INTRODUCTION

En 1900, Mme Pierre Curie (!), émettait l'hypothèse que les rayons à sont des projectiles matériels susceptibles de perdre de leur vitesse en traversant la matière.

Cette manière de voir s’est parfaitement confirmée depuis : nous savons aujourd’hui que les rayons « sont constitués par des atomes d’hélium doublement ionisés, spontanément projetés par des atomes radioactifs lors de leur désintégration, etrépartis en « groupes » de vitesses bien définies.

Considérons uu faisceau homogène de rayons à c’est-à-dire un ensemble de ces projectiles issus d’une même source, et dont les vitesses ont même grandeur et même direction; si nous faisons abstraction de l’élargissement du faisceau dû à la répulsion mutuelle des particules en raison de leur charge, et si nous supposons que le faisceau est situé dans un vide parfait, en dehors de tout champ de force, la grandeur et la direction de la vitesse des projectiles doit rester indéfiniment la même, et l'énergie du faisceau se conserve. Si, au

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contraire, le faisceau rencontre des masses électrisées, nous devons prévoir des variations de vitesse, en grandeur et en direction, et ce sera le cas lorsque de la matière sera interposée sur le trajet des rayons; en effet la matière peut être, d’après les théories actuellement admises, considérée comme un ensemble de centres discrets chargés d'électricité positive ou négative. La traversée de la matière provoquera donc une dispersion angulaire du faisceau, et des échanges d'énergie auront lieu au détriment des l'AYONS &.

Tous les projectiles ne rencontrent pas forcément sur leur trajet le même nombre de centres électrisés, et les distances auxquelles ils en approchent ne sont pas nécessairement les mêmes. Les pertes d'énergie individuelle de ces projectiles différent donc légèrement les unes des autres ; 11 S’ensuit que la traversée d'une couche de matière, même rigoureusement uniforme, introduit une certaine hétérogénéité de vitesse dans un faisceau de rayons à primitivement homogène. Si l'épaisseur de matière traversée augmente, l'expérience montre que les couches suivantes ne font qu’accentuer cette hétérogénéité. Ce résultat s'explique, comme on le verra plus loin, par le fait que la perte d'énergie d’un projectile dans la traversée d’une mince couche de matière d'épaisseur donnée est inversement Proportionnelle à la vitesse avec laquelle il aborde cette couche, au moins approximativement.

Mais le nombre de centres électrisés rencontrés dans les corps solides étant considérable, même dans les couches matérielles les plus minces que l'on puisse utiliser, on conçoit que ce soient les lois des grands nombres qui interviennent : l’expérience a montré effectivement que les pertes de vitesse individuelles des particules & se répartissent autour d'une valeur Moyenne -la plus probable. C’est cette valeur que nous déterminerons expérimentalement Pour un corps simple déterminé, d'épaisseur uniforme, c’est-à-dire conte-

nant, par unité de surface un nombre donné d’atomes de la même espèce.

Les effets de ralentissement ei de dispersion s’influencent”

mutuellement et se superposent pour modifier le faisceau de

rayons &. Malgré la complication qui en résulte, on peut

distinguer expérimentalement, dans la plupart des cas,

trois effets séparés en remarquant que les vitesses sont des ‘ grandeurs vectorielles :

1° UNE DISPERSION DES VITESSES EN DIRECTION où dispersion proprement dite, consistant en changements importants de direction des rayons-a. Ce phénomène, dû à la répulsion subie par les projectiles à lors de leur passage au voisinage des noyaux des atomes, a été étudié par Rutherford et ses élèves. Leurs expériences désormais classiques sur les déviations subies par les rayons + dans le passage à travers de minces feuilles métalliques, ont, comme on le sait, conduit à la conception actuelle de l’atome Bohr-Rutherford.

20 UNE DISPERSION DES-<VITESSES EN GRANDEUR, C'est-à-dire une discordance introduite dans les vitesses des différents projectiles «, primitivement « isocinétiques ». C’est ce phénomène que les auteurs anglais désignent par le mot « straggling ». Il a été étudié en fonction de la couche de matière traversée par Darwin, Geiger, Rutherford, Herderson, Makower, Taylor, Friedmann ({) et, récemment, par | I. Curie, I. Curie et P. Mercier, Meitner et Freitag, Briggs (?).

(1) Darwin, Phil. Mag., Vol. 23 (1912), p. got ; GEIGER, Proc. Roy. Soc., À Vol. 83 (1910), p. 192 ; Rurnerror», Ph, Mag, Vol. 47 (1924), p. 277 ; HexDERsoN, Proc. Roy. Soc., A Vol. 109 (1925), p. 157; Maxower, Phil. Mag., Vol. 32 (1916), p. 222; Tayror, Phi. Mag., Vol. 26 (1913), p. 377 : FRIEDMANN, Wien Ber., Vol. 122 (1913), p. 1269.

() I, Curie, Ann. de Phys., Vol. 3 (1925), p 299; Merrner et FretraG, Z. fur Phys., Vol. 37 (1926), p. 48r ; I. Cure et P. Mercier, J. Phys. et Rad., Vol. 7 (1926), p. 289; Bricas, Proc. Roy. Soc., À Vol. 114 (1927), p. 313.

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3° Enfin on peut envisager un RALENTISSEMENT DU FAISCEAU DES RAYONS &. On admet, en général, que le ralentissement et la dispersion des vitesses en grandeur sont dus aux échanges d'énergie entre le projectile « et les électrons des atomes rencontrés, les noyaux n'intervenant pas d’une façon importante dans le phénomène. De ce fait, on conçoit que les expériences sur le ralentissement des rayons « puissent nous renseigner sur la constitution de « l'enveloppe électronique » de l’atome. Le ralentissement mis en évidence pour la première fois par E. Rutherford ({) est un phénomène d’une grande régularité qui se prête particulièrement bien aux mesures quantitatives précises.

Sur le conseil de Mme P. Curie, nous avons entrepris d'examiner systématiquement la question du ralentissement des rayons « en fonction de la nature de l'absorbant. Dans ce but, nous avons repris les expériences de Marsden et Taylor (?) sur la perte de vitesse des rayons + dans de minces feuilles de mica, de cuivre, d'aluminium et d’or. Nous avons égalementeffectué des mesures avec des feuilles de cadmium, d'argent, de palladium, d’étain, de platine, de plomb, de Hthium, de fer, de nickel et de certains alliages.

[nous à été possible de dégager des résultats obtenus une loi générale liant la perte de vitesse à la masse superficielle de l'écran traversé. On peut également en déduire une nouvelle expression du « pouvoir de ralentissement par atome » des corps simples absorbants en fonction de leur numéro atomique N.

Au cours de ce travail, nous avons eu l’occasion d’effectuer une détermination précise du rapport des vitesses des particules « du thorium C et du thorium C' et de mettre en évidence, par la photographie, deux nouvelles raies dans le spectre de vitesse du rayonnement à char

ge positive provenant du dépôt actif du thorium. |

RuTaerrorD, Pi. Mag., Vol, 12, p. 134.

le (?) Marspex et TayLor, Proc. Roy. Soc., À 88 (1923), p. 443.