Des expériences de Lenard date ujie activité nouvelle
Hertz avait montré que des feuilles métalliques minces laissent passer des rayons catbodiques. Lenard eut l'idée de fermer par une semblable feuille une petite fenêtre pratiquée dans la paroi d'un tube à vide, et réussit à trouver wna feuille assez forte pour tenir la pression atmosphérique, assez mince pour être traversée par les rayons. Séparant ainsi les conditions de production des conditions d'observation, il put faiie pénétrer des rayons dans des gaz différents, à des pressions variées, et découvrir de nouvelles propriétés.
A leur sortie de la fenêtre, les rayons sont fortement diffusés, et le pinceau qu'isolent deux ouvertures percées dans deux diapliragmes consécutifs se diffuse à nouveau très vite dans les gaz peu raréfiés. 11 reste très pur, au contraire, dans les gaz très raréfiés et, dans de Fair ayant une masse spécifique inférieure au cent-millionième de la masse spécifique normale, Lenard eut des rayons tout à fait leclilignes qui parcouraient, sans s'affaiblii", une longueur de i'",5o. 11 crut avoir ainsi répété, pour ces rayons, les expériences qui décidèrent si le son ou la lumière ont leur support dans la matière ou dans l'étlier, et, puisque les dernières tiaces de matière semblaient plus nuisibles (ju'utiles, il déclara mauvaise la tliéorie matérialiste. Jl mesura, de plus, les déviations produites par un ai-
RAYONS CATHODIQUES ET [lAYONS DE Il()JNTGEN. 7
niant sur les rayons une fois sortis du lube (le production, et observa que ces déviations restent indépendantes de la nature et de !a pression du gaz ou se meuvent alors les rayons, tout au moins juscju'à la limite où la diffusion, devenue tiop grande, empèelie les mesures. Et celte importante propriété semblait encore inconciliable avec l'hypo thèse d'un bombardement.
9. L'admiraiion que méritaient ces belles expériences empédia de voir les défauts des raisonnements de Lenard, <'t, pour beaucoup de physiciens, la théorie de l'émission fut dès lors condamnée. Toutefois les rayons cathodiques restaient fort différents des lumières connues : outre la déviation magnétique, encore inexpliquée, on se trouvait en piésence de la singulière loi d'absorption que découvrait Lejiard, en annonçant cjue la masse d'un obstacle intervient seule dans le trouble que cet obstacle apporte à la propagation.
C'est alors que J.-J. Thomson, mesurant la vitesse de propagation des rayons cathodiques et la trouvant égale à 200'^'" par seconde, alors que celle de la lumière est de 3ooooo'^'", réussit par cette expérience ciucialeà séparer les deux rayonnements d'une manière profonde et définitive.
II fallait donc imaginer des ondulations d'espèce absolument nouvelle, ou, malgré les difficultés soulevées, revenir à la théorie de l'émission.
ÉLECTf^ISATION DlïS RAYONS CATHODIQUES.
1. La ihéoiie de l'émission repose tout entière sur l'hypothèse d'une électrisation des rayons. J'ai tenté de vérifier si cette électrisalion existe, ou non (' ).
(') J'ignorais, quand je fis mes expériences, les essais infructueux faits dans cette voie.
On sait que l'on constate facilement l'introduction de charges électriques à Fintérieur d'une enceinte conductrice close. Peut-être est-ce même le meilleur moyen fju'on ait pour définir et mesurer ce qu'on entend par charge électrique.
J'ai donc fait pénétrer des rayons cathodiques à l'intérieur d'un cylindre de Faraday.
A cet effet, j'ai employé le tube à vide que représente ]a/^.2('). '
ABCD est un cylindre métallique fermé de toutes parts, sauf une petite ouverture a au centre de la faceBC.
Fis;. 2.
Sol et cage de lélectroscope.
C'est lui qui joue le rôle de cylindre de Faraday. Un fil métallique, soudé en S à la paroi du tube, réunit ce cylindre aux feuilles d'or d'un éleclroscope.
EFGH est un deuxième cylindre métallique , en communication permanente avec le sol et avec la cage de réleclroscope. Percé seulement de deux petites ouvertures en ^ et y, il protège le cylindre de Faraday contre toute influence électrique extérieure.
Enfin, en avant de FG, se trouve l'électrode plane N.
L'anode était formée par le cylindre protecteur EFGH, et l'électrode N servait de cathode : un pinceau de rayons entrait donc dans le cylindre de Faraday.
Aussitôt, ce cylindre se cliargeait d'électricité négative.
