Si deux portions de surface, atteintes séparément par

(') Voir n»« 14 et 17 du Cliapitre Effet gaz. P.

J. PERRl».

port de I à I loo. Portant lai valeur du champ en abscisses, et le débit correspondant en ordonnées, j'ai obtenu une courbe (^fig> 1 2) qui montre clairement que le débit atteint rapidement une limite fixe ( * ).

J'ai, en particulier, obtenu ce résultat par une /ne^Aode de zéro qui élimine l'influence des variations delà source de rayons. Sur un même électromèire {^fig* i3), j*ai opposé

Fi^. i3.

,>V \''ff %

Aiguille

deux condensateurs identiques AA', A|A^, traversés par un même cône de rayons, mais où les plaques ap et a< ^i, liées toutes deux à l'aiguille, sont chargées d'électricités contraires, en sorte que l'aiguille reste au zéro si le débit total est nul. J'ai ainsi constaté que le débit dans le premier condensaieur ne variait pas de -^ lorsque le champ dans ce condensateur passait de la valeur 35o à la valeur iioo ( 220 volts par centimètre).

C'est ce débit limite qui mesure la quantité d'électricité ionisée dans le volume EFGH.

W, Supposons maintenant que Tangle des rayons et des lignes de force varie; il est déjà probable que cela ne

(*) Depuis la publication de mes recherches (juin 1896), j'ai su que, dès le mois d'avril, M. J.-J. Thomson avait également reconnu que la vitesse de décharge atteint une limite indépendante du potentiel des corps chargés. Comme pour la mesure des forces électromotrices, il avait au reste affaire à une décharge complexe comprenant l'effet métal, et des mesures concernant l'cfïet gaz seul étaient nécessaires^

RATOliS CATHODIQUES ET KATO^S DE ROSTGEN. 4'

changera pas rionisaiion; toutefois, il est bon de le vérifier directement.

Sans m'arrêter au dispositif par lequel j^ai fait passer Fangle des rayons avec le cliamp électrique de la valeur 90'^ à la valeur 4^% je décrirai seulement rexpérience qui m'a permis de passer du cas où les rayons sont perpendiculaires au champ à celui où ils lui sont parallèles»

AA' {fig* i4) est 111^ condensateur plan à anneau do

Fig. 14.

garde où la plaque a^ est, comme précédemment, liée à l'aiguille d'un électromèlre. En F, F', sont deux fente» étroites par lesquelles peut passer, sans effleurer leurs bords, un pinceau de rayons.

Le condensateur peut tourner autour d*un axe central, perpendiculaire au plan de figure, de manière à être traversé par un même rayon dans la direction 1 ou dans la direction 2. Enfin, la longueur de la plaque a ^ est exactement égale à la dislance des armatures, soit a 5^™. De la sorte, dans les deux positions prises par le condensateur, le volume commun aux rayons et aux lignes de force émanées de la plaque a ^ est le même (*).

(•) Les fentes F, F' ne troublent pas d'une manuTd appréciable la dislribuliffn de* lignes de force entre F d F', «^aiif en Imr yot^inauf

Suivant exaclemenl la même marche que pour relTet gaz, on verra que cette expérience entraîne renoncé suivant : En tous les points qu^al teignent des rayons de Rontgen dans la surface de sépaiation d^un gaz et d*un métal, se forment des quantités égales dVleclricité positive et négative, ou, d'une manière abrégée, une ionisation superficielle se produit en ces points S'il existe un champ électrique, les charges d^un certain signe sont aussitôt ahsorbées par le méial, et les charges de signe contraire s'éloignent de ce métal, en décrivant les lignes de force aux extrémités desquelles elles se trouvaient d'abord (*).

(*) Il réstilte de cet énoncé que dans un condensateur plan, où les rayons entrent perpendiculairement aux armatures, TeiTet total sera de la forme a + 66, a désignant TefTet métal, et be reflet gaz proportionnel à l'épaisseur e du condensateur.

J'ai cru devoir vérifier directement l'existence de la constante a. De part et d'autre et à égale distance d'une plaque B, au potentiel zéro, et iice à l'aiguille d'un électro mètre, se trouvent deux plaques B' et B", portées par une pile de charge à des potentiels de signe contraire. Les rayons entrent perpendiculairement aux plaques par les fenêtres K'L' et KL couvertes de feuilles minces d'aluminium. Alors la plaque B débile par exemple de l'électricité positive par sa face antérieure, et de l'électricité négative par l'autre face.

