CHAPITRE VI

Oscillations de l'éther, action du champ magnétique

et suite de la radioactivité.

Il est actuellement établi que la transmission des diverses radiations du spectre dans l'éther est caractérisée par des oscillations normales au sens de la propagation, de même que la vague se transmet à la surface d'un liquide. Cependant» il ne semble jamais être venu à l'esprit du physicien de se demander si la forme de la vague lumineuse n'est pas susceptible de variations. La vague qui déferle sur la côte n'affecte pas la même forme que la vague du large, la longueur d'onde étant du reste supposée la même. Ne peut-il en être de même pour la vague lumineuse? Depuis de nombreuses années, cette hypothèse nous avait semblé vraisemblable; elle est maintenant la conséquence de notre hypothèse sur la forme de l'ion, mais aucun fait ne se présentait à notre esprit afin de l'établir ou tout au moins afin de la corroborer, lorsque tout dernièrement un travail magistral du D* Gustave le Bon est venu jeter une vive lueur sur l'état de la question.

Ainsi que nous l'avons admis précédemment, l'ion serait composé (dans sa conception la plus simple) d'un élément matériel rectiligne, le bâtonnet, à chacune des extrémités duquel se rencontrent les électrons; plans, si la tension est nulle; coniques, si la tension existe. Partant de cette hypothèse, il est facile de voir que la forme de la vague éthérée dépendra du potentiel de l'élément envisagé.

Considérons d'abord l'électron a (fig. 1) à tension moyenne nulle dont l'amplitude de l'oscillation est représentée par l'angle a. Toutes choses étant égales de part et d'autre, cet électron développera dans l'éther des oscillations transversales parfaitement régulières, comme l'indique la figure, si nous considérons une direction normale au bâtonnet. Si, au contraire, nous

considérons une direction parallèle au bâtonnet, les ondes réalisées seront longitudinales. Enfin, dans une position intermédiaire, nous réaliserons la superposition des deux systèmes. On sait que la lumière est due aux oscillations transversales, mais on ignore à quel phénomène correspondent les oscillations longitudinales.

Lorsque les ions constituent une chaîne fermée, le cas du courant fermé, où les dispositions moléculaires spéciales correspondent à la figure 2, la radiation à oscillations longitudinales 0' (fig. 1) ne peut se produire.

L'oscillation longitudinale des ions est alors, comme nous Pavons dit précédemment, utilisée è développer les actions répulsives du calorique. Si, au contraire, la chaîne est ouverte, l'oscillation O' se développera librement dans l'éther ambiant. Tel serait le mécanisme de la production de certaines émanations développées par la radioactivité non déviables par l'aimant.

Par quel moyen pourra-t-on faire apparaître ces vibrations longitudinales? La première pensée qui vient è l'esprit est de s'adresser aux gaz. Mais dans leur état normal, ils ne sont pas ionisés, leurs molécules constituent des chaînes fermées. Pour voir apparaître le phénomène, il suffit de les ouvrir, de les ioniser. Le D r Gustave le Bon a démontré par l'expérience que les gaz ionisés par la flamme émettent des radiations capables de traverser des lames d'aluminium et de décharger des corps électrisés.

Si Ton détermine le passage du courant dans un gaz raréfié et par conséquent ionisé, les ions s'orientent parallèlement les uns aux autres, la chaîne est fermée, puisqu'il en est ainsi du courant, et les oscillations transversales apparaissent seules.

Il en est ainsi dans le gaz devenu luminescent. Pour qu'il en soit autrement, il suffit de faire en sorte que le chemin moyen des ions soit supérieur à la longueur du tube. Dans ces conditions, l'électron a rencontrera la surface anticathodique A B, ainsi que l'indique la figure 3, et l'oscillation longitudinale se propagera librement dans l'espace E, ou suivant une direction différente après répercussion sur l'anticathode. Telle est vraisemblablement l'interprétation qu'il faut donner aux rayons X.

Cette interprétation est conforme à l'observation de M. Blond lot, qui trouve que la vitesse de propagation est égaie à celle de la lumière.

Mais cette explication s'applique encore plus spécialement aux substances radioactives dont les ions libérés constituent des chaînes brisées (courants ouverts).

Lorsqu'il s'agit de la production des rayons X dans les tubes à vide, à l'action que nous venons d'indiquer il doit s'en ajouter une autre, probablement plus intense.