( ' ) Ce tube, et presque tous ceux qui m'ont servi, ont été construits par M. Cliabaïul, très vile et très habilement.
HAYONS CATHODIQUES ET RAYONS DE ROJNTGEN. 9
Le tube à vide pouvait être placé entre les pôles d'un électro-aimant. Quand on excitait ce dernier, les rayons cathodiques, déviés, n'entraient plus dans le cylindre. Alors il ne se chargeait plus. La déviation nécessaire pour cela était d'ailleurs très faible, et les bords de la face FG, couverts d'une poudre fluorescente, brillaient encore très fortement lorsque déjà l'électroscope n'accusait plus aucune charge.
L'électrisation n'est donc pas due à un défaut dans la protection électrostatique-, au reste, pour mieux assurer cette protection, j'ai porté à 4^"\ sans inconvénient, la distance aj3, et j'ai remplacé l'ouverture [^ par quelques trous d'épingle (^). Même, comme on le verra plus loin, j'ai pu la fermer tout à fait par une feuille mince d'aluminium.
2. Les charges négatives introduites dans le cylindre de Faraday, très facilement mesurables, varient extrêmement d'une série d'expériences à une autre série, suivant des causes multiples parmi lesquelles je citerai l'intensité du courant inducteur dans la bobine et la raréfaction dans le tube. Pour faire saisir l'ordre de grandeur du phénomène, je dirai qu'avec un de mes tubes, et pour une
(*) Dans mes premières expériences, l'ouverture |â avait quelques millimètres de large. Dans ces conditions, lorsqu'on inverse le courant dans la bobine, de manière que EFGH devienne cathode, le cylindre de Faraday se charge fortement d'électricité positive. J'avais cru d'abord pouvoir attribuer le phénomène à l'attraction, par la cathode, d'ions positifs correspondant aux ions négatifs qui, repoussés par elle, forment les rayons cathodiques {Comptes rendus, t. CXXI, p. ii3o; i8(j5). Cette interprétation est probablement incorrecte; en efi'et, le phénomène disparaît à peu près quand l'ouverture ^ est remplacée par des trous de petit diamètre, même quand la surface totale de ces trous est comparable à la surface de l'ouverture primitive. Il y avait donc simplement insuffisance de protection.
Etant données les dimensions de l'appareil, cette insuffisance implique l'existence d'une forte chute de potentiel au voisinage de la catliode, probable au reste pour beaucoup d'autres raisons.
10 J. PERRIK
seule inleriuplioii du circuit primaire de la bobine, les rayons calliodiqucs introduisaient facilement dans le cylindre 3ooo unités électrostatiques G.G.S., soit io~^ coulombs. Dans les mêmes conditions, la quantité d'électricité totale qui traversait le tube, mesurée par un galvanomètre balistique, était environ 20c fois plus forte.
Comme une partie seulement des rayons entrait alors dans le cylindre, on n'a là qu'une limite inférieure du rapport qui peut exister entre la quantité d'électricité que les rayons transportent et celle qui traverse le lube. On aurait facilement une mesure correcte en employant une cathode concave, de manière à rassembler sur l'entrée du cylindre la totalité des rayons.
3. Les expériences qui précèdent peuvent s'interpréter de deux manières.
Ou bien les rayons cathodiques emportent nécessairement avec eux de Félectricité négative, comme le suppose la théorie de l'émission.
Ou bien ce sont des égaliseurs de potentiel, qui, lors- (pi'ils réunissent au cylindre ABCD la cathode N dont le potentiel est plus faible, amènent un écoulement d'électricité négative de N vers ABCD, sans que le signe de cette électricité soit plus lié à leur nature que le sens du courant, dans un conducteur, n'est lié à la nature de ce conducteur.
Cette dernière hypothèse doit être rejetée.
En elï'el, en fermant complètement l'ouverture p par une de ces feuilles minces que Lenard employait, j'ai constaté que le phénomène est alfaibli, mais non su[)primé (^) J'ai pu ainsi, pour chaque interruption du primait e de la bobine, faire pénétrer 100 unités électrostatique C.G.S. à l'intérieur d'une enccijite conductrice
(') JNaluicllcinenl, pour des feuilles 1res épaisses, loule aclion disparaît.
IlAYOWS CATHODIQUES ET UAYOINS DE R()WTGEJ\. 1 I
absolumenl close et au travers d'une feuille exemple de trous, vérifiée au microscope avant et après l'expérience. Le iransport de charges négatives est donc inséparable des rayons cathodiques.