Fig. 17.

Aiguille

Or, dans le condensateur BB' les faces internes de B et B' sont pétrolées, donc rolVet métal y est nul.

Puisque reffcl gaz dans BB", est le même que dans BB' la lecture de

BAYONS CATHODIQUES £T UA\0«S DE ROJNTGEW. 53

7. Gomme pour Peffel gaz, j'ai vérîfié que la quanlilé irélectricité débitée par effet métal dans un condensateui' donné atteint rapidement une valeur limite, quand le champ électrique grandit. Ce résultat permet, toujours en

' suivant une marche analogue, di' définir et de mesurer ce qu'on appellera ionisation superficie lie en un point.

8. Influence de la distance à la source, — A une môme distance de la sourre, Tionisaiion par unité de surface m'a paru indépendante de l'inclinaison sur le rayon. J'inclinais à 45^^ sur le rayon le condensateur BB' de \di Jig, i5 (seul conservé) où la fenêtre KL était assez large pour n'inteiTepler par ses bords aucun rayon du cône utilisé dans la première position. Le volume intéressé par les rayons dans ce condensateur était donc

multiplié par 7^ == V^5 l'effet gaz était donc multiplié

par ^2. D'autre part, j'ai vérifié à m'oins de -^ près que l'effet total était multiplié par y/T. L'effet métal, qui en

est la différence, était donc aussi multiplié par y/2, précisément comme la surface frappée par les rayons.

De même, j'ai vérifié, quand la distance à la source varie, que l'ionisation par nnilé de surface varie comme l'inverse du carré de cette distance. Ou, ce qui revient au même, un cône de même angle solide produit, à toute distance, le même ellet méial dans le condensateur BIV laissé normal ;iux rayons. Cela, bien entendu, dans les limites où l'absorption rst négligeable.

Ces deux lois peuvent être réunies en un même énoncé :

L' ionisation superficielle en un point vanie comme

l'électromètre donne directement l'effet métal dans ce condensateur BB". J'ai ainsi constaté que, pour des épaisseurs de i""*, 2'=™, S*"" et 5"", cet effet métal était représenté par 4i, 43^ 4^ et Sy divisions de l'échelle graduée.

54 J. PEURijy.

U inverse du carré de la distance entre le point et la source (*).

Celle loi pcrmellraii de définir, par une seconde manière indépendante de celle que j'ai déjà donnée, l'unité de c|uan(ité de rayons; mais je croîs préférable de garder la première définition.

9. Coefficients d^ ionisation superficielle, — Soit Q la quantité de rayons de Rontgen qu'une source rayonne nniformément dans Tangle solide w ; l'ionisalion Superficielle dans rélément de surface rf.v, pris sur la surface de séparation du gaz a et du métal ô, sera donc, à la température ordinaire el sous la pression de jô**^"* :

Q ds

Je propose d'appeler coejficients d^ionisation superficielle les coefficients iM^,^ c|ui, pour cha(|ue couple gazniélal, caraclériscnl refTct mêlai.

J'ai mesuré, d'une manière assez grossière, queKjuesuns de ces coefficients, rassemblés dans le Tableau suivant :

î^l Zn,C()î — O , 8o M AI.CO'- — O , O

Mzn.IP =0,5 M AMI» =0,9.

Ces coefficients formeraient une classe de conslanles (|u'on pourrait comparer, h certains égaids, aux tensions superficielles ou aux. dillérenees de potentiel par contact.

(*) Cette loi et celle donnée au n" 17 du Chapitre Effet gaz me paraissent les seules précises qu'on ait données quant à TafTaiblisscnient des rayons de Rontgen avec la distance. En particulier, il était évidemment illusoire de compter la distance jusqu'à un corps déchargé, sans se préoccuper de l'effet gaz.

RAYOJ^S CATHODIQUES KT RAYOISS DE WOWTGEJN. 55

10. Influence de la pression. — Los expériences précédentes étaient faites à la pression atmospliérîque ei n la température ordinaire. J'ai fait varier ces conditions.

Il me semble possible que, comme pour l'effet gaz, ' l'effet métal à pression constante soit indépendant de la température: une plaque de zinc, à i5" et à 120'*, m*a sensib'ement donné le même effet métal.

Mais je n'ai pu, cette fois, exprimer par une loi simple rînfluence de la pression (*).

