DES PLAQUES

Pour le champ de 839, le rayon de courbure a été trouvé le même que dans l'épreuve étudiée plus liant. La moyenne des deux dernières valeurs de RH est égale à la première. Les mesures ne sauraient avoir une plus grande précision, étant données les dimensions des ouvertures et de la source. On peut cependant admettre sans grande erreur que les rayons [3 les moins déviables sont caractérisés par une valeur du produit RH voisine de 104.

On peut étudier ces phénomènes avec plus de détail en isolant des radiations simples dans les spectres partiels considérés plus haut. Tel est le but de la disposition de la figure 54, PL VIII. L'épreuve correspond au même champ magnétique H = 85o, que ci-dessus. Un premier écran percé de quatre ouvertures isole quatre faisceaux qui rencontrent une série d'ouvertures pratiquées sur un second écran. Une laine d'aluminium de omm,i d'épaisseur, concentrique au dernier écran, reçoit les trajectoires des rayons simples isolés par les deux séries d'ouvertures. On retrouve avec ces rayons les mêmes faits qui viennent d'être décrits. En particulier un rayon bien déterminé

R = 8C,8, H = 859, RHr=7560,

traverse l'aluminium sans altération dans sa courbure et sans laisser de trace secondaire sur son passage. Un autre rayon

Rr=5°, H = 859, RH = 4295,

produit à sa sortie de l'aluminium un rayonnement secondaire intense qui suit la même trajectoire que le rayon incident; les autres phénomènes sont conformes à ceux qui ont été déjà indiqués.

La figure 55, PI. VIII (A-2i-5-oi), contient également des renseignements intéressants. On y voit, en particulier, passer par la même ouverture deux radiations dont les trajectoires sont différentes, et dont l'une traverse l'aluminium* tandis que l'autre provoque à sa sortie des rayons secondaires.

Dans les épreuves précédentes, le rayonnement traverse la lame d'aluminium presque normalement. Il importait de voir comment les rayons inégalement déviables traversaient des lames obliques. La figure 5c), PI. IX (A-I2-3-02), correspond à un dispositif dans lequel, en face des ouvertures, on avait placé une série de lames d'aluminium obliques dont l'ensemble figurait les aubes d'une roue de moulin. Les rayons simples rencontraient ces lames d'aluminium, de omm,i d'épaisseur, sous des angles variant entre 45° et 700 environ. Même pour ces directions très obliques, les rayons les moins déviables ont traversé les lames comme si celles-ci n'existaient pas. La présence de ces lames est accusée par de faibles rayons secondaires provoqués sur celles-ci, soit par un rayonnement ayant traversé les écrans en plomb, soit par des rayons secon-

claires émis par les ouvertures de ces écrans. Il en est ainsi pour les quatre premiers faisceaux isolés. Le cinquième a produit un rayonnement secondaire intense à sa sortie, et ce rayonnement semble émis, en partie du moins, normalement à la laine oblique.

Des dispositions analogues ont permis de suivre les diverses trajectoires à l'intérieur d'un corps transparent, tel que la paraffine. Dans ce but on a disposé, sur le trajet des rayons simples isolés, une bande de paraffine dont l'épaisseur a varié de 2 millimètres à 8 millimètres.

L'épreuve fig. 5y, PI. IX (A -i5-i-o3), relative à l'épaisseur de 2 millimètres, montre que les rayons les moins déviés traversent cette épaisseur, que leur trajectoire conserve la même courbure, et qu'ils provoquent à leur point de rencontre avec la plaque une impression intense. Au sortir de la paraffine, ils sont très affaiblis et entraînent un rayonnement secondaire faible. Les autres rayons pénètrent d'autant moins profondément dans la paraffine qu'ils sont plus déviables. Les rayons les plus déviables s'arrêtent à la surface de la paraffine et leur trace apparaît seulement dans l'intérieur des fentes de l'écran où le rayonnement secondaire du plomb peut s'ajouter à leur action.

Les mômes faits se répètent avec une épaisseur de paraffine de 8 millimètres (fig. 58, PI. IX). Les rayons les moins déviables ne traversent plus cette couche ; ils s'arrêtent à une profondeur de 2 millimètres environ en provoquant un rayonnement secondaire qui se diffuse en se propageant en avant du rayon incident. Les autres rayons, plus déviables, s'enfoncent à des profondeurs d'autant moindres qu'ils sont plus déviables et paraissent s'arrêter

brusquement dans la paraffine. Le point d'arrêt est marqué par un maximum d'impression attrihuable à des l'avons secondaires absorbés sur place et ne se propageant pas au delà. Enfin, les payons les plus déviables s'arrêtent à la surface de la paraffine.

On peut répéter une expérience analogue avec le verre.

En entourant la première série d'ouvertures avec un tube de verre mince, on constate que les rayons les moins déviables les traversent, puis, dans la région de déviabilité moyenne, ainsi que dans celle des rayons les plus déviables, on observe, à la surface extérieure, que des rayons secondaires très absorbables ont remplacé les rayons incidents.

Lorsque le verre est très près de la source, l'intensité de ces rayons secondaires, qui se substituent au ravonnement absorbé, est telle qu'il ne parait plus y avoir d'absorption, ceux-ci ayant remplacé les rayons incidents. Ce fait explique les phénomènes observés plus haut (p. i G i ) sur l'absence apparente d'absorption par les écrans lorsque ceux-ci sont très voisins de la source.

Les diverses épreuves mentionnées plus haut mettent encore en évidence des rayons très pénétrants et non déviables qui donnent des traces rectilignes parfois très fines et très nettes. Si sur le trajet de ces rayons extrêmement pénétrants on dispose un prisme de quartz de 6o°, on constate que le faisceau traverse ce prisme sans déviation ni diffusion et sans absorption appréciable. Dans l'épreuve reproduite fig. 6o, PI. IX (A-i4-2-o3), on n'a pas intercepté la lumière émise par le radium, de sorte que l'on peut voir à la fois la trace des rayons lumineux déviés par le prisme et

2l4 RECHERCHES

celle des rayons non déviés. Ces rayons, qu'ompeut appeler rayons y, se comportent comme le feraient des rayons X.

