DES ÉLECTRONS

Par W. KAUFMANN.

Traduit de rallemand par Henri BUISSON,

GoUinger Nachrichten, igoS, p. 90 à io3.

Introduction.

Dans quelques communications antérieures ( * ), j'ai montré queU variabilité de la masse des électrons, à mesure que la vitesse croit, se déduit de la déviation magnétique et électrique des rayons de Becquerel. Les recherches théoriques de Max Abraham (•), publiées après la fin de mon premier Mémoire, donnèrent la possibilité de résoudre exactement la question de savoir comment cette masse se compose de la masse mécanique et de la masse électromagnétique, dès que l'on posséderait des mesures suffisamment exactes, d'après la méthode déjà décrite antérieurement. C'est la raison pour laquelle je fis de nouvelles expériences, avec le but de pousser l'exactitude des mesures aussi loin que possible. Pour cela il était de première nécessité d'obtenir :

i" Des courbes le plus possible déliées;

2" Une dés^iation la plus grande possible.

La première condition suppose une très petite source de rayons, donc un très petit granule de sel de radium. Cependant, comme 1» durée d'exposition ne doit pas être prolongée excessivement, il est nécessaire que l'activité soit la plus forte de toutes celles qu'on peut

(') GoU. Nachr., Hft. II, 1901, Ibid., Hft. V, 1902; Physik. Zeitschr., t. IV. 1902, p. 55. Désigné dans la suite par L. c. \; L, c. 2; L. c. 3. (') Gott. Nachr.f Hft. I, 1902; Ann. der Phys., 4* série, t. X, 1908, p. io5.

SUR LA MASSE ÉLECTROMAGNÉTlQtE DES ÉLECTRONS. ^gS

îiiir. Grâce à la grande amabilité de M. Curie, auquel j'exprime nés meilleurs remerclments, j'eus en ma possession environ i^^de wure de radium pur, dont la préparation a fait récemment l'obd'une communication de M. Curie ('). Plus tard, après que la le quantité du produit de M. Curie se fut perdue à la suite de érenls petits accidents, j'utilisai un produit également supérieur était préparé sous la direction de M. Giesel, par la Fabrique de nine de Brunswick et mis dans le commerce sous le nom de mure de radium pur. Avec ces produits, en employant un grain >""",2 seulement de diamètre, et un diaphragme à peu près aussi id, par une exposition de 20 heures seulement pour chaque iche de courbe, on réussit à obtenir des courbes d'une grande 5se et cependant d'une clarté suffisante. ( Voir la figure.) a seconde condition énoncée plus haut d'une déviation la plus de possible était remplie sans difficulté pour la déviation magnée; par contre l'établissement et le maintien d'une complète Uance d'un champ électrique suffisamment intense exigeaient 1res ressources que celles que j'avais eues jusque-là à ma dispon; par Toctroi d'une importante subvention de la part du Minisroyal de l'Instruction publique, il me fut possible d'acquérir une erie à haute tension de 1600 accumulateurs, de sorte qu'en l'ajouà celle de 1008 éléments existant déjà à l'Institut, j'avais à ma osition une tension constante d'environ 6200 volts. J'exprime )re ici ma plus fidèle reconnaissance à M. le directeur Althofif, à Dnne intervention duquel je suis redevable de cette ressource. Je aussi des remerciments à la Société royale des Sciences de Gôtue, qui me fournit le moyen d'acquérir une machine pneumae à huile, ainsi que quelques instruments de mesure. En oppo- •n à de nombreux dérangements causés par l'usage des machines iimatiques à mercure automatiques, la pompe à huile travaille avec sûreté presque absolue et la plus grande rapidité {^).

. Dispositif d'expérience. — Il est dans l'essentiel le même intérieurement (Z*. c. 1) en dehors des améliorations indiquées

Comptes rendus, 1902.

Une description de la pompeprovenant de A. Pfeiiïer, à Wetziar, se trouve dans chr. f. Unterr.y t. XIV, 1901 , p. 285. Je remarque que je peux vider avec la pompe ube de Honigen d'environ 3'" d'étincelle. Pour l'expulsion des dernières traces la marche de la pompe doit être menée le plus lentement possible (6 à 8 tours ninule ).

