LA FORMATION DES UAYOXS CATHODIQUES

la longueur de l'étincelle équivalente qui mesure la résistance du tube. L'énergie spécifique des rayons cathodiques augmente rapidement, et, à un certain moment, Ténergie totale du faisceau atteint un maximum se traduisant par une plus vive incandescence d une lame de platine exposée au choc cathodique. Le maximum de production des rayons X, lié probablement à ce qu'on pourrait appeler Véclat cathodique, n'a généralement lieu que plus tard (^).

Finalement l'afflux cathodique se réduit à zéro, l'émission cesse, et le courant électrique ne passe plus.

Ce qui précède est vrai -d'une manière générale pour une cathode quelconque, les points d'émission étant seulement répartis différemment.

Si la cathode est fortement convexe, la convergence qu'elle imprime aux lignes de force est cause que l'afflux est plus dense à son centre qu'à sa périphérie ; il en est de même du faisceau cathodique.

Le cas d'une cathode concave sphérique est plus intéressant, cette forme étant couramment employée.

Dès que l'espace obscur s'agrandit sensiblement, et que sa limite s'éloigne de l'électrode à une distance à peu près égale à son diamètre, l'afflux cathodique, tendant à arriver normalement à la surface de la cathode, en abandonne presque complètement la partie centrale. Attiré par le pourtour saillant de l'électrode et repoussé par les parois, il couvre seulement un anneau d'autant plus délié que la concavité est plus prononcée,

(i) L'énergie spécifique nécessaire à l'obtention des rayons X peut être obtenue sans pousser le vide jusqu'à avoir un faisceau réduit : à un vide peu avancé, on a souvent constaté, que l'intercalation d'une étincelle dans le circuit suffit pour cela. M. Ferrini {Nuouo Cimento, 3*^ série, t. IX, p. 179) a montré que cette intercalation fait varier les phénomènes dans le même sens que la raréfaction, et permet par exemple d'obtenir la fluorescence du verre dans un tube de Geissler. L'explication de ce fait est simple : si par exemple l'étincelle éclate du côté de la cathode, celleci, primitivement presque au même potentiel que l'anode est brusquement portée à un potentiel très différent. L'émission cathodique a lieu encore par les mômes points ; mais elle est moindre, et l'énerg-ie spécifique des rayons augmente. Avec l'appareil ïesla, le résultat est encore plus net, et on peut arriver à supprimer complètement le faisceau central, la circulation gazeuse n'ayant pas le temps de s'établir; l'émission est très faible, et on obtient des rayons X à des pressions relativement considérables aussi bien qu'à un vide très avancé.

PllOPACATION lOJ

et qui se resserre quand la pression diminue. On fait à volonté varier le diamètre de cet anneau en chargeant positivement une électrode auxiliaire passant dans un trou percé au centre de la cathode et dépassant celle-ci de i millimètre environ (fig. 39,p. 9'2.)

L'émission cathodique est ainsi localisée presque complètement sur une zone, et le faisceau est un cône creux à parois plus ou moins épaisses. Ce phénomène, observé par INI. Swinton (^) s'explique donc sans difficulté. La section radiante étant, toutes choses égales d'ailleurs, moindre qu'avec une cathode plane, la résistance est un peu plus forte.

A un degré de vide suffisant, variable avec la forme et surtout le diamètre des tubes, le faisceau cathodique, qu'il provienne d'une cathode plane, convexe ou concave, se réduit à un pinceau très fin. Celui-ci est toujours normal, au point de départ, à la surface d'émission. Ceci se vérifie aisément avec une cathode sphérique décentrée : le faisceau part du point de l'électrode situé sur l'axe du tube et normalement à celle-ci.

Propagation. — En l'absence de tout champ électrique, la propagation des rayons cathodiques est rectiligne. Dans tous les cas où elle se fait suivant des trajectoires courbes, Télectrisation des rayons suffit à expliquer les particularités observées, en tenant compte, bien entendu, des charges agissantes qui peuvent exister dans le tube lui-même, indépendamment de la volonté de l'expérimentateur.