Mesures relatives aux rayons de Vuranium. — On a vu plus haut (p. 1 4o, ch. V) que l'impression produite par le rayonnement de l'uranium dans un champ magnétique ne comprenait qu'une partie déviable, dans le même sens que les rayons cathodiques. L'intensité du rayonnement est trop faible pour que l'on puisse en conclure qu'il n'existe pas dans ce rayonnement des rayons de la nature des rayons y du radium. Mais il n'en est pas de même pour les rayons a. Ceux-ci, dans les rayonnements du radium et du polonium, sont photo graphiquement plus actifs que la partie cathodique du rayonnement du radium, et, à moins d'une interversion considérable dans les intensités relatives des deux espèces de rayons, les rayons a devraient produire une impression en même temps que les rayons (3.

Comme on pouvait craindre une absorption par l'air de rayons très absorbables, et comme d'autre part j'avais reconnu l'existence d'une partie du rayonnement de l'uranium très active pour ioniser l'air et considérablement absorbée par une épaisseur d'air de i centimètre, je me suis proposé de répéter dans le vide l'expérience rapportée au chapitre V. La disposition était tout à fait analogue à celle qui a été utilisée pour l'étude de la déviabilité des rayons a du radium etdu polonium (fig. 21, p. 190) et pouvait se prêter à des mesures. La distance de la source lumineuse à la fente était de 2,llm,/|5. L'ensemble du dispositif dont la section était contenue dans un rectangle de 1 1 millimètres de hauteur sur 8 millimètres de largeur, fut enfermé dans un étui en carton opaque, puis

SUR UNE PROPRIÉTÉ NOUVELLE DE LA MATIÈRE. 2l5

le tout fut mis dans un tube de verre horizontal, à côté d'un peu d'acide phosphorique pour enlever la vapeur d'eau. On fit le vide presque parfait dans le tube qui fut ensuite scellé à la lampe et placé dans le champ magnétique d'un aimant. L'intensité mesurée entre les armatures fut trouvée égale à 937,4 unités CGS. Au bout de quarantetrois jours, on ouvrit le tube, on en retira l'étui, et on développa la plaque. L'épreuve est reproduite figure 44 bis, PI. VIL Elle est identique à l'épreuve obtenue dans l'air à la pression atmosphérique. Il ne semble donc pas y avoir, dans le rayonnement de l'uranium, de rayons très absorbables de la nature des rayons a et du radium et du polonium.

L'épreuve obtenue fournit, en outre, un moyen de mesurer la déviabilité des ravons de l'uranium.

Les résultats des mesures faites dans les régions limites et dans la région du maximum d'impression ont été les suivants :

a = 2mm,45.

6 = 2mni,223.

tf = 3°

lc,342

lc,910

La région du maximum d'impression correspond à RH = 1 791.

On voit que les rayons de courbure des trajectoires sont

2l6 RECHERCHES

du même ordre de grandeur que ceux du faisceau cathodique du radium.

En comparant deux épreuves faites dans des conditions identiques, Tune avec le radium, et l'autre avec l'uranium, on reconnaît que l'impression produite par l'uranium se superpose à la partie la moins déviable du faisceau cathodique du radium.

Cette constatation donne l'explication de la pénétrabilité relative considérable du faisceau des radiations émises par l'uranium.

Déviabilité des rayons secondaires produits par le rayonnement (3. — Dans toutes les épreuves obtenues par la méthode indiquée plus haut, on observe, à l'intérieur des écrans, des impressions intenses. Celles-ci sont produites, soit par des rayons déviés émis obliquement parla source, soit par des phénomènes secondaires.

Dans la plupart de ces épreuves les rayons a étaient arrêtés au sortir de la cuve de radium par des écrans de verre ou d'aluminium, et n'intervenaient pas.

Les épreuves reproduites fig. 5i et 52, PI. \II (A. et B. 27-4-01), mettent bien en évidence la cause principale de ces impressions. Dans ces épreuves l'écran crénelé n'existe que d'un côté de la verticale; pour la première, le rayonnement déviable est rejeté sur l'écran; pour la seconde, il est rejeté en dehors. Dans les deux cas, on voit du colé opposé à celui de la déviation un large faisceau dévié provenant de radiations émises obliquement. Ce faisceau paraît contenir, outre les radiations émises par la source, des radiations secondaires intenses émises par les parois métalliques qui limitent le rayonnement au départ.

En rencontrant les écrans le rayonnement dévié provoque des effets secondaires qui se superposent aux rayons incidents et donnent lieu aux apparences observées.

Les rayons, directs ou secondaires, peuvent sortir par des ouvertures latérales opposées à celles par lesquelles sortent les rayons simples étudiés plus haut. Lorsque ce sont des rayons directs, ils sortent suivant des courbes déviées dans le même sens que les autres faisceaux cathodiques dont ils forment une partie.

Les rayons secondaires donnent naissance au travers des ouvertures à des faisceaux faibles très divergents, limités aux lignes tangentes intérieurement aux bords des ouvertures et qui déterminent l'angle sous lequel est vue la surface intérieure

. . Fig. 24.

(fig. 2<4). A ces rayons qui viennent de l'intérieur s'ajoutent ceux qui sont émis par les parois des bords des fentes pratiquées dans les écrans, surtout par les parois qui reçoivent directement une partie du faisceau dévié venant de la source active. Dans ce cas l'impression résultant du phénomène secondaire semble produite par un rayonnement plus dévié que le rayonnement incident, mais ce n'est là qu'une apparence.

Ces divers phénomènes se voient dans l'épreuve citée précédemment (fig. 55, PI. VIII, À-2i-3-oi) ainsi que dans l'épreuve A- i8-5-oi, fig. 56, PL VIII. Cette figure montre en particulier des faisceaux diffus sortant par des ouvertures que le rayonnement direct ne paraît pas atteindre, et provoquant des rayons secondaires sur une lame d'aluminium de omm, i d'épaisseur.

On peut encore citer une épreuve fig. 62, PI. \ (A-19- 5-o 1), dans laquelle un espace ménagé latéralement du côté opposé à celui de la déviation esl protégé contre le rayonnement direct. Cet espace est fortement impressionné par (les payons secondaires qui peuvent même sortir par des ouvertures pratiquées à cei effet.