'is*3jy •»* n: 3r-t---t»f. VKiir^Ufmcnt le commuUteur aatonudipe c*-«iT ^i 31 t.r-pi:.'4r-.. rt irt /tniifn^ilé du champ éiectriqae fat écaïk. Lî ^«ic.; iiCiàr^ i»f .iâit^z-cL «ir-otenant le radium el la plaque fkalùjçntoitri-î -î^il-: ■:*:iLS£mii i'iiae façon un peu différente, pour Dablff i-r r-x^rLr^mw^n' :•*-• D«i»ra«e^- Les deux piateaux du condensalMi cr-'iiLsànt .•? ^-fkàinç «r^trique à rinlërieur de l'appareil, étamt pvi<»*^ aa^-â^i cn:»!Îu** l'aii de l'autre qu'il était possible en codsArati.^a iu tibn* psATCi-ors d*^ rajons déviés, c'est-à-dire à une diâtanc» d environ i**.

Le fra,rmf?nt d-? radium s* trouvait au fond de l'appareil dans aie petite cavité, fixé ave^- «a peu de cire et recouvert d'une mince pelbcule de coU<>iioa. Ce dernier fut nécessaire parce que le sel s'efBeanI dans le vide, et tombe alors en poussière, de sorte qu'au lieu d'obteiir des Cfurbes fines on en a qui sont bientôt laides et confuses, qm»* le sel n'est pas maintenu par la pellicule de coUodion. D'aillews refflorescence éuit beaucoup plus forte avec le chlorure de radias de Girie qu'avec le bromure de Giesel. Enfin il faut mentionner que la plaque était protégée par une feuille d'aluminium contre les décharges éclairantes qui pouvaient jaillir entre les plateaux du condensateur. Après chaque expérience l'appareil était complètement démonté, et laissé ouvert quelques jours, afin que l'activité induite se dissipât, sans quoi les plaques seraient fortement voilées.

Pour l'excitation de l'électro-aimant on employait une batterie d accumulateurs de 3o volts et de capacité suffisante pour pouvoir fournir un courant complètement constant pendant toute la durée d exposition. Comme cette batterie servait naturellement à beaucoup d autres usaî^es dans rinstitut, je ne pouvais exécuter mes expériences que pendant les vacances ou du samedi au lundi; cela peut servir d excusa.' à ce que le nombre d'expériences exécutées n'est pas considérable. En hiver l'obtention delà constance de la température de la chambre présenta aussi quelques difficultés; la variation de résistance de l'enroulement de rélectro-aimanl sous Taction de la température causait de petites fluctuations du courant, de i à 2 pour 100. Le champ (le l'électro-aimanl fut évalué de la même manière qu'antérieurement {L, c. 1).

Pour la mesure des plaques, on employait un double micromètre avec deux vis mobiles à anj^Ie droit Tune de l'autre, au moyen desquelles on pouvait donnera la plaque un mouvement dans le sens de la déviation niaf;néti(pie ou de la déviation électrique. Le micromètre était maintenu immobile sur une épaisse plaque de pierre, et les courbes

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étaient observées et mesurées à l'aide d'un microscope monté sur cette même pierre, d'un faible grossissement (environ trois fois).

2. Causes d'erreur et lixnite de précision. — Comme cela a déjà été exposé {L, c. 2 et 3), le calcul du résultat fut fait de façon que les dimensions des appareils n'intervinssent directement que dans les termes de correction, de sorte que de petites erreurs commises dans leur évaluation n'influençassent pas essentiellement le résultat. Le calcul entier repose seulement sur la mesure relative des

courbes obtenues; ce n'est que dans le calcul de la valeur de — » pour

les rayons de Becquerel, qu'interviennent encore comme facteurs la valeur absolue de l'intensité du champ magnétique et aussi une grandeur dépendant des dimensions de l'appareil. Il suffit donc de discuter les causes d'erreur pouvant intervenir dans la mesure des plaques.

Cette mesure était faite de sorte que la vis qui se meut dans la direction de la déviation magnétique (vis z) se déplaçait successivement d'un tour (=o"",5) ou d'un demi-tour; la distance des deux branches de courbe, c'est-à-dire la double déviation, était alors mesurée par la vis^, d'un pas de o™™,254 et mobile, à cet eflet, à angle droit. Par un décuple pointé, les écarts maxima diffèrent rarement de la moyenne de plus de 5 à lo divisions du tambour, c'est-à-dire o'""',oi3 à o"",o25, la largeur des courbes étant d'environ o™",» et l'écart des deux branches variant de o""",8 pour les rayons les moins déviables, jusqu'à environ 4"™ pour les rayons les plus déviables.

