CHAPITRE V

Dans la mesure de l'absorption des rayons mous dans les gaz, le courant d’ionisation était mesuré à l’électromètre et ceci était imposé par suite des difficultés résultant de lPobtention du courant de saturation dans les gaz aux différentes pressions sans avoir cependant d'ionisation par chocs des ions. Malheureusement l'électromètre limite la sensibilité et ne permet pas de mesures des coefficients d'absorption en dessous de 100 À. Comme il était très intéressant de se rapprocher plus de l’ultraviolet, dans les expériences qui suivent, l’électromètre, le quartz piézoélectrique, les tiges, la chambre d'ionisation, furent remplacés par un électroscope de faible capacité. Comme corps absorbant on a choisi une feuille solide facile à introduire dans le trajet des rayons.

Absorption des rayons mous dans les corps solides. — Le corps absorbant utilisé a été le celluloïd. Ce choix a été déterminé par le fait que c’est avec cette substance que l’on peut réaliser les feuilles les plus légères. Comme nous l’avons vu précédemment, on peut facilement obtenir des feuilles de celluloïd pesant 1,1.10—5 gramme par em? (1).

Les rayons étaient produits par le choc des électrons issus d'une cathode incandescente en tungstène sur une anode de molybdène en forme de V (fig. 2. n°3). Des écrans convenables empêchaient la lumière du filament d'entrer dans l’électroscope. L'anode avait été, comme toujours, préalablement purgée des gaz occlus par une chauffe prolongée, au rouge, dans un bon vide. Les rayons traversaient une feuille étanche de celluloïd de 0,8.10-° cm. d'épaisseur et étaient ensuite

(1) Une feuille d’or battu pèse environ 17.10—5 gr.-Cm?,

’ complètement absorbés dans l'électroscope précédemment décrit (Chapitre I). On pouvait interposer, dans le trajet des rayons, au moyen du système à volets, dont il a déjà été question, 1, 2 ou 8 feuilles de celluloïd d'épaisseurs identiques à celle qui fermait le tube producteur de rayons.

Les résultats sont exposés dans le tableau suivant, dans lequel :

Vest la différence de potentiel entre l’anode et la cathode ;

À la longueur d'onde minimum du spectre continu corres-

pondant (en A—1o0o-8em);

[l : re ; 1 le rapport entre l’intensité des rayons lransmis par une

feuille de celluloïd de 2,7. 10 5 em. d'épaisseur et l'intensité du rayonnement incident très filtré (1), supposée égale à 100; le coefficient massique d'absorption du celluloïd en

Ce Ÿ ) 5 # In p ; 10,8 volts 1140,10—8 cm. 10,2 55.10?

31 oo A,t 92.10% 3) 390 3,0 101.10?

40 308 257 104.10 sers 27h 39 g »

5o 2406 5,0 CE) 6o : 209 9,2 68 »

90 137 33,4 7000) 123 100 52,4 18,6 10° 150 82 64,0 TENO) 220 56 81,0 5,96 10° 300 Ar 92,0 2,52 »

6oo 20 92,0 DE) 1230 10 92,0 DAS

Ces résultats sont aussi représentés sur la figure 12. En

abscisses sont portées les valeurs de log À (X exprime en

(*) Rayonnement ayant abandonné 80 0/o de son énergie dans des filtres appropriés.

48 F. HOLWECK

: Pr en EURE 10-8 cm)et l'indication des différentes régions de l’ultraviolet

La droite N représente la variation des mêmes éléments pour

récemment explorées ; en ordonnées, les valeurs de log

l’azote.

Le premier point(r0"3) a été obtenu au moyen de l'ionisation de l'hydrogène, comme il sera indiqué plus loin (Point a de la figure).

On remarque que de À = 4o à À = 80 A, le coefficient d'absorption de celluloïd varie avec la longueur d'onde suivant une loi en X%, semblable à celle trouvée pour les gaz;

mais à partir de À — 80 A, lecocfficient d'absorption croîtde

moins en moins vite, passe par un maximum pour À — 320 À, puis diminue au fur et à mesure que l’on se rapproche de

l’ultraviolet (1) (£) pour le celluloïd — 105 cm—! environ. © p'/max

On remarque aussi que le coefficient massique du celluloïd est très petit et de l’ordre de grandeur de celui de l'hydrogène. Ceci donne lieu de croire que, dans ce domaine de longueurs.d'onde, l’absorption moléculaire ne serait pas une propriété additive des absorptions atomiques. Des expériences sont en cours pour vérifier ce dernier point.

On constate aussi que l'absorption de la feuille ne diminue plus de 300 à 1.200 volts, très probablement par suite de l'absorption sélective K du carbone, dont il a été question précédemment.

