L'EXPÉRIENCE DE KAUFMANN

Nous voilà donc en présence de deux théories : l'une où les électrons sont indéformables, c'est celle d'Abraham ; l'autre où ils subissent la déformation de Lorentz. Dans les deux cas, leur masse croît

avec la vitesse, pour devenir infinie quand cette vitesse devient égale à celle de la lumière ; mais la loi de la variation n'est pas la même. La méthode employée par Kaufmann pour mettre en évidence la loi de variation de la masse semble donc nous donner un moyen expérimental de décider entre les deux théories.

Malheureusement, ses premières expériences n'étaient pas assez précises pour cela; aussi a-t-il cru devoir les reprendre avec plus de précautions, et en mesurant avec grand soin l'intensité des champs. Sous leur nouvelle forme, elles ont donné raison à la théorie d'Abraham. Le Principe de Relativité n'aurait donc pas la valeur rigoureuse qu'on était tenté de lui attribuer; on n'aurait plus aucune raison de croire que les électrons positifs sont dénués de masse réelle comme les électrons négatifs.

Toutefois, avant d'adopter définitivement cette conclusion, un peu de réflexion est nécessaire. La question est d'une telle importance qu'il serait à désirer que l'expérience de Kaufmann fût reprise par un autre expérimentateur*. Malheureusement, cette expérience est fort délicate et ne pourra être menée à bien que par un physicien de la même habileté que Kaufmann. Toutes les précautions ont été convenablement prises et l'on ne voit pas bien quelle objection on pourrait faire.

1. Au moment de mettre sous presse nous apprenons que M. Bucherer a repris Texpérience en s'entourant de précautions nouvelles et qu'il a obtenu, contrairement à M. Kaufmann, des résultats confirmant les vues de Lorentz.

LA MÉCANIQUE ET l'oPTIQUB 249

Il y a cependant un point sur lequel je désirerais attirer Tattention : c'est sur la mesure du champ électrostatique, mesure d'où tout dépend. Ce champ était produit entre les deux armatures d'un condensateur ; et, entre ces armatures, on avait du faire un vide extrêmement parfait, afin d'obtenir un isolement complet. On a mesuré alors la différence de potentiel de deux armatures, et Ton a obtenu le champ en divisant cette différence par la distance des armatures. Cela suppose que le champ est uniforme; cela est-il certain? Ne peut-il se faire qu'il y ait une chute brusque de potentiel dans le voisinage d'une des armatures, de l'armature négative, par exemple? Il peut y avoir une différence de potentiel au contact entre le métal et le vide, let il peut se faire que cette différence ne soit pas la même du côté positif et du côté négatif; ce qui me porterait à le croire, ce sont les effets de soupape électrique entre mercure et vide. Quelque faible que soit la probabilité pour qu'il en soit ainsi, il semble qu'il y ait lieu d'en tenir compte.

LS PRINCIPE DMNERTIE.

Dans la nouvelle Dynamique, le Principe d'Inertie est encore vrai, c'est-à-dire qu'un électron isolé aura un mouvement rectiligne et uniforme. Du moins, on s'accorde généralement à l'admettre; cependant, Lindemann a fait des objections à cette façon

de voir; je ne veux pas prendre parti dans cette discussion, que je ne puis exposer ici à cause de son caractère trop ardu. Il suffirait en tout cas de légères modifications à la théorie pour se mettre à Tabri des objections de Lindemann.

On sait qu'un corps plongé dans un fluide éprouve, quand il est en mouvement, une résistance considérable, mais c'est parce que nos fluides sont visqueux; dans un fluide idéal, parfaitement dépourvu de viscosité, le corps agiterait derrière lui une poupe liquide, une sorte de lin^ge; au départ, il faudrait un grand effort pour le me:tre en mouvement, puisqu'il faudrait ébranler non seulement le corps lui-même, mais le liquide de son sillage. Mais, une fois le mouvement acquis, il se perpétuerait sans résistance, puisque le corps, en s'avançant, transporterait simplement avec lui la perturbation du liquide, sans que la force vive totale de ce liquide augmentât. Tout se passerait donc comme si son inertie était augmentée. Un électron s'avançant dans l'éther se comporterait de la même manière : autour de lui, l'éther serait agité, mais cette perturbation accompagnerait le corps dans son mouvement; de sorte que, pour un observateur entraîné avec 'l'électron, les champs électrique et magnétique qui accompagnent cet électron paraîtraient invariables, et ne pourraient changer que si la vitesse de l'électron venait à varier. Il faudrait donc un effort pour mettre l'électron en mouvement, puisqu'il faudrait créer l'énergie de ces champs ; au contraire, une fois le mouvement

LA MÉCANIQUE ET l'OPTIQUE 251

acquis, aucun effort ne serait nécessaire pour le maintenir, puisque Ténergie créée n'aurait plus qu'à se transporter derrière l'électron comme un sillage. Cette énergie ne peut donc qu'augmenter l'inertie de l'électron, comme l'agitation du liquide augmente celle du corps plongé dans un fluide parfait. Et même les électrons négatifs, tout au moins, n'ont pas d'autre inertie que celle-là.