11. Loi générale de la décharge. — Supposons connue, dans tous les cas, rintlnence de la pression sur l'effet métal, ce (|ni exig<*ra des mesures peut-être longues, mais faciles. Alors il est aisé de voir que l'analyse (jui vient d'être donnée permettia de calculer, dans tous les cas, la quantité d'électricité perdue par un corps sous Fiiifluence des rayons de Runtgen, an moins tant qu'on ne sera pas arrêté par des difficultés d'intégration.

Prenons l'exemple simple d'un condensateur plan, d'épaisseur Z*^", perpendiculaire aux rayons qui y pénètrent par une armature en aluminium, l'autre armature étant en zinc, et supposons que l'on clierche la ({uantité d'élec-

(') J'étudiais cette influence en observant comment variait, avec la pression, la vitesse de décharge dans un condensateur où les rayons entraient perpendiculairement aux armatures. De la vitesse observée, il fallait retrancher un terme proportionnel à la pression, qui mesurait TefTet gaz. Le reste mesurait la somme des effets métal dus aux deux faces du condensateur. Il ne serait pas très difficile d'employer une méthode de compensation qui donnerait, directement et à toute pression, l'effet métal dû à l'une de ces faces, mais je n'ai pas encore employé cette méthode.

Incidemment, il est impossible d'admettre, comme plusieurs physiciens l'avaient dit tout d'abord, que, lorsque les rayons entrent ainsi, en bout, dans un condensateur plan, la vitesse de décharge brute, c'est à-dire l'effet total, soit toujours proportionnelle à la racine carrée de la pression du gaz. Si, en effet, cette loi se trouve exacte pour une certaine épaisseur du condensateur, elle cessera de l'être pour une épaisseur différente, l'effet total ayant alors varié d'un effet ^az pro-

J. PERRin.

liicité positive qui passe d\ine armalure à Tautre quand une quantité de ra}^ons Q entre dans le condensateur. L'application immédiate des lois élémentaires que j'ai • données jnontreqiie, dans l'hydrogène, celte quantité sera, en unités électrostatiques C.G.S.,

Q (Mai.h» -4- l Gh» -f- Mzn.Hî ) = Q ( o, 2 -4- /. o, 026 -h o, 5 ) ; dans l'air, elle serait

Q(MAI,airH- /Gair "H Mzn,air) = Q(o,0 -H Ll 4-0,7).

' portionDel à la pression; mais il faudra une variation notable d'épaisseur pour que l'aspect cesse d'être parabolique.

Au reste, j'ai fait, à cet égard, quelques expériences directes résumées par les trois courbes de la fig. 18. La pression est portée en

Fig. 18.

Pressions,

110 cm

abscisse et l'elTet total en ordonnée. Le condensateur employé avait 4"" d'épaisseur. La face d'entrée du rayon était d'aluminium.

La courbe i correspond au cas où la deuxième face est en zinc et où le gaz étudié est l'air;

La courbe 2 au cas où la deuxième face est d'aluminium, le gaz étudié étant encore l'air;

La courbe 3 au cas où la deuxième face est encore d'aluminium, le gaz étudié étant l'hydrogène.

Aucune de ces trois courbes n'est une parabole.

1*1»" ^'" ■ '".liPP'" ' ■! H

RAYOJNS CATHODIQUES ET RAYOJNS DE IIOMTGEN. 5^

12. P//e à gaz, — Je terminerai en citant une expérience qui peut être considérée comme une application des idées qui précèdent. Si l'on fait passer un pinceau de rayons entre une lame de zinc et une lame de cuivre métalliquement réunies^ ces rayons tendront à égaliser les potentiels des lames, et un courant traversera le fil de communication. J'ai etïeclivement réalisé cette pile à gaz en associant en surface douze éléments, où chaque couple était formé par une lame de cuivre et une lame de zinc ayant à peu près loo^^i de surface et distantes de quelques millimètres. J'ai ainsi obtenu, sur Téchelle graduée qui donnait les déplacements de Téquipage mobile d'un galvanomètre Thomson, une déviation permanente de 5o™™, correspondant à un courant de 7. io~' ampères.

L'énergie de ce courant peut être due à la réaction chimique des métaux sur le gaz ionisé; toutefois, même après un passage prolongé, je n'ai pu déceler dans la pile de force contre-électromotrice due à la polarisation des électrodes.