CHAPITRE V

PROPRIETES DES RAYONS X

Les recherches de M. Rœntgen. — Expériences de M. Jean Perrin. — Les Rayons X n'obéissent pas aux. lois do la réflexion et de la réfraction. — Ils ne sont pas déviés par l'aimant. — Une expérience de M. Lodge. — La transparence des corps aux rayons X. — Pourquoi l'œil ne perçoit pas les rayons X. — Expériences de MM.dcRochasetDariex. — Les recherches de M. Chabaud. — La transparence des diverses sortes de verres. — Une remarque importante. — L'absorption des radialions de M. Rœntgen par le papier sensible. — Les couleurs sont sans influence sur le passage des rayons X. — Importance de la nature chimique des corps. — Action des rayons X sur les corps électrisés. — Une hypothèse de Bl. Niewcnglowski. — Opinion de M. J.-J. Thomson sur la prétendue similitude des rayons X et des rayons ultra-violets.

La découverte des rayons X, ainsi que nous l'avons pu voir, fut essentiellement fonction de la propriété qu'ils ont de traverser sans peine certains corps opaques pour la lumière ordinaire et de cette autre propriété qu'ils partagent avec les rayons cathodiques et les rayons ultra-violets du

spectrti solaire d'impressionner les substances photographiques et de provoquer la fluorescence.

TeUes furent les premières constatations. Cellesci, vraiment, étaient insuffisantes et demandaient à se voir étendues. M. Rœntgen, bientôt suivi par de nombreux expérimentateurs, entreprit immédiament de préciser les connaissances sommaires qu'il pouvait tirer des phénomènes nouveaux, par lui mis en lumière .

Les lecteurs de ce petit livre ont pu voir dans la traduction du mémoire — fondamental dans l'espèce — de M. Rœntgen, mémoire que nous avons reproduit d'après la Revw générale des sciences pures et appliquées, les résultats des premières recherches poursuivies à cet égard par le découvreur des rayons X.

En France, c'est à M. Jean Perrin, préparateur de physique à l'Ecole Normale supérieure, que revient le mérite d'avoir le premier entrepris une étude complète au point de vue physique des rayons X.

Ayant reproduit avec succès l'expérience de M. Rœntgen, M. Perrin s'assura tout d'abord que les rayons qui venaient influencer ses écrans sensibles étaient réellement de toute autre nature que les rayonscathodiques.Iln'était pas inutile de faire cette

LES PROPRIÉTÉS DES RAYONS X

constatation, les rayons cathodiques, comme l'a démontré jadis Lenard, étant susceptibles de sortir des tubes de Crookes, non seulement comme nous l'avons rapporté en décrivant l'expérience classique du savant hongrois, en traversant la fenêtre d'aluminium, mais même en franchissant la paroi de verre, si celle-ci est suffisamment mince.

Or, dans le dispositif adopté par M. Rœntgen, les tubes employés sont de beaucoup trop épais pour permettre aux rayons cathodiques de s'échapper au dehors.

Ce premier point acquis, M. Perrin s'occupa de vérifier les indications fournies par M. Rœntgen au sujet de l'incapacité des rayons X à se laisser réfléchir.

A cet effet, il fit tomber à 45° sur un miroir d'acier poli, puis sur une plaque de flint, un pinceau de rayons de Rœntgen défini par deux fentes de 0""° o et distantes de 4 centimètres ; dans aucun des deux cas, une plaque sensible disposée en avant du miroir ne fut impressionnée.

Les ten tatives essayées pour réfracter les rayons X, furent encore négatives. Reprenant son installation précédénte [fig. 17). M. Perrin remplaça son miroir successivement par un prisme de paraffine d'environ 20» et par un prisme de cire de 90».

LES PROPRIÉTÉS DES RAYONS X

le système de fente, se trouvait disposée une plaque sensible.

En semblable condition, s'il y eut eu la moindre réfraction, il est évident que les deux moitiés inférieure et supérieure du pinceau auraient donné deux images distinctes. Or, il n'en fut rien et la seule image obtenue fut celle d'un trait lumineux parfaitement régulier.

