CONSÉQUENCES EXPÉRIMENTALES

1. Puisque les rayons cathodiques sont chargés, s'ils pénètrent dans un champ électritjue, ils en subiront l'influence^ par exemple, ils seront attirés par un corps chargé positivemenl, repoussés par un corps chargé négativement.

Ciookes avait déjà cru observer des actions de ce genre; on a vu que ses expériences sur la répulsion de rayons «alhodiques parallèles ne sont pas démonstratives, et rien n'indicjue au reste a priori que celte répulsion doive êtie appréciable.

Au conliaiie, si du moins l'énergie des rayons cathodiques est due à la répulsion par la cathode, il paraît évident cju'on modifiera à volonté la trajectoire et l'énergie de ces rayons en créatit sur leur parcours une chute de potentiel comparable à celle qu'ils ont subie au voisinage de la cathode. De même, le mouvement d'un mobile abandonné à la seule action de la pesanteur est profondément altéré quand ce mobile monte ou descend une cote de hauteur comparable à celle dont il est déjà tondjé.

Ces prévisions se vérifient complètement. J'ai fait d'abord, à ce sujet, deux expériences qualitatives (').

(') Goldslein a déjà signalé la répulsion subie par des rayons cathodiques au voisinage d'une élecirode liée au pôle négatif de la bobine, mais, je crois, sans interpréter le phénomène.

Plus récemment, Majorana {Lincei; 1897) '^ signalé la i^épulsion par une cathode, et l'attraction par une anode, avec un tube très sem blable au mien, et en interprétant correctement le phénomène. La

Les rayons issus d'une calliode N traversent une toile métallique P qui sert d'anode, passent auprès d'un fil A, perpendiculaire au plan de figure, et se terminent sur le fond de l'ampoule B, où ils dessinent l'ombre de la toile métallique.

Le fil A forme un des pôles d'une machine électrique M dont la toile P est l'autre pôle. On peuldonc établirentre

Fi{

Machine

A et P une différence de potentiel fixe dont le sens et la grandeur sont arbitraires.

cathode et l'anode auxiliaires étaient liées aux deux pôles de la bobine.

Enfin, M. Deslandres ( Comptes rendus, 1897) a aussi étudié quelques cas analogues, mais en paraissant croire que ce sont les faisceaux cathodiques qui agissent l'un sur l'autre d'une manière appréciable, ce qui est certainement inexact. Plus récemment encore, dans une belle expérience, M. Deslandres a prouvé qu'il existe plusieurs sortes de rayons cathodiques, inégalement repoussés par une même cathode.

J'ai toutefois décrit mes expériences, d'abord parce que, conséquence directe de l'électrisation des rayons, que j'ai seul démontré, elles étaient antérieures à ces dernières publications, et aussi parce que je préfère la i\\él\ioà& statique à laquelle j'ai eu recours, avec laquelle on est maître, à volonté, de l'attraction ou de la répulsion; qui, seule, permet la mesure de la différence de potentiel introduite; dans laquelle enfin l'électrode auxiliaire ne débite pas d'électricité (ce qui élimine des phénomènes parasites).

HAYONS CATHODIQUES ET RAYONS DE IIUJNTGEN. l3

Quand celle différence de potentiel esl nulle, les rayons ne soni pas déviés; c'esl le cas figuré en a.

Lorsque, la machine ayanl en A son pôle négatif, on la met lentement en rotation^ on voit lentement s'écarter, comme deux mâchoires, les rayons qui passent de part et d'autre de A : c'est le cas figuré en ^, Ces mâchoires se referment brusquement dès qu'on décharge la machine.

Si, au contraire, on charge positivement le fil A, les deux faisceaux que sépare ce fil s'entrecroisent comme il est figuré en y, reprenant encore brusquement leur direction recliligne dès qu'on décharge la machine.

Ainsi les rayons cathodiques ne restent rectilignes que dans les régions où le champ électrique est faible, et, incidemment, le fait que dans les tubes à vide ils sont en général à peu près rectilignes sufîit à prouver qu'après une forte chute de potentiel à la cathode ils entrent dans une sorte de plaine où le potentiel varie peu.

La différence de potentiel AP, facilement mesurable, doit être de quelques milliers de volts pour que les déviations soient nettes.

Le gaz enfermé dans l'ampoule BAP reste d'ailleurs obscur et n'est le siège d'aucune décharge, tant que la différence de potentiel AP reste trop faible pour vaincre la résistance du gaz. Quand cette difîérence grandit trop, la machine se décharge brusquement dans le tube même.