Dans aucune de ces épreuves on n'a pu démontrer nettement si les rayons secondaires étaient déviables par le champ magnétique. La disposition suivante permet de constater leur déviabilité.

La figure ci-contre (Gg. 25) donne la disposition des écrans et l'épreuve obtenue esl reproduite fig. 67, PI. XL Le l'ai sceau cathodique dé\ ié (dont l'impression apparaît renversée dans l'épreuve par suite de la longue pose) tombe sur une laine de plomb inclinée. En face de celle lame et du côté opposé à la déviation se trouve un canal horizontal étroit limité par deux barres épaisses d'étain; ce canal débouche dans un espace plus large protégé également par d'épaisses barres d'étain contre le rayonnement direct de la source. L'épreuve montre que le rayonnement secondaire issu de la lame de plomb s'est engagé dans ce canal, puis que, en débouchant dans l'espace plus large, il a été dé\ié dans le sens de la déviation du faisceau incident, et qu'il est rejeté vers la paroi supérieure de l'espace protégé, sur

Fig. 25.

SI R UNE PROPRIÉTÉ NOUVELLE DE LA MATIÈRE. 2ig

laquelle il donne naissance à un maximum d'impression dû à de nouveaux rayons, secondaires eux-mêmes par rapport aux rayons qui les produisent.

La déviabilité magnétique de ces rayons permet de les assimiler aux rayons secondaires dérivés des rayons \, qui, d'après les expériences de MM. Curie et Sagnac, transportent des charges électriques négatives.

La même épreuve montre encore divers autres effets secondaires provoqués par les rayons pénétrants qui oui traversé le plomb ou léLain et dont il va être question plus loin.

§ 2. — Transmission du rayonnement au travers de lames épaisses de verre ou de métal. Hayons secondaires.

Les expériences précédentes, en permettant d'analyser les effets de pénétration des rayons inégalement déviables, ont donné les raisons des divergences observées par divers expérimentateurs dans la transmissibilité durayonnement au travers des métaux. Elles rendent inutile la publication de nombreuses expériences que j'avais laites pour démontrer cprune partie déviable du rayonnement traversait des écrans métalliques, en donnant au travers de ceux-ci des ombres déviées.

Je citerai seulement l'expérience suivante : Sur une plaque photographique placée dans le champ d'un électroaimant, on dépose une petite cuve de plomb contenant un sel de radium; au-dessus on place une lame de plomb recourbée de façon à présenter deux montants verticaux (fig. 37 et 38, PI. \ I) et, d'un côté, on interpose entre la

source et la lame de plomb, une lame plane' d'aluminium de omm,i d'épaisseur. Si l'on fait d'abord agir le champ de façon à rejeter le faisceau déviable du côté où n'est pas la lame d'aluminium, celui-ci donne lieu à une ombre projetée assez nette. Si l'on renverse le sens du courant, l'ombre projetée au travers de l'aluminium se voit encore, mais elle est recouverte par l'impression d'un faisceau secondaire issu de la lame d'aluminium et qui a été ramené sur la plaque. Je n'insisterai pas davantage sur cette expérience, ni sur d'autres, montrant que certains rayons déviables peuvent traverser réellement les écrans métalliques: ce fait est surabondamment prouvé par les expériences d'analyse magnétique décrites plus haut.

Rayo?is déviables. — La pénétrabilité des rayons peu déviables est assez grande ; l'expérience suivante en donne une nouvelle démonstration différente de celle qui résulte des épreuves déjà citées : on superpose trois plaques photographiques, les gélatines tournées toutes en dessus, et on les enveloppe ensemble dans le même papier noir; on place le tout dans le champ d'un électro-aimant. Sur le papier de la plaque supérieure on pose une petite cuve de plomb contenant un sel de radium dans un petit trou rond, puis à l'extrémité de la plaque à une distance de la souree de \c on met une petite rondelle de plomb de i millimètre d'épaisseur et de 5 millimètres de diamètre. On aimante l'électro- aimant de façon à rejeter le faisceau dé viable sur la rondelle de plomb. Dans cette expérience l'intensité du champ magnétique était 2 600. En développant les plaques on trouve sur la première une impression intense, dont le maximum sous le papier noir

correspond à RH = i4oo, puis à l'extrémité de la plaque une impression faible donnant une ombre de la rondelle pour des rayons tels que RH = 5ooo. Ces rayons traversent le verre de la première plaque photographique soit imm,5 de verre environ et impressionnent la seconde à partir de RH= 3ooo; ils donnent sur cette deuxième plaque une ombre de la rondelle. On n'observe sur la troisième plaque aucune trace de la rondelle de plomb. Les rayons en question ne paraissent pas avoir traversé la petite rondelle de plomb. Ces rayons déviables très pénétrants donnent des impressions faibles parce qu'ils ne sont pas absorbés; ils ne produisent que de faibles actions chimiques ou physiques, qui ne peuvent nous donner aucune indication sur leur intensité véritable. C'est ainsi que se comporteraient, par exemple, des rayons ' lumineux rouges intenses qui traverseraient une plaque photographique sans l'impressionner, parce que ces rayons ne sont pas absorbés par le sel d'argent.

Une autre expérience, qui sera utilement rapprochée de celles qui vont suivre, consiste à disposer dans un champ magnétique, parallèlement l'une au-dessus de l'autre, à quelques millimètres de distance, deux plaques photographiques enveloppées de papier noir et dont les gélatines sont tournées l'une vers l'autre. Sur le verre de la plaque supérieure on place la source radio-active, la petite cuve formant une source ponctuelle, et sur la gélatine de la plaque inférieure une petite bande de plomb. Dans le faisceau ramené sur les plaques par le champ magnétique, la partie pénétrante traverse le verre de la plaque supérieure et vient exciter sur la bande de plomb

des rayons secondaires qui impressionnent à distance la plaque supérieure.

Dans cette expérience on n'a pas observé d'impression due à des rayons secondaires du plomb qui auraient pu être ramenés par le champ magnétique sur la seconde plaque photographique.