Nos précédents travaux tendent a montrer que le rayon cathodique est un courant en partie simple (chaîne ouverte, courant ouvert), pour lequel le chemin de libre parcours des ions correspond au moins à la distance qui sépare la cathode de l'anticathode B (fig. 4). D'autre part, nous avons montré que l'orientation positive du cône électron déterminait une compression de l'éther, que l'orientation négative déterminait une dépression. Cette remarque nous permet de reconnaître que le rayon cathodique est le siège d'une série de compressions et de dépressions de l'éther qui se succèdent rapidement par suite du mouvement des ions. En d'autres termes, nous voyons se produire dans l'éther l'analogue du phénomène du son, du sifflement du projectile dans l'air, dont l'avant est soumis à une compression, l'arrière à une dépression. Cette oscillation s'échappera de l'anticathode B,de même que le son s'échappera de l'ouverture du tube où on le produit, et il en est encore ainsi par cela que, par l'artifice mis en jeu dans les tubes à vide, le courant est ouvert. Si le courant était fermé, les choses se passeraient comme si l'on pouvait déterminer l'oscillation sonore dans un tube circulaire fermé. Ces oscillations ne se transmettraient pas au milieu ambiant et resteraient toujours cachées.

Nous avons supposé, dans la figure 1, que la tension de l'électron était nulle. Mais il n'en est pas toujours ainsi ; il est même peu vraisemblable qu'il existe dans la nature des corps absolument neutres, dénués de tout pouvoir réactionnel. L'or, dont les combinaisons sont instables, se rapproche du type que nous avons représenté; mais des corps tels que l'aluminium, le

sodium, etc., dont les combinaisons sont très stables, possèdent des électrons dont la tension est relativement considérable.

Si nous considérons une radiation se propageant dans le sens de la flèche (fig. S), celle-ci participera à la fois au type de l'oscillation longitudinale et au type de l'oscillation transversale.

On pourrait la considérer comme étant formée par la superposition des deux oscillations.

Une onde de cette forme participera également à la fois aux propriétés clés rayons X et des rayons ordinaires.

L'une des propriétés fondamentales des rayons X consiste à décharger les conducteurs électrisés, soit en ionisant la surface du conducteur lui-même, soit en ionisant l'atmosphère ambiante. On devra donc s'attendre à retrouver ce caractère d'une manière d'autant plus marquée que le rayon se rapproche davantage de l'oscillation longitudinale, que la tension de l'électron mis en jeu est plus marquée, que l'angle (3 est plus petit. L'ion or vibrant possédera à un moindre degré que l'ion aluminium la propriété de décharge. Les combinaisons de ce dernier métal sont, en effet, bien stables, contrairement à celles de l'or.

Le D r Gustave le Bon vient de mettre cette déduction de la théorie en évidence en faisant jaillir l'étincelle entre des électrodes d'or et d'aluminium. La composition spectrosco pique et l'intensité de la lumière étant les mêmes, ce savant trouve que la décharge produite par l'or est environ trois fois plus faible que celle produite par l'aluminium.

Considérons maintenant une surface métallique soumise à l'action d'une radiation transversale, de préférence une radiation i

ultra-violette.

11 semble que dans ces conditions la radioactivité développée est étroitement unie au phénomène de la dispersion anormale. On sait, en effet, que les vibrations des ions soumis à la radiation ne parviennent pas à devenir aussi rapides que les vibrations du rayon lui-même. 11 en résulte qu'une partie de l'énergie de celui-ci est employée à ioniser la matière et, par conséquent, à modifier la forme de Tonde en introduisant des composantes longitudinales.

Cette modification de forme pourra avoir pour effet de la rendre plus pénétrante dans les métaux, en établissant l'oscillation intermédiaire entre le rayon X et le rayon normal.

Dés 1882, M. de Chardonnet avait remarqué que Ton peut photographier Tare électrique en quelques secondes au travers des miroirs argentés eomplètement opaques. Nous avons également constaté une action photographique de rétincelle au travers de lames d'or, à peu près opaques pour la lumière, alors que cette action était incomparablement plus faible en utilisant des verres verts parfaitement transparents en apparence.

Supposons, en effet, que l'on vienne à superposer des oscillations longitudinales aux oscillations transversales, que nous représenterons toutes deux en pointillé (6g. 6). Le fluide soumis à la résultante de ces deux mouvements sera parcouru par une onde telle que celle représentée en traits pleins.