Si la cathode est un disque plan très large placé normalement à l'axe, dans un tube cylindrique à peu près de même diamètre, l'anode étant à une distance au moins égale à cinq fois le diamètre du tube : les surfaces équipotentielles près de la cathode sont sensiblement planes dans la région voisine de Taxe; le faisceau cathodique est un cylindre circulaire droit dont le diamètre varie avec la pression. Vient-on à réduire le diamètre de la cathode, les surfaces de niveau s'incurvent, le champ a une composante transversale et le faisceau devient divergent. D'où il résulte qu'une très petite cathode couvrira de rayons cathodiques un espace beaucoup plus grand qu'une cathode de grand diamètre qui ne donne qu'un faisceau cylin-

(i) Proceedings of tJic Royal Society of London, vol. LXI, n» 3;o, p. 79.

lO(3 LA FORMATION DES RAYONS CATHODIQUES

drique, d'autant plus étroit que la pression est plus basse. Si la cathode présente la forme d un rectangle allongé, les rayons cathodiques seront parallèles dans le plan de la grande dimension du rectangle, divergents dans le plan perpendiculaire et ils s'étaleront en éventail dans ce plan. Ce résultat qu'il est très facile de vérifier, explique, sans qu'il y ait lieu de faire intervenir des phénomènes d'oscillation, les aspects observés par MM. E. Wiedemann et G. -G. Schmidt (M- La cathode étant constituée par une petite sphère métallique terminant l'un des fils d'un appareil de Lécher (^), et posée sur la paroi extérieure d'une ampoule sphérique à gaz raréfié, les rayons cathodiques forment un cône divergent dont l'angle augmente avec la courbure de la cathode, c'est-à-dire avec celle des surfaces de niveau à son voisinage. Si on remplace la sphère métallique par un anneau de gros fil posé par sa tranche sur l'ampoule, 6n obtient, sur la paroi opposée, une tache fluorescente ovale dont le grand axe est perpendiculaire au plan équatorial de l'anneau. L'étalement s'est produit dans le sens où les surfaces équipotentielles ont la plus forte courbure (un disque à bords arrondis donnerait le même résultat).

La même interprétation s'applique aux observations de

cathode

catJiode

Fie

M. Goldstein (^). Lne cathode légèrement concave et de forme carrée ou triangulaire donne une image phosphorescente fortement allongée dans les directions correspondant aux plus petites dimensions comptées à partir du centre de figure que

(i) Wled. Annalen, t. LXII, p. 6o3. Eclairage éïectri(/ue, t. XVI, p. 8i.

{'!) Avec des électrodes extérieures on est obligé d'employer une source électrique à potentiel rapidement variable, la décharge dans le tube n'ayant lieu qu'au moment de la variation.

(3) Monatsberichte der KoJiigi .Ah. der Wiss . zu Beilin (juillet 1881), p. 781. Wied. Ann., t, XV (1882), p. 234. Philos, inag.^ 5« série, t. XIV, p. 455 (1882)

PROPAGATION I O-y

nous savons être le centre d'émission quand la pression est 1res réduite (fig. 46).

Ces images se modilient naturellement avec la pression, de laquelle dépendent à la fois la largeur de la zone d'émission et la convergence du faisceau.

Nous avons vu qu'une cathode sphérique concave donne, à un vide peu avancé, un cône cathodique creux. Soit a {ï\^. 4^) le point d'émission d'un rayon. La particule dont ce rayon est

Fig. 47. Fig-. 48.

la trajectoire, part évidemment dans une direction normale à la surface électrisée. Mais elle est repoussée par la partie MG plus fortement que par Z>NG ; pour mieux dire elle coupera obliquement les surfaces de niveau qu'elle rencontrera successivement, et se comportera comme un projectile pesant lancé obliquement de haut en bas ; sa trajectoire s'infléchira, tendant à devenir parallèle aux lignes de force, mais asymptotiquement. Le faisceau sera un cône à génératrices curvilignes, d'autant plus allongé que le champ sera plus intense c'est-àdire que la pression sera plus réduite. Cet aspect a été décrit précédemment et représenté (fig. 3).

Une cathode en forme d'angle dièdre, donnera au lieu d'un cône creux, deux nappes courbes et une ligne focale (fig. 4^)iVinsi que le fait justement remarquer M. D.-E. Tollenaar (*) à propos des expériences réalisées par M. E. Wiedemann (^) avec des électrodes de cette forme, chacune des faces du dièdre repousse les rayons émis par l'autre.

(i) Wied. Ann., t. LXVÏ, p. 83 (i898). Eclalrasre électrique, t. XVIII, p. 3i3. Journal de phys., 3« s., t. Vfll, p. \9..

('>) Wled. Ann., t. LXIII, p. 248 (1897). /sV/rtiV«-e élcct,, t. XVI, p. 84. Journal de pliys., 3*" s., t. YIl, p. 358.