CHAPITRE HI

Avec ce chapitre commence l'exposé des résultats obtenus.

Apparition du rayonnement. — Dans les premiers essais entrepris dans le but de déterminer quelle est la différence de potentiel minimum nécessaire pour produire ün rayonnement capable de se manifester, par des effets ionisants, à l'extérieur du tube producteur, les rayons résultaient de l’arrêt des électrons émis par une cathode de tungstène, sur une anode de cuivre légèrement recouverte de tungstène, par la pulvérisation cathodique qu'il est impossible d'éviter pendant les premiers instants de fonctionnement du tube. Ces rayons, canalisés, traversaient une feuille de celluloïd de 1.10 cm. d'épaisseur et entraient dans une chambre d’ionisation où la pression était suffisante pour les absorber complètement, et le champ électrique assez grand pour multiplier par chocs, les ions produits (coefficient de multiplication : de 10 à 100). Le courant d’ionisation ainsi mesuré commençait à être appréciable pour une différence de potentiel de 70 volts entre l'anode et la cathode (‘). Ce rayonnement, qui devenait important pour 100 volts, s'est montré indépendant des soins apportés à la réalisation d’un vide élevé et à l'élimination des gaz occlus par les électrodes.

Dans cette expérience, le montage de l’anode était tel (voir figure 2, n° 2) qu'il ne permettait pas le chauffage de celle-ci à une température élevée, comme il aurait été désirable de le faire pour acquérir la certitude de l'élimination complète des gaz contenus dans le métal. Or, ceci était important, différents auteurs ayant publié qu’il est impossible de produire

(:) Comptes rendus, t. CLXXT, 1920, p. 849.

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des rayons au moyen d'électrons lancés contre une anode de métal, par une différence de potentiel inférieure à 200 volts et que les effets observés, pour des différences de potentiel plus faibles, sont dus à des rayons de longueur d'onde beaucoup plus grande (lumière ultraviolette), accompagnant l’ionisation des gaz occlus.

En effet, un électron lancé par une faible différence de potentiel (5o volts par exemple) produira un effet tout différent selon qu'il rencontrera une anode métallique ou un atome de gaz. Dans le premier cas il produira une faible radiation électromagnétique hétérogène, indépendante du corps frappé, mais fonction de la vitesse de l’électron ; le rendement de la transformation de l’énergie cinétique de l’électron en énergie rayonnante étant extrêmement faible (1). Par contre dans le second cas l’électron ionisera l’atome de gaz et le retour de celui-ci à l’état normal s’accompagnera d'une radiation électromagnétique caractéristique du gaz frappé mais indépendante de la vitesse de l’électron ; cette radiation, capable d’ioniser, sera de la lumière ultraviolette de longueur d'onde minimum beaucoup plus grande que dans le premier cas, mais transportant une énergie beaucoup plus considérable,

Il est donc indispensable de s'assurer que les électrons n'ont que très peu de chances de rencontrer un atome du gaz restant pendant leur parcours entre l’anode et la cathode en diminuant autant que possible le nombre d'atomes pouvant se trouver le long de ce parcours.

Dans les expériences publiées dans ce Mémoire, on a éliminé tous les résultats obtenus lorsque la pression à l’intérieur du tube producteur de rayons pouvait dépasser quelques dix-millièmes de millimètre de mercure (il ne devait passer aucun courant dans un gros tube à électrodes, de So cm. de long, sous une différence de potentiel de

() De l’ordre de 1077 pour des rayons de 120 volts.

70-000 volts, ce tube étant en communication avec l'appareil). Le libre parcours moyen d’un électron est, dans ces conditions, de plusieurs mètres, par conséquent très grand devant la distance entre les deux électrodes (0,1 em.).

Dans une deuxième série d'expériences, j'ai employé, pour les électrodes, le montage indiqué sur la figure 2, n° 3. L'anode, en forme de V, était en molybdène et des écrans convenables masquaient la lumière du filament et protégeaient la feuille mince contre la pulvérisation cathodique.

Courant d'ionisation

10 20 30 4O Volts Fig. 9.