MM. Hagen et Rubens ont constaté, pendant le courant de cette année, que l'argent présentait un minimum d'absorption dans l'ultra-violet. C'est à cette circonstance que Ton doit attribuer le phénomène observé par de Chardonnet; mais pour For, le phénomène se passe, d'après ces physiciens, dans le vert, c'està-dire dans la région visible. Or, à intensité lumineuse égale, celte même région est, comme nous le disons, plus aclinique lorsqu'elle a traversé une couche d'or que lorsqu'elle a traversé une lame de verre de même couleur.

Disons enfin que M. Blondlot vient de montrer que les tubes h rayons X émettent une espèce de radiation à vibrations transversales. Ces rayons traversent des milieux opaques, n'impressionnent pas les plaques photographiques, mais activent l'étincelle lorsque le plan de polarisation est perpendiculaire aux plans qui renferment la direction de l'étincelle; de plus, ils se réfractent.

En résumé, nous pouvons concevoir théoriquement le passage progressif du rayon X au rayon à oscillations transversales.

Il est également curieux de remarquer que cette dernière oscillation correspond à l'oscillation électromagnétique, alors

que la première correspond à I oscillation électrostatique. Or M. Turpain a réalisé des oscillations de cette espèce de grande longueur d'onde, et il a remarqué que cette longueur d'onde est indépendante du milieu dans lequel on la produit. Elle ne se réfracterait donc pas de même que les rayons X.

L'ensemble des observations faites dans ces derniers temps par les physiciens ne permet plus de douter que les rayons X correspondent à des oscillations longitudinales. En effet, d'une part le fait que la vitesse de propagation est égale à la vitesse de la lumière, d'autre part l'existence du phénomène de la diffraction, nous autorisent è admettre que ce phénomène correspond à un mouvement oscillatoire de l'éther. Mais, comme le fait remarquer le D r Gustave le Bon, cette oscillation ne correspond pas à l'oscillation lumineuse, car l'ultra-violet devient de moins en moins pénétrant à mesure qu'on s'avance dans le spectre. Nous nous trouvons maintenant en mesure de mettre en regard deux observations de la plus haute importance. MM. Haga et Wind montrent, en se basant sur le phénomène de la diffraction, que la longueur d'onde des rayons X est de Tordre des 0.10 p/x. Or, Schumann a reconnu que le spectre s'étend jusqu'à cette longueur d'onde, et non seulement ces rayons se réfractent, mais ils sont encore absorbables à un tel point que ce physicien s'est vu forcé de faire le vide dans le spectroscope pour les reconnaître. Ces faits sont décisifs : puisque les rayons X correspondent à des oscillations qui ne peuvent être transversales, elles sont longitudinales.

Trois hypothèses avaient été proposées afin d'interpréter les rayons X : 1° oscillations longitudinales de l'éther; 2° oscillations transversales; 3* projections de l'éther (la nôtre). Cest la première hypothèse qui prévaut; les projections ne s'appliquent qu'aux ions, c'est-à-dire aux rayons cathodiques et à leur congénères des substances radioactives.

Nous voyons que si la chaîne élémentaire est fermée (si le courant est fermé, atome vortex de Thomson), il y aura apparition de radiations lumineuses ; si elle s'ouvre, une grande partie au moins de l'énergie sera employée à développer la radio-

activité. C'est là ce que nous avons reconnu dans un précédent travail. Si Ton introduit dans la flamme ou dans l'étincelle des sels qui provoquent la luminescence, la radioactivité diminue.

Puisque la lumière dans les corps luminescents est due à des courants fermés, il est facile de voir ce qui va se passer si Ton soumet ces corps à une action électromagnétique. Nous allons voir que le phénomène de Zeeman est la conséquence évidente de notre théorie.

Supposons qu'un élément soit constitué par des chaînes circulaires fermées dont les mouvements de rotation peuvent du reste indistinctement se produire dans le sens de la flèche, ou en sens contraire, ou dans un plan quelconque (fig. 7). Si ces éléments sont placés entre les pôles d'un électro-aimant, ces courants élémentaires s'orienteront parallèlement au courant aimant. Le mouvement oscillatoire des électrons constitutifs se combinera avec le mouvement de rotation du système, de telle manière que le rayon perçu normalement à la figure, c'est-à-dire suivant la direction des lignes de force, sera polarisé circulairement. Si, au contraire, le rayon est émis dans le plan de la figure, c'est-àdire normalement aux lignes de force, le rayon sera polarisé rectilignement et la longueur d'onde sera la même que celle des rayons polarisés circulairement, ce que l'expérience démontre.