D'après cela, on devait espérer que, dans les parties centrales des courbes, l'écart de la valeur moyenne, avec la courbe théorique, ne pourrait être, en aucun cas, plus grand qu'environ o,5 pour loo, si, toutefois, l'on veut considérer les résultats comme vérification de la théorie.

En réalité, les écarts sont considérablement plus grands qu'ils ne devraient être s'il n'y avait pour cause que les erreurs fortuites de pointé. La raison doit en être recherchée dans la nature de la méthode photographique : le pointé de la croisée des fils sur le milieu d'une courbe, dont les bords ne sont pas parfaitement nets, est un acte de jugement subjectif dans lequel chaque petite irrégularité de la plaque a une grande importance. Une petite région plus claire ou plus sombre de la plaque, provenant d'une faute de fabrication ou de développement, influence le jugement d'une façon parfaitement dé-

'igS W. KAITMANN.

terminée, de sorte que l'erreur qui en résulte ne peut pas être complètement éliminée par la multiplication des pointés séparés. La fortuite de ces écarts, qui s'élèvent jusqu'à environ 4 pour loo, se déduit cependant sans aucun doute de leur répartition complètement irrégulière et tout à fait différente d'une plaque à une autre. Avec quelque habitude, on peut prévoir directement pour chaque plaque, par son examen, si l'on doit ou non s'attendre à de plus grands écarts de la nature qui vient d'être décrite. Moins une plaque présente de taches visibles et de différences d'intensité, plus les écarts seront faibles. C*est uniquement pour les rayons les moins déviables que les écarts prennent un caractère notablement systématique.

En effet, si l'on calcule les constantes des courbes d'après les points mesurés sans supprimer les deux les plus intérieurs, il en résulte alors, pour le point le plus intérieur, une valeur de la vitesse qui, presque toujours, surpasse un peu, d'environ 4 pour loo, la vitesse de la lumière, ce qui, d'après la théorie, n'est pas possible {voir, par exemple. Tableaux I, IV et V). Je crois que la raison en est dans une erreur systématique qui a sa base dans l'intensité déjà extrêmement faible des extrémités intérieures de la courbe; le pointé sur ces points est, en conséquence, déjà passablement difficile, et l'on pointe involontairement dans le prolongement de la branche de courbe voisine plus fortement déviée, c'est-à-dire plus loin vers l'intérieur, d'où résulte une erreur du sens indiqué.

Pour cette raison, les deux points les plus intérieurs ne sont jamais utilisés pour le calcul des constantes, d'autant plus que le très rapide accroissement de la masse , quand la vitesse se rapproche beaucoup de celle de la lumière, introduit de très grosses erreurs dans les valeurs de la masse, même avec des fautes de quelques centièmes seulement dans les déviations {voir les remarques au Tableau II) (*)•

3. Mode de calcul. — Les déviations magnétiques directement mesurées ne sont pas complètement proportionnelles aux déviabilités; pour la déviabilité magnétique, il intervient plutôt le rayon de courbure de la projection de la trajectoire sur un plan mené perpendiculairement à la direction du champ magnétique, et les déviations électriques doivent être corrigées d'après la longueur du chemin modifiée par la déviation magnétique simultanée.

(•) Voir aussi le travail de C. Runge, Gôttinger Nachrichten, 1903, Hefl.5, p- *» qui utilise aussi les points les plus intérieurs.

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Si Ton écrit les équations (6) {L, c, 1 ) de la façon suivante (la ignification des lettres est la même que dans le Mémoire précédent) :

^ iZq '2 L a(-«| -l-ar| -f-arj j:i)J

Si, si l'on pose

^ représente une valeur peu différente de z qui, dans la suite, sera lésignée comme déviation magnétique réduite. De façon toute lemblable, on obtient une déviation électrique réduite en relation ivec l'équation (8) {L, c, 1). En effet, en considérant, avec une Rpproximation suffisante pour les corrections, le champ électrique eomme homogène dans tout l'intervalle des deux plateaux du condensateur, et s'aunulant en dehors d'eux, la valeur limite de s^s^^,

pour des déviations infiniment petites, est alors égale à — -^ et la

déviation électrique réduite peut s'écrire

On trouve ensuite pour la vitesse suivant l'équation (9), en négligeant la correction d'après l'équation (i 1) (Z>. c. i)

Finalement on a d'après (10) {L. c. 1)

Une mesure de l'appareil donna

a7j=2,o5, ari = 2,024, A = 1,70. 11 en résulte

(6) z'^^^nÈ.,

SiSf

300 W. KAUFMAICN.

et