La sensibilité dans la mesure du courant d'ionisation avait été multipliée par 10 au moins, par rapport à la méthode précédente, en employant l’élestroscope déjà décrit, qui permet d'apprécier 10-1° ampère. La feuille mince avait l'épaisseur habituelle (1.10—°cm.), on pouvait lui superposer une, deux ou trois feuilles identiques. L'anode avait été chauffée au rouge pendant une heure, dans un bon vide, et l'appareil vidé depuis plusieurs jours. L’électroscope contenait de l’azote à la pression de 0,1 cm.

J'ai observé une décharge de celui-ci pour une différence de potentiel de 25 volts entre l’anode et la cathode {*). Ge cou-

(:) Cette différence de potentiel est corrigée de la chute de tension le long du filament et de la vitesse d'émission des électrons

par le filament chaud,

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ant de décharge avait pour valeur environ le triple de la fuite spontanée de l'instrument, mesurée toutes choses égales d'ailleurs, c’est-à-dire en ne faisant que supprimer la tension sur l’anode. Le courant thermo ionique était de 10? ampère. La courbe représentée sur la figure 9 indique la façon dont le courant d'ionisation, correspondant à l’absorption totale des rayons, variait en fonction de la tension entre les électrodes (tension corrigée). Le courant d’ionisation devenait important pour 30 volts et suffisant pour qu’on pût placer une seconde feuille mince (épaisseur 1.10% cm.) dans le trajet des rayons et mesurer l'absorption due à celle-ci, On a trouvé qu'elle ne laissait passer que {40/6 des rayons incidents (!).

Si l’on introduit volontairement, dans le tube producteur de rayons, alimenté par la même différence de potentiel, un gaz, de l'hydrogène par exemple, on trouve que le rayonnement ultraviolet très intense accompagnant l'ionisation de ce gaz, traverse facilement la membrane de celluloïd ; la même feuille additionnelle laisse alors passer 16 0/0 des rayons incidents {Le potentiel d’ionisation de l'hydrogène est 10,8 volts : À, — 1140 A., le celluloïd est plus transparent, car on a dépassé le maximum d'absorption existant entre la lumière et les rayons X mous) (?).

Sans entrer dans le détail de ces expériences qui seront exposées plus amplement dans le chapitre V, on voit qu'elles prouvent que les rayons, obtenus avec 25 volts, ne sont pas des rayons ultraviolets parasites, mais bien le spectre continu émis par l’anode, dont la longueur d'onde minimum, calculée par la relation d’Einstein est 493 A. (A— 10 cm.) (AD

() Comptes rendus, t. CLXXI, 1921, p. 439

(2) Récemment on a trouvé en mesurant le rayonnement non par l’ionisation, mais par l'effet photo-électrique, que les rayons mous apparaissaient bien, à l'extérieur du tube, pour une différence de potentiel de 25 volts entre l’anode et la cathode.

(®) Une deuxième confirmation très directe de l'exactitude de l'interprétation de ces expériences a été récemment obtenue en mesurant la transparence T d’une feuille d'aluminium battu

Ces rayons, ont une longueur d'onde sensiblement égale à l'extrême ultra-violet de Lymann (510 A.) et une longueur d’onde beaucoup plus grande que l'ultra-violet récemment éludié par Millikan (160 A.).

On trouvera dans le chapitre V une confirmation de ce raccord par l'étude de l’absorption des rayons X de grande longueur d'onde.

En résumé :

Dans ce chapitre sont exposées les expériences qui établissent, avec une grande certilude, l'existence de toute une gamme de radiations électromagnétiques s'étendant de 10 à 495 À. c'est-à-dire réunissant, avec un recouvrement important, les rayons X ordinaires à l'ultraviolet lumineux.

pour des rayons produits par une différence de potentiel V variant de 35 à 100 volts, c’est-à-dire dans une région où l’aluminium doit présenter une discontinuité d'absorption. La courbe T = fiV) présente, en effet, un point singulier très net pour. V = 64 + 2 volts ce qui place la discontinuité L, de l'aluminium à 193,59 + AA. en très bon accord avec le nombre déduitdu principe de combinaison ou de l'extrapolation de la loi de Moseley.