2. Mesure de la chute de potentiel à la cathode. — Une expérience analogue m'a donné une mesure approchée de la chute de potentiel à laquelle les rayons cathodiques doivent leur énergie.

Les rayons issus de la cathode N traversent l'anode P formée par une toile métallique liée au pôle positif d'une machine électrique M. Puis ils se dirigent vers l'électrode auxiliaire N', couverte d'une poudre fluorescente, et reliée au pôle négatif de la machine. L'adjonction d'une capacité considérable assure la fixité de la différence de po-

tenliel PN', au moment où jaillit la décliarge do la bobine-, enfin, la mesure de cette difTéreiice est faite au moyen d'un électromèlre absolu : j'ai employé celui de MM. Abraham et Lemoine.

Quand celte diflerence est nulle, une vive fluorescence est excitée en ISi' par les rayons issus de N. Mais, aussitôt que l'on met la machine en marche, on voit cette fluo-

rescence pâlir graduellement et s'éteindre enfin pour une din'érence de potentiel facilement mesurable, au dixième près. Elle reparaît brusquement dès qu'oti décharge la machine.

L'explication est immédiate : le champ électrique excité entre N' et P s'oppose au mouvement des rayons cathodiques, et, quand il devient assez fort, ces rayons arrivent en ]N' avec une vitesse nulle. La chute de potentiel PiN'est alors inférieure ou égale à la chute de sens contraire d'abord subie par les rayons. De même, un mobile soumis à la seule action de la pesanteur peut remonter d une liauleur au plus égale à sa hauteur de chute.

Le champ qu'il faut créer entre N' et P pour amener l'extinction totale en N' varie d'ailleurs beaucoup avec diverses causes, en particulier avec la raréfaction. J'ai observé facilement cette extinction pour une diflerence de potentiel égale à 3oooo volts. Au même irjstant, la différence de potentiel que la bobine doit établir entre N et P, pour que la décharge de cette bobine puisse traverser le tube, différence mesurée grossièrement par la longueur

lô

HAYONS CATHODIQUES ET lUYOJMS DE RONTGEN.

(Vniie élinoelle placé(3 on dérivation sur le tube, était inférieure à ooooo volts.

Certains des rayons cathodiques produits subissaient donc alors une chute de potentiel supérieure à 3oooo volts et inférieure à 5oooo. D'autre part, il est possible qu'ils aient encore une vitesse appréciable alors qu'ils ne peuvent exciter la fluorescence. Bref, je pense qu'il est facile d'obtenir des rayons cathodiques empruntant leur énergie à une chute de 4oooo volts, ou mieux, capables de fournir, en s'arrêtant, 4^00^^ jo^'cs par coulomb entraîné (').

3. Une expérience qualitative fort simple résulte du fait que les rayons ne peuvent remonter une chute de potentiel égale à celle dont ils sont tombés. Je me servais encore du tube précédent (/fg- 4) î j*^ reliais d'abord N' à P et alors les rayons issus de N illuminaient vivement ]^^ Je leliais alors JN' non plus à P, mais à N {/Ig. 5), aussi-

Fig. 5.

tôt se produisait un changement subit et très frappant. Les parois du verre restaient fluorescentes jusqu'au niveau de ]N'; mais les rayons n'avaient plus l'énergie suffisante pour atteindre cette électrode elle-même, dont la surface devenait absolument obscure.

Cette expérience indique de plus que le potentiel du

(') On pourrait former par la plaque N', pereée de trous d'épingle, l'ouverture p de la /Ig. 2. La mesure des quantités d'électricité introduites alors dans le cylindre de P'araday, pendant que le potentiel de N' s'abaisserait, permettrait l'étude précise du phénomène.

l6 J. PERRIN.

système NN' varie très peu pendant le temps qu'il faut à l'une des charges qui forment les rayons pour aller de N en N'; sans cela ces charges arriveraient sur N' sans avoir perdu toute leur vitesse et l'extinction n'y serait pas complète. Ce temps est donc prohablement très court par rapport à la durée d'émission des rayons. En d'autres termes, les charges émises par N à chaque interruption du primaire de la bobine se distribueraient suivant un cylindre très long par rapport à la distance NN', si elles ne rencontraient pas d'obstacle. La densité électrique sur un cylindre aussi long peut être très faible, et l'on s'explique ainsi la faible répulsion de rayons parallèles.