Rayonnement non déviable. — Dans les expériences précédentes, on trouve sous la petite cuve de plomb une tache très intense due à des rayons qui ont traversé le fond de la cuve de plomb. Cette tache se retrouve sur les trois plaques superposées dont chacune a environ inim,~) d'épaisseur et les rayons qui les produisent traverseraient des épaisseurs de verre beaucoup plus grandes. Ces rayons ne sont pas déviés par l'aimant. .Pavais déjà signalé cette très grande pénétrabilité de certains rayons au travers du plomb (i), quand M. \ illard (a) publia une expérience fondamentale montrant que ces rayons différaient totalement des rayons déviables. En recevant sous une incidence presque rasante sur une plaque photographique enveloppée de papier noir, et soumise à un champ magnétique le rayonnement émis par un petit tube de verre contenant du chlorure de baryum radifère peu actif, M. Villard reconnut, à côté du faisceau dévié, un faisceau non dévié assez pénétrant pour traverser une lame de plomb de omm,a d'épaisseur. Ces rayons n'avaient apparu qu'à la suite de la longue pose rendue nécessaire par la faiblesse de l'émission et la disposition de l'expé-

{;{) Comptes rendus del' Académie des Sciences, t. CXXX, p. 374 (février 1900). (2) Comptes rendus de l Académie des Sciences, t. GXXX, p. 1012 (avril 1900).

pience, et c'est ce qui explique comment on ne les avait pas observés en recevant directement slip des plaques photographiques le rayonnement de corps plus actifs pour lesquels une pose de quelques minutes était suffisante.

On a déjà vu, plus haut, que ces payons, n'étant que très peu absorbés, produisent une action photographique faible qui ne donne aucune idée de leur intensité.

Au contraire, lorsqu'ils tpavepsent un corps absopbanl tel que le plomb ou le verre, la partie absorbée se transforme en rayons secondaires tpès absorbables et par suite très actifs; dans ces conditions, en quelques minutes, on obsepve la trace de ces rayons. C'est ainsi qu'on obtient sous une petite cuve de plomb au travers de i millimètre d'épaisseur une impression en quelques minutes de pose. Toutes les épreuves obtenues avec des petites cuves de plomb posées sur les. plaques photographiques manifestent ce phénomène.

L'interposition des corps absorbants, substituant au rayonnement pénétrant un rayonnement secondaire, peut être comparée à l'interposition d'un écran fluorescent sur le trajet de rayons excitateurs invisibles ; l'écran rend visible leur présence en leur substituant des rayons lumineux.

L'expérience de M. \ illard a montré ce fait important

qu'on pouvait, en prolongeant la pose, obtenir sur une

plaque photographique la trace de rayons dont on n'avait

observé jusque-là que les effets de pénétration et de trans-

ormation.

Encore est-il probable que, dans cette expérience, les etFets secondaires provoqués parles rayons pénétrants sur

224 BECHERCHES

le verre de la plaque jouent un rôle important clans l'impression,

J'ai répété plus tard l'expérience de M. \ illard en la modifiant de la manière suivante : deux plaques photographiques superposées ont été placées verticalement, sans être enveloppées de papier noir, dans le champ magnétique d'un aimant permanent. Deux blocs d'étain limitaient un large Faisceau issu de la petite cuve linéaire contenant du radium et couverte d'aluminium, dont il a été question plus haut, et une petite plaque de plomb était disposée sur le trajet des rayons non déviables. Les diverses pièces métalliques étaient collées sur une laine de verre et pressées contre la couche sensible de la première plaque» L'impression sur la première plaque est conforme à la description que M. Villard a faite de son expérience; le faisceau dévié est séparé du faisceau non déviable. On remarque incidemment que ce dernier faisceau donne des ombres projetées des écrans qu'il rencontre.

On observe en outre que le faisceau non déviable est bordé de deux lignes noires fines (lig. (55, PI. XI).

Au delà de la lame de plomb ces lignes s'expliqueraient par la diminution d'intensité de la partie centrale à la suite1 de l'absorption par la lame de plomb, mais cette explication ne convient pas pour rendre compte de la présence de ces bordures plus noires dans le voisinage des blocs d'étain et avant que le faisceau non déviable ait rencontré la lame de plomb. Entre les deux blocs d'étain ce sont des effets secondaires du métal. Au delà on pourrait les attribuer à des rayons émis tangentiellement par les surlaces métalliques, cependant l'obliquité de l'une des lignes

n'autorise pas à formuler sans réserves cette hypothèse.

Un des points intéressants de cette nouvelle expérience est l'impression obtenue sur la deuxième plaque, au travers du verre de la première quia imm, 5 d'épaisseur. Les rayons déviables n'ont produit aucune action, mais les rayons non déviables ont donné une trace notablement plus intense que sur la première plaque, avec deux lignes plus noires sur les bords du faisceau rectiligne divergent (fig. 66, PI. XI). Cet effet est dû aux rayons secondaires excités par les rayons pénétrants sur la face de sortie du verre en contact avec la seconde plaque photographique.

Sous l'incidence presque rasante les rayons qui font leur impression à l'exf rémité de la seconde plaque photographique ont ainsi traversé près de deux centimètres de verre.

Cette expérience est importante parce qu'elle sépare les effets secondaires produits, d'un côté, par le rayonnement déviable, et, de l'autre, par le rayonnement très pénétrant non déviable.

Antérieurement j'avais réalisé d'autres expériences qui ont été également instructives.

La première a consisté à placer sur une plaque photographique, enveloppée de papier noir, le petit bloc de plomb contenant la matière active réunie dans une fente linéaire et qui avait servi à diverses expériences depuis près d'un an (du 27 mars 1900 au 12 février 1901). Ce bloc avait les dimensions suivantes : 34mui, 5 X 21"'1", 2 de base sur 7mm, 5 de haut. La rainure avait imm,64 de profondeur, 1 millimètre de large sur 20mm, 5 de longueur; la matière active était rassemblée au milieu sur 10 millimètres de longueur environ

226 FŒCHERGHES

L'épreuve développée au bout de 2 jours, et reproduite (fig.63, Pl.X) montre la trace rectangulaire de la base du bloc produite par le rayonnement secondaire, ainsi que des impressions dues à des rayons émis, soit par la source soit par les faces latérales du parallélipipède de plomb. Il semble que l'impression soit principalement due à des l'ayons secondaires, car les rayons directs filtrés par une épaisseur de 1 centimètre de plomb doivent être trop pénétrants pour impressionner la plaque photographique.

