CHAPITRE IV

Il était important de déterminer la loi de variation du coefficient d'absorption des corps en fonction de la longueur d'onde des rayons qui les traversent et ceci pour des radiations se rapprochant le plus possible de la lumière, afin de se rendre compte si les lois simples trouvées avec les rayons X ordinaires s'appliquent encore aux rayons très mous. Les gaz ont été d’abord étudiés étant donnée la facilité avec laquelle on peut en faire varier la masse traversée.

Coefficients d'absorption de l'azote. — L’azote atmosphérique est le gaz qui a été le mieux étudié. La variation de son coefficient massique total d'absorption (coefficient d’absorption rapporté à l'unité de masse du corps absorbant, prise

sous une section égale à l’unité : Er p étant la masse spéci-

PB fique) avec la longueur d'onde, a été déterminée par deux

méthodes, à volume et à pression constants, et est représentée sur la courbe figure 10. En abscisses sont portés les loga-

rithmes de la longueur d'onde minimum },(en A— 10 cm.) du spectre continu émis par l’anticathode et l'indication de la différence de potentiel sous laquelle les rayons étaient produits ; en ordonnées, le coefficient massique d’absorption de l'azote pour les rayons très filtrés,

Pour les longueurs d'onde comprises entre 4o et 100 A., rayons de 300 à 123 volts (branche CD de la courbe), le coeffi-

cient d'absorption varie en fonction de la longueur d'onde,

suivant la loi : (=) — 0,7 X%5. Pour les rayons produits AN

sous des tensions supérieures à 300 volts, jusqu’à 1.200 volts,

RECHERCHES EXPÉRIMENTALES SUR LES RAYONS X ht

le coefficient d'absorption semble devenir constant (branche CB de la courbe). En réalité, ce phénomène est probablement dû à ce que l'on attcint, pour une tension légèrement inférieure à 300 volts, la bande K d'absorption du carbone contenu dans la membrane de celluloïd qui ferme le tube. Les radiations, dont les longueurs d'onde sont plus courtes que

S Lo œ © 4,5 & 3,5 — 5 ] io Volts 0,5 É ? 1 15 2 log. Ao Fig. 10

celles de cette discontinuité, sont beaucoup plus absorbées que les radiations dont les longueurs d'onde sont plus

grandes (1).

Il en résulte qu’à partir de 300 volts (?) la longueur d'onde

(‘) La feuille employée, qui laissait passer 92 0/0 de la radiation avant la discontinuité, ne laissait plus passer que 9 0/0 de la radiation de longueur d'onde légèrement plus courte.

(2) Une détermination plus précise de ce point a montré que la discontinuité avait lieu pour 290 volts, assignant à la bande K du

La F. HOLWECGK

minimum des rayons qui traversent la feuille de celluloïd ne change sensiblement plus. Ce phénomène transforme le ressaut de la discontinuité d'absorptièn en un palier et masque la discontinuité K de l'azote qui doit se produire pour 39o volts environ (À — 31 A).

La branche AB de la courbe correspond à l'extrapolation du coefficient d'absorption de l'azote trouvé par Owen (!) pour longueur d'onde À — 0,586 A. Elle représente la

variation de log (2) ©

Le]

en fonction de log x pour des longueurs %

d'onde inférieures à la discontinuité K de l'azote.

Coefficients d'absorption de l'oxygène et de l'hydrogène. — Les expressions qui représentent la variation des coefficients massiques d'absorption de l'oxygène et de lhydrogène, en fonction de la longueur d’onde, sont :

[23 or Ë DRE (£ = 0,9 et (Ë) —o,21% 270 0/4

Malheureusement les mesures, qui sont longues et pénibles, ne sont pas très nombreuses; pour l'oxygène, il a été déterminé 8 points entre 4o et 100 À, et pour l'hydrogène, 2 points seulement. Pour ce dernier gaz, il était impossible d'obtenir I, avec le modèle de chambre employée, car la pression nécessaire aurait été supérieure à 7 cm. de mercure ; on a donc employé, pour déterminer les coefficients d'absorpüon, la méthode des épaisseurs doubles précédemment décrite (Chapitre ID).

Comparaison entre l'absorplion des rayons de grandes el de courteslongueurs d'onde. — Les expressions, précédemmentindiquéeset représentées graphiquementsur la figure 11, montrent que les rayons mous, dont les longueurs d'onde

sont comprises entre 4o et 100, s’absorbent dans les gaz sui-

carbone la longueur d’onde de 43 A en bon accord avec l’extrapolation des nombres connus.

(1) Owex. Proc. Roy Soc., T. XCIV, p. 510 (1918).

RECHERCHES EXPÉRIMENTALES SUR LES RAYONS X là

vant des lois très analogues à celles trouvées pour les rayons X ordinaires de longueur d'onde 100 fois plus courte. M. L. de Broglie a retrouvé, par la voie théorique, des résultats analogues. En supposant que le passage d'un atome normal à l'état ionisé se fasse avec une probabilité proportionnelle à la différence d'énergie des deux états, l'absorption doit croître toujours suivant la même loi, depuis les plus courtes lon-

gueurs d'onde jusqu'à celle correspondant à l’anneau électronique le plus extérieur de l’atome, en passant par les différentes discontinuités caractéristiques, puis tomber brusquement à zéro. ‘

Si l'on compare Îles coefficients d'absorption trouvés pour les rayons mous avec ceux donnés par Owen pour les mêmesgaz, mais pour unelongueur d'onde roo fois pluscourte, on constate que le rapport entre les coefficients corresponnt reste coustant, comme l'indique le tableau suivant :

TA F. HOLWEGK

Pour À = 0,586 Pour 4oA € } < 1004 Hydrogène = 10,20 NE Co © Æ L LL Azote= — 0,67 RU P P à Te Oxygène = =—=H0:00 = 0,94771(2) P f

L'absorption des rayons de grande longueur d'onde a été aussi étudiée par Miller (2), comme rayons restants d’un tube Coolidge, à anticathode de fer, bombardée par des électrons lancés par des tensions variant de 2.500 à 10.000 volts. Cet auteur a trouvé, pour l’aluminiun un résultat analogue au mien (mais pour une variation de longueur d'onde beaucoup moins importante), en effet :

SAN 3277 5 (E}= 19.4X (DE Der)

expression très voisine de :

g trouvée par Hullet Rice, pour des rayons monochromatiques de très courte longueur d’onde.

La méthode des rayons restants ne permet pas de faire des mesures de précision et donne des valeurs, erronées par excès, des coefficients d'absorption et une valeur erronée par défaut de l’exposant de À (2,5 au lieu de 3) : les radiations, même très filtrées, correspondant toujours à une longueur d’onde sensiblement plus grande que celle de l'extrémité du spectre continu del’anodeet la filtration étant,en général, d'autant plus parfaite que les rayons sont plus absorbables.

En résumé :

Les gaz étudiés et probablement tous les corps absorbent

(‘) L'égalité numérique des coefficients tient à un simple

hasard.

@) Muzer. Phys, Rev. T. VIT, p. 329, octobre 1916.

les radiations ayant des longueurs d'onde allant jusqu'à 100 À. (1) suivant une loi analoque à celle trouvée pour les rayons X ordinaires (x =1 À. par exemple). Aucun caractère moléculaire ne se manifeste encore ; des rayons mous

de 100 A. ont encore parfaitement les caractères physiques des rayons X.

(t) Limite expérimentale récemment reculée par l'azote jusqu'à 140 À,