Le dédoublement des raies peut s'interpréter de la manière suivante. Lorsque l'action magnétique n'agit pas, on peut concevoir que des courants tels que celui que nous avons représenté figure 8 circulent dans tous les azimuts. Lorsque l'aimant agit, tous ces courants tendent à s'orienter dans un même plan, normalement aux lignes de force, de telle manière que le sens nominal de ces courants devienne parallèle au courant aimant, le sens du mouvemefit des ions pouvant s'exécuter dans l'une ou l'autre direction. Ces courants emboîtés fourniront l'image d'une série de circonférences concentriques. La figure représente deux courants concentriques de même sens, dont le mouvement des ions s'exécute en sens contraires (ce qui se passe dans le courant normal).

Nous pouvons admettre maintenant que chacun de ces cou-

miques peuvent devenir iodynamiques sous faction de certaines radiations. On sait qu'il en est ainsi du sélénium, qui devient conducteur sous l'action de la lumière.

Si les ions qui s'échappent de la matière dans ces conditions sont orientés, orientation qui pourra dépendre de la forme de Tonde, nous réaliserons le courant, et la décharge de la surface supposée électrisée se produira de préférence pour un signe

déterminé.

C'est ainsi que si des ions a (fig. 11) s'échappent de la surface ab supposée électrisée négativement, il y aura décharge, et il en sera de même d'une surface a'V placée dans le voisinage, électrisée positivement.

Telle est l'interpréta lion du fait intéressant découvert par le

D r Gustave le Bon,

Si l'orientation est quelconque, deux courants se développeront en sens contraires et la décharge se produira également pour les deux électricités. Nous pouvons enfin concevoir des cas intermédiaires où la décharge se produit de préférence pour un signe déterminé.

Faisons maintenant cette remarque importante, que si l'énergie de pulsation est employée à effectuer ce travail de projection, elle ne sera nécessairement pas employée à autre chose, c'està-dire à faire vibrer l'éther ambiant. Or, on constate que si l'on introduit dans une flamme ou dans une étincelle des sels ou des vapeurs métalliques volatiles, ces foyers d'ébranlement de l'éther deviennent luminescents. L'énergie de vibration éthérée augmente, l'énergie de projection ionique diminue. Par conséquent, ces foyers d'ébranlement seront moins aptes à décharger les

corps électrisés.

Si Ton utilise la flamme de Bunsen, l'électroscope placé dans le voisinage se décharge. Mais si, au contraire, on vient à introduire des vapeurs métalliques dans ces milieux, la projection ionique fait place au phénomène oscillatoire, aux ondes lumineuses qui apparaissent sous forme de raies parfaitement définies, et la vitesse de décharge est notablement diminuée.

Afin de réaliser l'expérience à l'aide de flammes, il suffit de

faire passer le dard du chalumeau au travers d'un tube de fer T (fig. 12); il traverse ensuite une ouverture circulaire pratiquée dans un écran en tôle de fer E. Un électroscope est placé dans le voisinage et se décharge sous Faction du dard D. Mais si Ton vient à placer dans le tube T en * un sel volatil, par exemple NaCI en poudre, on remarque que la vitesse de décharge est presque complètement enrayée.

Le même phénomène se produit à l'aide de l'étincelle. Si Ton fait jaillir celle-ci à la surface de l'eau pure, ainsi que cela est indiqué figure 13, la décharge de l'électroscope se produit rapidement, mais il suffit d'ajouter un sel volatil soluble, par exemple CaCI 2 , pour voir la décharge enrayée.

Note. — Afin de réaliser les expériences avec les plateaux de résine dont nous avons parlé, il importe que ceux-ci satisfassent à deux conditions : il faut d'abord que la surface soit capable de condenser une quantité suffisante d'électricité, et il faut ensuite que celle-ci puisse glisser avec une grande facilité sur cette surface.

Le plateau ne présente pas ces conditions lorsque après avoir été soumis aux frictions d'un conducteur à haut potentiel, la figure que l'on obtient en répandant de la poudre de soufre se compose, pour l'électricité positive, d'une série de petites étoiles ramifiées plus ou moins enchevêtrées. Il faut, au contraire, que l'on obtienne une figure continue telle que celle que nous reproduisons par la photographie, et qui représente assez bien l'image d'une feuille (photogramme V). Toutes les colophanes ne satisfont pas à cette condition; mais pour les modifier, il suffit généralement d'ajouter pendant la fusion une petite quantité de goudron végétal : 20 à 50 %<>•

En coulant une série de petits plateaux d'essai, on arrive rapidement au résultat voulu.