On a donc ainsi un moyen d'isoler, par fîltration au travers d'une grande épaisseur de métal, des rayons extrêmement pénétrants, qui n'impressionnent pas directement une plaque photographique; mais on pourra cependant les recueillir en les recevant sur une lame absorbante qui les arrête partiellement et sur laquelle ils provoquent des phénomènes secondaires révélant leur présence.

On réalise ainsi une expérience paradoxale qui consiste à n'observer d'action que sous des écrans opaques qui sembleraient au contraire devoir protéger les plaques p h o to gr ap h i q u e s .

De nombreuses expériences de transformation de ces radiations avec divers métaux ont été ainsi réalisées. On en citera seulement quelques-unes.

Trois plaques photographiques, superposées, la gélatine en dessus, ont été enveloppées de papier noir. Sur la face supérieure, du côté de la gélatine de la plaque supérieure, on a posé d'abord une très mince feuille de mica, puis une lame mince d'aluminium, de omm, 1 d'épaisseur, puis couvrant en partie celle-ci, une bande de plomb de 1 millimètre d'épaisseur, et enfin en croi\ sur la bande

de plomb le petit bloc contenant la matière active (fig. 26). L'épreuve fig. 64, PI. X(A. 1 6-2-01) développée au bout de 48 heures a montré diverses particularités importantes. Non seulement la silhouette de la base du bloc, qui était à plus de 1 millimètre de la plaque, est apparue avec une impression uniforme intense, mais encore la silhouette de la bande de plomb, avec une intensité un peu moindre et enfin avec une intensité encore moindre la région couverte par l'aluminium.

On remarquera que la silhouette de la lame de plomb se détache en plus clair sur celle de la base du bloc, ce qui montre qu'elle est (i ..'..■ ■ '. ,-j- > ■ i>

produite par des rayons plus pénétrants

1 1 . Fis- -6-

que ceux qui ont excité le rayonnement

secondaire du bloc de plomb. Les rayons les moins pénétrants ont en effet été arrêtés par ce dernier. Sous ces écrans l'impression est plus forte qu'en dehors. Le rayonnement secondaire a traversé le mica, ce qui exclut l'hypothèse d'une action due à des vapeurs métalliques. Les deux bords de la bande de plomb, le bord de la lame d'aluminium parallèles à la direction de la source lumineuse projettent des ombres qui apparaissent en blanc sur la figure. Ces bords interceptent le rayonnement direct car l'ombre de l'un d'eux se voit au travers de la lame d'aluminium. Les rayons directs qui provoquent le rayonment secondaire de l'aluminium ont donc été arrêtés par le bord de la bande de plomb. Les faces des dièdres verticaux aux quatre angles du petit bloc parallélipipèdc projettent aussi des ombres qui traversent l'aluminium. Ces ombres se voient également dans l'épreuve précédente.

Si l'on examine les autres plaques photographiques qui ont été impressionnées au-dessous de la première, on retrouve sur la seconde les mêmes silhouettes beaucoup plus diffuses et les ombres portées plus étendues. Sur la troisième plaque les silhouettes ont à peu près disparu pour faite place à une impression intense due à des rayons très pénétrants qui se transforment à la sortie du verre de la deuxième plaque.

Les parties métalliques atteintes par le rayonnement dans le voisinage de la source émettent donc un rayonnement secondaire assez intense et assez pénétrant pour traverser deux lames de verre de imm, 6 environ d'épaisseur chacune.

L'expérience suivante a donné des épreuves très intéressantes. On a enveloppé de papier noir deux plaques photographiques 18 X ^4 superposées. Sur la face supérieure de l'une d'elles, du côté de la gélatine, on a posé une lame de mica très mince, puis une lame de plomb de iram, 08 d'épaisseur découpée suivant la forme indiquée cicontre (fig. 27), et divers morceaux de plomb; enfin dans la région centrale de cette lame de plomb, on a posé la petite cuve dont il a été question dans les expériences précédentes (1 ). La source était en outre recouverte d'une petite bande de plomb contournée qui venait ensuite reposer sur le mica comme les autres lames de plomb.

Les deux épreuves, développées au bout de 48 heures,

(1) La partie de la figure Ti qui représente à part la petite cuve contenant la matière active, n'est pas à la même échelle que la plaque de plomb découpée.

ont été particulièrement belles et intéressantes. Sur la première plaque (fi g. 69, PI. XII, A 1 8-2-01), on observe d'abord que la silhouette des lames de plomb est marquée par une impression secondaire, intense dans le voisinage de la source, impression qui va en s'affaiblissant graduellement à mesure qu'on s'éloigne de la source. Cet effet est dû surtout à ce que le rayonnement oblique est obligé de traverser des épaisseurs de plomb de plus en plus grandes avant d'exciter les radiations actives à la sortie.

Cet affaiblissement s'observe particulièrement en A

Les bords des lames de plomb présentent deux effets inverses : du côté qui = ne reçoit pas le rayonnement on observe des ombres portées d'autant plus larges que le rayonnement qui atteint la plaque en ces régions est plus oblique, telles sont les ombres observées sous forme de bandes blanches en tu d2, f2, gu g2, hx, h2, L. Les bandes blanches /2, hx,h2 pénètrent même dans l'intérieur des projections des lames de plomb, montrant que les bords font l'office d'écrans qui interceptent le rayonnement direct, et, par suite, suppriment, dans les ombres portées, le rayonnement secondaire qui produit les impressions étudiées.

Du côté où ils reçoivent le rayonnement, les bords des lames sont le siège d'une impression plus intense que sous les autres parties de ces lames, de sorte que ces bords

Fig. 27.