Utilisation des potentiels d'ionisation. — Bien que la feuille de celluloïd, séparant le tube producteur de rayons de l’électroscope, absorba de moins en moins les rayons produits sous une différence de potentiel inférieure à celle correspondant au maximum d'absorption (4o volts), il était impossible de mettre en évidence un rayonnement pour une tension inférieure à 25 volts, le « rendement » de l’anticathode, dans la transformation de l'énergie cinétique des électrons en énergie rayonnante, devenant alors extrêmement faible.

Mais si, au lieu de chercher à produire un spectre continu en bombardant une anode métallique, on frappe les atomes d’un gaz par des électrons lancés par 25 volts, il y a production d’un fort rayonnement ultraviolet. Nous allons voir que l’on pent se placer dans des conditions telles que les rayons utilisés soient d’une longueur d’onde efficace parfaitement connue.

Supposons que l’on ait introduit, dans le tube producteur

(1) On est en présence soit très probablement du maximum d'absorption général existant, pour tous les corps transparents, entre la lumière et les rayons X; soit de la discontinuité L d’absorption du carbone qui se trouve dans cette région.

bo F, HOLWECK

de rayons, un gaz, de l'hydrogène par exemple, à une pression telle que le libre parcours moyen d’un électron soit du même ordre que la distance entre l'anode et la cathode, et dans l’électroscope le même gaz à une pression suffisante pour absorber tout Île rayonnement. Si l’on établit, entre l’anode et la cathode, une différence de potentiel croissante, on constate l'apparition brusque d’une décharge de l’électroscope pour une tension correspondant au premier potentiel d'ionisation du gaz considéré. |

Un électron ayant rencontré un atome d'hydrogène avec une vitesse suffisante pour l’ioniser, le retour de celui-ci à l'état normal s'accompagne d’une radiation électromagnétique possédant le quantum suffisant pour ioniser un autre atome du même gaz. Cette radiation traverse la feuille mincé de celluloïd et est encore capable d’ioniser l'hydrogène. +

Il faut admettre, soit que la propagation à distance se fait par € grains » transmis ou absorbés intégralement, soit qu’elle donne lieu à des phénomènes additifs, la quantification se faisant dans l’atome, à l’absorption et à l'émission (1). On a constaté, d’autre part, que la composition de la radiation émise par l'atome d'hydrogène ne chauge pas lorsque celui-ci est bombardé par des électrons lancés par des différences de potentiel Vayant varié entre le potentiel d’ionisation (10,8 volts) et 4o volts (?). Ce résultat a été obtenu en mesurant l'absorption de cette radiation dans une même feuille de celluloïd (de 0,8. 10° cm. d'épaisseur). La fraction I de la radiation

incidente qui traverse la feuille, F, étant supposé égal à ro0,

(eo

est donnée dans le tableau suivant:

(1) En résumé, on retrouvé par l'intermédiaire de la radiation électromagnétique produite au moment de l’ionisation, les mêmes potentiels d’ionisation ou des potentiels inférieurs à ceux trouvés par choc direct des électrons. |

() Ces rérultats sont analogues à ceux trouvés par Richardson et Bazzoni. Phil. Mag., 1917, p. 285.

RECHERCHES EXPÉRIMENTALES SUR LES RAYONS X YJI ‘ 1 r 12,8 10,0 18,8 16,6 22,0 16,3 27,0 10,2 37,0 16,1

; La composition de la radiation restant constante, ceci prouve qu'on a bien à faire à de l’ hydrogène pur (1). Dans un mélange de gaz la nature de la radiation changerait chaque fois qu'on atteindrait le potentiel d’ionisation de l’un des ‘constituants. On a donc admis que la radiation considérée était bien celle correspondant à l'ionisation de l’hydrogèue (potentiel d'ionisation 10,8 volts). La plus courte longueur d'onde correspondant À à cette chute de potentiel est T. 140 À. En résumé:

On a déterminé, d'une re continue, la variation coefficient d'absorption du celluloïd entre l'ultraviolet ordinaire et les rayons X.On a mis en évidence que celte variation de l'absorption, qui débute par la loi habituelle change rapidement d'allure (vers 80 A.), l'absorption croissant de

moins en moins vile el passant par un maximum pour déc roître du côté de la lumière. Le fait que la loi d'absorplion change semble indiquer que les phénomènes moléculaires semblent intervenir, il est cependant difficile de dire si le maximum observé est dù au phénomène général que l’on doit observer entre la lumière et les rayons X ou simplement dû à la discontinuité L, du carbone contenu ‘dans le celluloiïd, le maximum général se produtrait àlors -pour le potentiel d'ionisation (c'est-à-dire plus près de

- l'altra-viotet, pour 10 ou 15 volts).

(!) Ces résultats montrent ainsi que le fond continu n'existe pas dans le spectre. dela lumière émise par des gaz bombardés par les électrons. Le fond continu donné par un métal provenant, sans doute, de l’arrêt des électrons du faisceau cathodiqué sur

les électrons libres,