de / à la forme déjà obtenue retranchée de -7 • On 3
i7n= j — Co€'^.' — y'Cc«'sin(p/-+-C ),
où To et a ont des valeurs négatives; pour t indéfiniment croissant
ii^i) a ainsi la limite -, qui est atteinte en général par oscillations. Cette
limita.* est la même que si le retard t^ n'existait pas, cas où Ton aurait
simplement /(/) = t — C<?~*'.
Le retard /o, en introduisant les termes oscillatoires amortis et l'influence des états antérieurs, donne une variété remarquable aux formes de courbes d'aller et de retour, bien qu'il y ait seulement deux constantes indépendantes b et t^ pour les courbes de retour et trois constantes indépendantes a, 6, t^ pour les courbes d'aller.
Pour interpréter les variations progressives de conductibilité d'un corps pendant ou après l'action d'une radiation, on pourra utiliser, je pense, la
théorio qui précède, en la reprenant avec --r- = hi^ au lieu de 6c, par analogie
avec la loi de recombinaison des ions dans les gaz.
DE LA CONDUCTIVITÉ OU DE l'iONISATION. 689
n. - lonsATiov par les ratohs segoudaibes dérivés des rators z.
A. Extrait des Comptes rendus de l'Académie des Sciences
(t. CXXV, a6 juillet 1897, P- 23i).
Les différents métaux exercent sur les rayons X une absorption
élective. En même temps la couche superficielle du métal émet de nouveaux rayons absorbés beaucoup plus que les rayons X par le mica, Faluminium, le papier, ... Pair lui-même.
On est conduit naturellement à penser que les nouveaux rayons, absorbés par Tatmosphère adjacente au métal, la rendent conductrice de l'électricité au même titre que les rayons X incidents eux-mêmes
B. Extrait des Comptes rendus de l'Académie des Sciences
(t. CXXV, 6 décembre 1897, p. 944)'
Comme je l'avais annoncé, les rayons secondaires émis sous
l'influence des rayons X par un métal M, tel que le zinc, le cuivre, etc., déchargent les corps électrisés. On peut faire pénétrer les rayons secondaires, par une fenêtre recouverte d'une très mince feuille d'aluminium battu, à l'intérieur d'un électroscope bien protégé contre l'action directe du système producteur de rayons X. L'expérience se fait rigoureusement en comparant le métal M étudié à l'aluminium qui est sensiblement inactif à ce point de vue comme au point de vue photographique.
La méthode électrique présente sur la méthode photographique les mêmes avantages de sensibilité et de précision que pour l'étude des rajons X eux-mêmes. Elle permet de constater à première vue, par le mouvement de la feuille d'or d'un électroscope, le rayonnement secondaire d'un métal à quelques centimètres de distance dans l'air. Cette propriété des rayons secondaires suffit à expliquer le rôle du métal dans la décharge des conducteurs directement frappés par les rayons X.
ôgo
G. 8AGNAC.
C. Extrait des Comptes rendus de l'Académie des Sciences (t. CXXVI, 3 janvier 1898, p. 39).
La figure i montre comment on peut constater directement l'action des rayons secondaires S sur la feuille d'or y d'un électroscope dont l'entrée aa est protégée électrostatiquement par une très mince
Fig. I.
feuille d'aluminium battu (*). EE est un écran de plomb protégeant l'électroscope contre les rayons X.
L'illumination de l'écran au platinocyanure et l'action photographique se manifestent en même temps que l'action sur l'électroscope, et réciproquement. L'action électrique est assez énergique pour faire disparaître en quelques secondes une grande divergence de la feuille d'or /. Cependant le champ électrique de /, entièrement renfermé dans la cage de l'électroscope, ne comprend pas le conducteur M. On ne peut donc pas expliquer cette action à distance du conducteur M par une ionisation spéciale à la surface de M. C'est une action due aux rayons secondaires de M qui se comportent à la manière d^s rayons X.
J'ai vérifié le fait suivant que j'avais prévu déjà (^) : les rayons secondaires peuvent décharger une surface métallique sans rencontrer
(*) Voir G. Saonac, Comptes rendus, t. CXXV, 6 dccenibre 1897, P- 9Î4- (') G. Sagnac, Comptes rendus, t. CXXV, 36 juillet 1897, p. aSa.
DB LA CONDUCnVlTE OU DE L IONISATION.
ni celle surface, ni les surfaces avec lesquelles la première échange des lignes de force; ils agissent surtout en ionisant Tair ( ' ).
H. L'action des rayons secondaires d'un métal M sur une plaque pholographique/?/> (yî^. 2 ) recevant les rayons X par sa face verre esl comparable à l'action propre du métal dans le phénomène de la
Fig. 2.
wmm
si
■ip
décharge d'un conducteur par les rayons X. Elle renforce l'action des rayons X incidents quand le métal M est près de toucher la couche ^nsible; mais une simple feuille de papier noir, interposée entre/?/? ei MM, affaiblit ce renforcement dans le cas du cuivre, davantage dans le cas du zinc et surtout de l'élain ou du plomb.
L'action des rayons secondaires s'affaiblit beaucoup dès (|ue le métal csl éloigné en M'M' de quelques millimètres et très inégalement d'un naélal à un autre.
On conçoit maintenant que l'action du métal puisse paraître approximativement superficielle, surtout si l'on emploie pour exciter le triélal un pinceau de rayons X d'une largeur médiocre. C'est cette î»pparence qui a trompé les premiers observateurs et les a empêchés, «n particulier, de découvrir l'existence de rayons secondaires élec-
iriquement actifs
Chaque élément de volume d\? de l'atmosphère soumise au champ
Fi.?. 3.
éleclrique d'un conducteur C {fig» 3) frappé par les rayons X est
f» Celte propriété des rayons secondaires est précisément celle que M. J. Perrin * découverte pour les rayons X.