23o RECHERCHES

présentent des bandes noires estompées vers l'intérieur des lames. Tels sont les maxima observés en al5 blt b2i cn c2j fA-> f\- L'explication de ce fait est simple : Les rayons très pénétrants qui rencontrent la lame en À près du pied du bord ont à traverser une très faible épaisseur de matière, ils sont à peine affaiblis et provoquent sur place un rayonnement secondaire intense, en A(fig. 28), les rayons qui pénètrentjen B auront à traverser une épaisseur d'autant plus grande que B sera plus voisin de C et ils donneront en b un rayonnement secondaire provoqué par des rayons plus pénétrants, ou par des rayons affaiblis, et, en tous cas, ce rayonnement sera moins absorbable que celui qui est produit en A; l'impression photographique sera donc moins intense, et l'impression sous la lame ira en décroissant de A à C. A partir de G tous les rayons obliques donneront une impression qui sera uniforme si l'obliquité est constante, et qui ira en décroissant comme en h, si l'obliquité est croissante.

En<?(fîg. 27) le maximum observé est dû à ce que le rayonnement filtré par le bloc de plomb rencontre la bande de plomb en dessous du côté qui est tourné vers la plaque. Si maintenant on examine la deuxième plaque qui a été impressionnée au-dessous de la première, c'est-à-dire au travers d'une lame de verre de 2 millimètres d'épaisseur, on voit que toute la plaque est comme voilée par le rayonnement secondaire excité sur le verre de la première plaque. Sur ce voile général faible, se détachent en clair

toutes les ombres portées de l'épreuve ci-dessus h^ h2, /2; toute la plaque du d2 dans l'ombre portée par «?; /i, f2, ainsi que gu g.z.

Au-dessous de la source elle-même l'impression est excessivement intense, elle se prolonge faiblement au milieu des projections des diverses lames montrant que celles-ci n'ont pas arrêté tout le rayonnement incident ou que les rayons émis par les lames de plomb ont traversé en partie le verre. Cette pénétrabilité des rayons secondaires se rencontre surtout dans les rayons émis par le bloc lui-même qui reçoit et transforme le rayonnement le plus intense; la silhouette de la base de ce bloc se devine dans la partie la plus intense; cependant la régularité de la répartition du maximum d'intensité autour de la source est telle qu'on doit attribuer la majeure partie de cette impression intense à des rayons émis directement par la source, filtrés par le plomb, et transformés par le verre de la première plaque.

On peut vérilier par d'autres expériences l'exactitude des conclusions développées ci-dessus. Par exemple, si l'on dépose sur une plaque photographique, enveloppée de papier noir et couverte d'une feuille de mica, une lame prismatique de plomb d'un très petit angle et qu'on fasse tomber sur celle-ci des ravons du radium filtrés

par une épaisseur notable de métal, on constate le décroissement progressif de l'intensité du rayonnement secondaire de la face inférieure à mesure que l'épaisseur de la lame augmente.

Nous n'avons parlé jusqu'ici que du rayonnement pénétrant filtré par le plomb. Les mêmes phénomènes se

produisent avec le rayonnement filtré au travers du cuivre ou d'autres métaux.

On peut encore étudier à la fois le rayonnement excité sur les deux faces de lames de verre, de métaux divers ou d'autres substances, en plaçant celles-ci entre deux plaques photographiques dont les gélatines sont toutes deux tournées vers l'intérieur, et en excitant ce système au travers du verre de l'une des plaques. Le rayonnement secondaire excité sur la face des lames exposée au rayonnement incident donne une action photographique plus intense que celui qui est excité sur l'autre face.

Il résulte de ces expériences que le verre qui sert de support à la gélatine des plaques photographiques joue un rôle important dans les impressions obtenues.

J'ai répété des expériences semblables aux précédentes avec l'uranium et le thorium. On a posé sur des plaques photographiques, enveloppées ou non enveloppées de papier noir, des lames de plomb sur lesquelles reposaient des morceaux d'uranium métallique, ou une cuve d'étain dont le fond avait plus de i centimètre d'épaisseur, et qui contenait de l'oxyde de thorium. Les impressions ont été semblables à celles qu'on obtient, avec une pose courte, au travers du fond des petites cuves de plomb contenant du radium.

La pose a été de 19 jours pour l'uranium et de 22 jours pour le thorium. Des rayons pénétrants ont donné une silhouette des corps actifs au travers du métal, mais les écrans métalliques et la base de la cuve se détachent en clair sur le fond voilé par les rayons directs ou secondaires, suivant les conditions des expériences.

Une feuille de mica partiellement interposée entre les lames de plomb et la plaque photographique apparaît en clair sous la totalité de l'écran métallique, montrant l'existence de rayons très faibles émis par les surfaces de plomb traversées. La faible intensité du rayonnement incident et par suite la faiblesse des radiations transformées semblent la cause pour laquelle on n'obtient pas d'impression notable sous la totalité des écrans, comme cela se produit avec le radium dans les expériences qui précèdent. L'apparence est la même qu'avec les petites cuves de plomb contenant du radium et posées pendant quelques instants sur les plaques photographiques (fig. 35 et 36, PI. VI). Les radiations secondaires excitées par les rayons qui ont traversé le plomb sont trop peu intenses pour donner, dans ces conditions, une impression appréciable.

§ 3. — Rayonnement pénétrant du polonium et rayons secondaires produits par ce rayonnement.

Le rayonnement du polonium ne comprend pas seulement les rayons très absorbables dont nous avons démontré plus haut l'identification avec les rayons a du radium et avec les Ranalstrahlen de M. Goldstein.

J'ai pu (i) mettre en évidence l'existence des rayons très pénétrants qui n'apparaissent qu'après une longue pose photographique et se révèlent par les effets secondaires qu'ils produisent.

(I) Comptes rendus de VAcad. des Sciences, t. CXXXVI, p. 977. T. xlvi. 30

Déjà, en 1901, j'avais eu l'occasion de réconnaître certains effets de pénétration des rayons du polonium, en étudiant les effets secondaires (1).