Continuant ces recherches elles contrôlant l'une par l'autre, du reste, M. Perrin put encore constater que les rayons X ne fournissaient point de franges de diffraction, ne se polarisaient pas (1) et

(1) L'expérience suivante, de MM. le prince B. Gaiilzine et A. de Karnojitzky, expérience dont les résultats ont été communiqués à l'Académie des Sciences dans la séance du 23 mars, semble démontrer le contraire.

« Nous avons fait préparer;, notent les deux savanls russes, trois petites plaques do tourmaline très minces (environ 0"™ 5 d'épaisseur). Sur la plus grande se posaient les deux autres, une parallèlement et l'aulre perpendiculairement à la première. S'il y a polarisation là où les plaques sont croisées, on doit s'attendre à voir l'action des rayons X affaiblie. Il va sans dire que l'action de la lumière ordinaire a été exclue et qu'on a changé plusieurs fois la position relative des petites plaques, atin d'éliminer toute influence d'inégale épaisseur ou de manque d'homogénéité. Dans les huit épreuves obtenues, on peut distinguer que là où les plaques ont été croisées l'action photo-chimique des rayons X a été moindre.

<' On peut en conclure que les rayons X se polarisent

n'étaient pas davantage déviés par l'aimant. Cette dernière particularité des rayons X a du reste été depuis également vérifiée par M. Lodge qui, h. cet effet, a combiné l'expérience suivante dont nous lui empruntons la description.

« Un électro-aimant puissant, quoique petit (ûg. 18), avec un champ très rétréci, a été photographié, en même temps qu'une paire de fils A et C placés parallèlement à la ligne des pôles, mais plus près de la source de i-ayons, et avec un troisième fil B placé du côté de la plaque sensible et de telle façon que son ombre nette et bien définie se trouvait projetée sur la plaque entre les ombres plus diffuses des deux fils A et C.

« Deux radiographies (1) furent prises par M. Robinson, l'une avec l'aimant excité, l'autre avec l'excitation inversée. A la superposition des deux clichés, avec les ombres de B en coïncidence, on aurait pu découvrir le moindre décalage des ombres A et C. Mais on n'observa absolument aucun déplacement, la coïncidence était parfaite (2). »

et, par suite, qu'ils correspondent à des vibrations transversales ». [Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, séance du "li mars 1894, p. 718.)

(1) Nom donné par un certain nombre d'expérimentateurs aux pliolographies obtenues suivant la méthode de M. Rœntgen.

(5) D' Olivier Lodge. — Les hijpothèses actuelles sur la nature des rayons de Rœntgen, dans l'Éclairage électrique, n° 7 du 15 l'évrier 1896, p. 311.

LES PROPRIÉTÉS DES RAYONS X

Il est à remarquer du reste que, depuis lors, M. A. Lafay a réussi à communiquer aux rayons X la propriété d'être déviés par l'aimant.

L'artifice combiné à cet effet par le savant expérimentateur consiste à obliger un faisceau délimité de rayons X à traverser un milieu électrisé, en même temps qu'agit sur lui un champ magnétique puissant. Dans ce cas, l'on observe de façon très nette que le faisceau de rayons X se trouve dévié exactement suivant les mêmes règles que le seraient des rayons cathodiques à l'intérieur du tube (1).

Si l'on cesse au contraire de faire subir au faisceau de rayons X l'influence de l'électrisation, l'on n'obtient plus la moindre déviation « ce qui est conforme, remarque M. A. Lafay, au fait déjà connu qu'un champ électrique est sans action sensible sur les rayons de M. Rœntgen. » (2)

Enfin, dans cette question de la transparence des

(1) M. Lafay a du reste reconnu (Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, séance du i3 avril 1896, p. 839), que pour provoquer une déviation des rayons X, « il est indifférent de les éiectriser avant ou après leur passage à travers le champ magnétique. »