L'expérience était la suivante : je possédais alors depuis un an une petite quantité d'azotate de polonium mélangé à du bismuth, qui m'avait été donné par M. Curie. Ce produit, qui alors était déjà affaibli, avait été déposé dans une petite auge rectangulaire de 4 mm. sur amm,5 de section découpée dans une feuille de carton et fermée à la partie inférieure par une feuille de mica collée à plat sur les parties pleines. La petite auge fut posée sur une plaque photographique non enveloppée, et fut recouverte d'une petite gouttière demicylindrique de 11 millimètres de diamètre, formée en partie de plomb et en partie d'aluminium. Au bout d'une quinzaine de jours de pose on obtint sur la plaque : d'une part, une impression faible due à des rayons secondaires venant du cylindre métallique et, d'autre part, une impression très intense au-dessous de la source, reproduisant la projection de section de l'auge au travers du papier. Or, une feuille de mica, placée sur la matière active, arrête les rayons du polonium. La même expérience fut reprise en formant le fond de l'auge par du carton, le rayonnement fut arrêté, et les rayons secondaires émis par le demi-cylindre supérieur produisirent seuls une impression très notable. Dans ces expériences, on pourrait craindre que les impressions fussent dues à des rayons lumineux émis par la préparation active, mais qui seraient trop

(1) Comptes rendus de ÏAcad. des Sciences, t. CXXXIII, p. 735.

faibles pour être reconnus avec la vue. Des expériences faites plus tard au travers du papier noir ont montré qu'on était en présence de radiations actives autres que les radiations lumineuses.

Les produits qui ont servi à ces expériences ont perdu, depuis, une partie de leur activité.

M. et Mmc Curie ayant eu l'obligeance de me prêter, en vue de l'expérience de déviabilité magnétique signalée plus haut, quelques grains d'une préparation de polonium métallique autrefois très active, mais notablement affaiblie aujourd'hui, j'ai profité de ce produit pour répéter et compléter mes observations antérieures.

Les grains métalliques ont d'abord été placés dans une petite cuve dont les parois étaient formées par une petite bande de plomb de i millimètre d'épaisseur et de 3 milli- ' mètres de hauteur environ, et dont le fond était constitué par une petite feuille de papier noir; sur la moitié du fond, on avait collé une lame mince de mica qui débordait de plusieurs centimètres sur tout un côté de la cuve ; on a posé ce dispositif sur la gélatine d'une plaque photographique, et on a recouvert la cuve avec la petite gouttière métallique qui avait servi aux anciennes expériences.

L'épreuve, développée au bout de dix-sept jours, a montré une impression intense sous la cuve, dessinant la projection de celle-ci (fig. 18, PI. IV). L'impression s'est faite au travers du mica, bien qu'un peu affaiblie par cet écran. En même temps, on observe qu'un faisceau émané directement du polonium, au travers d'une fissure des parois de plomb, a impressionné la plaque sur la partie non protégée, mais n'a pas traversé le mica.

23b' RECHERCHES

Enfin, les rayons secondaires émis par la gouttière métallique ont donné une impression notable, qui a également traversé le mica, tout en s'affaiblissant.

On a répété alors une expérience toute semblable, en couvrant entièrement de mica la plaque photographique, et en substituant à la petite cuve à fond de papier une cuve entièrement en plomb épais, puis on a couvert celle-ci avec une gouttière en plomb un peu plus grande que celle que l'on avait employée précédemment.

Au bout de quatorze jours de pose, on a obtenu, au travers du mica, sous le cylindre, une impression presque uniforme, au milieu de laquelle une partie un peu plus claire marque la place de la cuve. Des rayons pénétrants ayant traversé le fond ont donné une impression moins forte que celle des rayons secondaires excités par le rayonnement sur la paroi interne de la gouttière qui recouvrait la cuve.

Si l'on couvre la cuve avec du papier noir, on arrête les rayons a; l'expérience faite avec une cuve à fond de papier, fermée en dessus par du papier noir, a montré, au bout de huit jours, une impression secondaire faible produite par le cylindre de plomb ; si l'on tient compte du temps de pose, qui est la moitié de celui des expériences précédentes, on peut en conclure que les rayons secondaires sont produits, sinon en totalité, du moins en majeure partie, par un rayonnement pénétrant autre que celui qui constitue les rayons a.

Dans cette dernière expérience, la moitié seulement de la plaque photographique était couverte de mica. L'impression au travers du fond de papier a été très intense,

SUR Lx\E PROPRIÉTÉ NOUVELLE DE LA MATIÈRE. 23j

même au travers du mica. L'impression s'étend à toute la partie formant le fond et affecte le caractère des impressions observées avec le radium.

L'expérience suivante achève de démontrer l'existence de ces rayons pénétrants :

Sur une plaque photographique entièrement couverte par une lame très mince de mica, on a posé, à même sur le mica, un gros grain de polonium métallique ayant environ 3mm,5 de diamètre; puis latéralement, à une distance de 2 centimètres de ce grain, on a mis sur la plaque une sorte de gouttière renversée, en plomb, de i centimètre de diamètre, de 3e, 5 de long, de i centimètre de haut, dont Taxe était perpendiculaire a la direction moyenne

passant par le grain de polonium (fig. 29). Du côté exposé au rayonnement du polonium, la gouttière présentait une paroi dont une partie avait été légèrement repliée vers l'intérieur, et dont l'autre partie, restée verticale, comprenait une partie pleine en plomb de 1 millimètre d'épaisseur, puis deux fenêtres fermées, l'une par une lame d'aluminium, l'autre par une lame de cuivre, chacune de omm, 10 d'épaisseur.

L'épreuve a été développée au bout de 10 jours de pose. Elle est reproduite (fig. 17, PI. IV). Au-dessous de la position qu'occupait le grain, on remarque une tache ronde de 5 millimètres environ de diamètre s'étendant à peine à quelques millimètres au delà par diffusion, et au centre de laquelle, dans l'impression très intense, on peut distinguer la projection de la surface du grain de polo-

nium et des inégalités de la surface. Puis latéralement, à i centimètres de distance, on voit une impression uniforme sur toute la partie qui était recouverte par la gouttière de plomb. Les rayons a du polonium n'ont pas traversé le mica; l'impression sous la source, qui ressemble aux taches observées sous les petites cuves de plomb contenant du radium, est due à des rayons secondaires provoqués à la sortie du mica par des radiations pénétrantes dont l'action s'est affaiblie progressivement à mesure que l'épaisseur de la matière traversée obliquement a été plus grande. La gouttière en plomb a été atteinte par des rayons pénétrants qui ont traversé les divers métaux et, entre autres, une épaisseur de i millimètre de plomb. Ces rayons ont provoqué des rayons secondaires sur toute la surface intérieure de la gouttière. Il n'en ont pas excité du côté de la face d'entrée exposée au polonium ; à la sortie de la paroi située du côté de l'incidence, on remarque des maxima d'action derrière le cuivre et derrière le plomb, une action un peu moindre que les précédentes derrière l'aluminium, et un maximum tout le long du bord intérieur de la paroi du fond. En regard de la portion de paroi un peu repliée à l'intérieur et présentant au rayonnement incident une face inclinée vers la plaque photographique, il n'y a pas eu d'impression. L'action n'apparaît qu'à l'intérieur, après avoir traversé la paroi. Enfin, on constate que, sauf un très léger voile, il n'y a pas d'impression ni en avant ni au delà de la gouttière métallique.