(2) A. Lafay. — Sur un moyen de communiquer aux raijons de Rœntgen la propriété d'être déviés par l'aimant, dans les Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, séance du 23 mars 1896, p. 714.

divers corps, question qui a depuis, comme nous l'allons voir, préoccupé beaucoup d'expérimentateurs, M. Perrin est encore le premier ayant procédé réellement avec méthode. L'extrait suivant de la

FiF. 18. — Disposlif de l'expérience de M. Lodge. S, source des radiations; plaque sensible; NetS, pôles magnétiques; A etC, fils situés l'un au-dessus de l'autre k environ 2 cent, de distance ; B, autre fil disposé de manière que son ombre se forme entre celle des précédents.

note qu'il adressait à l'Académie des Sciences le 27 janvier dernier et dans laquelle il consignait le résultat de son enquête sur ce point spécial, le montre fort nettement;

« Le bois, le papier, la cire, la paraffine, l'eau se montrèrent très transparents, l'influence de l'épais-

LES PROPRIÉTÉS DES RAYONS X

seur restant cependant nette. Viendraient ensuite, à peu près rangés par oi'dre d'opacité croissante, le charbon, l'os, l'ivoire, le spath, le verre, le quartz (parallèle ou perpendiculaire à l'axe), le sel gemme, le soufre, le fer, l'acier, le cuivre, le laiton, le mercure, le plomb. Ces résultats sont encore peu nombreux, et je ne peux songer à les relier par une loi générale ; toutefois, on peut remarquer, dès maintenant, que les métaux sont en général moins transparents que les autres corps, mais n'ont pas l'opacité absolue qu'ils présentent pour la lumière. Si, par exemple, on superpose trois lames de fer, d'environ 0™™ 2 chacune, l'opacité ne parait atteinte que dans la région commune aux trois lames (1). >

Cette première échelle de transparence dressée par M. Perrin nous donne un enseignement fort intéressant, à savoir que les rayons X ne sont pas susceptibles de traverser commodément tous les milieux perméables aux rayons lumineux ordinaires.

Ainsi, ils sont arrêtés très rapidement par le verre et surtout par le cristal qui renferme dans sa composition des composés plombiques, et MM. de Rochas et Dariex, ainsi que nous l'avons noté au

(1) Jean Perrin. — Quelques propriétés des rayons de nmilgen, dans les Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences, séance du 27 ianvier 1896, p. 186. ■'

passage dans un précédent chapitre (v. p. ^Q), ont constaté semblablement que les humeurs de l'œil, notamment le cristallin, étaient très difficilement franchissables (1) aux rayons X, bien que très transparents pour la lumière commune. [Fig. 19)

Mais, de nouvelles séries d'expériences n'allaient point tarder à étendre nos connaissances sur cette très importante question, et nous révéler ce fait entre tous intéressant qu'il n'y a point de corps absolument opaques ni d'absolument transparents pour les rayons X.

C'est M. Chabaud qui démontra de façon bien nette que les corps les plus opaques en apparence pouvaient cependant en conditions propices se laisser pénétrer par les invisibles radiations de M. Rœntgen. Ses essais, qui portèrent d'abord sur quatorze métaux ou alliages usuels, lui mon-

(l) Depuis celte commnnicalioii de MM. de Rochas et Dariex, M. le Dr. Wuillomencla annoncé avoir réussi à déceler au moyen des rayons X un grain de plomb de chasse n" 10 introduit dans le corps vitré de l'œil d'un lapin. La même expérience tentée sur une tête humaine n'a doimé aucun résultat malgré une grande intensité de rayonnement et une pose prolongée {Comptes rendus hebdomaires des Séances de l'Académie des Sciences, séance du 23 mars 1896, page 7-28.) Il ne semble donc pas, devant ces résultats condradicloires, que les conclusions de MM. de Rochas et Daricx doivent être modifiées en ce qui regarde l'impcrméabilité grande des milieux de l'œil pour les rayons X.

LES PROPRIÉTÉS PES HAYONS X

FiG. 19. — Imperméabilité des humeurs de l'œil.