G es divers détails ont tous leur importance, et concordent pour montrer que ces rayons pénétrants produisent des

SUR UNE PROPRIÉTÉ NOUVELLE DE LA MATIÈRE. 23ç)

effets tout à fait semblables à ceux des rayons pénétrants du radium filtrés par une notable épaisseur du métal.

Des trois parties distinctes qui constituent le rayonnement du radium, il semble donc que le rayonnement du poloniumen possède deux, et que la partie de nature cathodique soit la seule dont on n'ait pu reconnaître la présence.

§4- — Considérations sur quelques particularités que présentent les radiographies obtenues avec les corps radioactifs.

Lorsque des lames de verre, des métaux ou des objets sont disposés près d'une plaque photographique, et reçoivent le rayonnement d'un corps radioactif tel que l'uranium ou le radium, les contours des radiographies de ces objets offrent différents aspects; du côté exposé au rayonnement, on observe un renforcement de l'action photographique, et de l'autre un minimum qui correspond à une ombre portée dans laquelle les autres objets sont protégés contre le rayonnement incident.

Considérons d'abord les effets produits sur le côté exposé au rayonnement; si les lames reposent sur la plaque photographique, ou sont très près de celle-ci, et si le rayonnement les frappe presque normalement, les faces latérales donnent un effet secondaire intense extérieur au contour des lames ; si le rayonnement est oblique et pénétrant, l'effet extérieur peut s'annuler, et l'on observe à \ intérieur du contour une impression qui va en décroissant à partir du bord, et se maintient ensuite sensiblement constante si l'obliquité relative du rayonnement ne change

pas notablement sur toute l'étendue de la surface couverte par la lame considérée. S'il arrive que celle-ci soit distante de quelques millimètres de la plaque photographique, le contour n'est pas la projection oblique de l'arête inférieure, mais il est limité par un maximum diffus dans le voisinage de la projection orthogonale des faces latérales de la lame.

Le long des bords opposés, on observe une ombre portée limitée extérieurement à la projection conique des arêtes supérieures des lames, et s'arrêtant intérieurement à la projection orthogonale des arêtes inférieures.

Parfois on observe de ce côté un renforcement intérieur qui apparaît en même temps que le renforcement extérieur de l'autre bord dont il vient d'être parlé.

Ces différentes particularités peuvent s'expliquer par les effets du ravonnement secondaire excité sur les faces

inférieures des lames par un rayonnement assez pénétrant pour les avoir traversées. Ce rayonnement secondaire s'affaiblit très vite à une petite distance des points excités, et impressionne surtout la plaque photographique dans le voisinage de la projection orthogonale de ces points.

Du côté exposé au rayonnement les parties de la face inférieure voisines du contour sont excitées par des rayons obliques qui ont traversé les faces latérales sous des épaisseurs d'autant moindres qu'ils passent plus près de l'arête inférieure. Ces rayons sont donc d'autant moins affaiblis et le faisceau d'autant moins dépouillé de rayons moins pénétrants, et ils excitent sur les régions qu'ils atteignent à leur sortie un rayonnement secondaire dont

l'activité sur la plaque photographique va en décroissant

à partir de l'arête inférieure. Nous avons déjà vu plus haut cette explication.

De l'autre côté, les limites de l'ombre portée peuvent s'expliquer par le fait que le faisceau incident est dépouillé des rayons très actifs sur la plaque par son passage au travers d'une petite épaisseur de la substance, et que les rayons secondaires émis par la face de sortie, en Q ou Bj (fi g. 3o), sont émis sensiblement normalement et sont trop affaiblis pour atteindre la plaque en cl ou en br

L'impression sous la lame, en m, résulterait des rayons secondaires, émis à la face de sortie.

Ces considérations n'expliquent pas les renforcements qu'on observe souvent à l'extérieur du côté exposé au rayonnement et quelquefois à l'intérieur entre Aj et m, du côté opposé. Pour le renforcement extérieur on peut admettre comme conforme aux expériences précédentes que les rayons directs frappant la face A G (fig. 3i), sans avoir subi l'absorption au travers de la substance, excitent des rayons secondaires plus pénétrants, moins diffusés dans l'air qui peuvent impressionner la plaque entre A et p\ on pourrait encore invoquer un phénomène de réflexion diffuse du rayonnement incident.

L'existence d'un maximum entre Ax et m à l'intérieur est plus difficile encore à interpréter; elle fait penser au

Fig. 31.

phénomène de la réflexion totale, et il semblerait que le rayonnement qui n'apparaît pas en Ax bx (fig. 3o) se retrouve en Ax m, à l'intérieur, mais on n'a aucune expérience qui autorise cette manière de voir.

Au contraire, chaque fois qu'on fait une expérience analogue avec des rayons lumineux ou simplement en n'interceptant pas la lumière émise par le radium, on trouve ces maxima intérieurs très nets et dus, dans ce cas, à une réflexion totale sur les faces verticales des bords des lames.

Dans l'épreuve unique citée au début de ce mémoire (fig. 5, PI. II) et obtenue au travers de 2 millimètres d'aluminium par le rayonnement issu d'une préparation phosphorescente de sulfure de calcium, ce phénomène est tellement semblable à celui que produit la lumière qu'il laisse encore penser, à défaut d'autre explication connue, qu'il a pu être produit par des rayons de la même nature que les rayons lumineux et qui auraient traversé l'aluminium.