Dans l'hypothèse de Lorentz, la force vive, qui n'est autre que l'énergie de l'éther, n'est pas proportionnelle à 1)2. Sans doute si v est très faible, la force vive est sensiblement proportionnelle à v^, la quantité de mouvement sensiblement proportionnelle à v^ les deux masses sensiblement constantes et égales entre elles. Mais, quand la vitesse tend vers la vitesse de la lumière^ la force vive^ la quantité de mouvement et les deux masses croissent au delà de toute limite.

Dans l'hypothèse d'Abraham, les expressions sont un peu plus compliquées ; mais ce que nous venons de dire subsiste dans ses traits essentiels.

Ainsi la masse, la quantité de mouvement, la force vive deviennent infinies quand la vitesse est égale à celle de la lumière. Il en résulte qu'aucun corps ne pourra atteindre par aucun moyen une vitesse supérieure à celle de la lumière. Et, en effet, à mesure que sa vitesse croît, sa masse croît, de sorte que son inertie oppose à tout nouvel accroissement de vitesse un obstacle de plus en plus grand.

Une question se pose alors : admettons le Prin-

252 SCIENCE ET MÉTHODI

cipe de la Relativité; un observateur en mouvement ne doit pas avoir le moyen de s'apercevoir de soa propre mouvement. Si donc aucun corps dans son mouvement absolu ne peut dépasser la vitesse de la lumière, mais peut en approcher autant qu'on veut, il doit en être de même en ce qui concerne son mouvement relatif par rapport à notre observateur. Et alors on pourrait être tenté de raisonner comme il suit : L'observateur peut atteindre une vitesse de 200.000 kilomètres; le corps, dans son mouvement relatif par rapport à l'observateur, peut atteindre la même vitesse; sa vitesse absolue sera alors de 400,000 kilomètres, ce qui esl impossible, puisque c'est un chiffre supérieur à la vitesse de la lumière. Ce n'est là qu'une apparence, qui s'évanouit quand on tient compte de la façon dont Lorentz évalue les temps locaux.

L*ONOE 0*ACCÉLÉRATiON.

Quand un électron est en mouvement, îl produit dans Téther qui l'entoure une perturbation ; si son mouvement est rectiligne et uniforme, cette perturbation se réduit au sillage dont nous avons parlé au chapitre précédent. Mais il n'en est plus de même si le mouvement est curviligne ou varié. La perturbation peut alors être regardée comme la superposition de deux autres, auxquelles Langevin a donné les noms d'onde de vitesse et d'onde d'accélération.

LA MÉCANIQUE ET l' OPTIQUE 253

L'onde de vitesse n'est autre chose que le sillage qui se produit dans le mouvement uniforme.

Quant à Tonde d'accélération, c'est une perturbation tout à fait analogue aux ondes lumineuses, qui part de l'électron au moment où il subit une accélération, et qui se propage ensuite par ondes sphériques successives avec la vitesse de la lumière.

D'où cette conséquence : dans un mouvement rectiligne et uniforme, l'énergie se conserve intégralement; mais, dès qu'il y a une accélération, il y a perte d'énergie, qui se dissipe sous forme d'ondes lumineuses et s'en va à l'infini à travers Téther.

Toutefois, les effets de celte onde d'accélération, en particulier la perte d'énergie correspondante, sont négligeables dans la plupart des cas^i c'est-àdire non seulement dans la Mécanique ordinaire et dans les mouvements des corps célestes, mais même dans les rayons du radium, où la vitesse est très grande sans que l'accélération le soit. On peut alors se borner à appliquer les lois de la Mécanique, en écrivant que la force est égale au produit de l'accélération parla masse, cette masse, toutefois, variant avec la vitesse d'après les lois exposées plus haut. On dit alors que le mouvement est quasi-stationnaire.

Il n'en serait pas de même dans tous les cas où l'accélération est grande, et dont les principaux sont les suivants : 1® Dans les gaz incandescents, certains électrons prennent un mouvement oscillatoire de très haute fréquence; les déplacements sont très petits, les vitesses sont finies, et les accé-

lérations très grandes; l'énergie se communique alors à l'éther, et c'est pour cela que ces gaz rayonnent de la lumière de même période que les oscillations de l'électron; 2° Inversement, quand un gaz reçoit de la lumière, ces mêmes électrons sont mis en branle avec de fortes accélérations et ils absorbent de la lumière; 3° Dans l'excitateur de Hertz, les électrons qui circulent dans la masse métallique subissent, au moment de la décharge, une brusque accélération et prennent ensuite un mouvement oscillatoire de haute fréquence. Il en résulte qu'une partie de l'énergie rayonne sous formes d'ondes hertziennes; 4** Dans un métal incandescent, les électrons enfermés dans ce métal sont animés de grandes vitesses ; en arrivant à la surface du métal, qu'ils ne peuvent franchir, ils se réfléchissent et subissent ainsi une accélération considérable. C'est pour cela que le métal émet de la lumière. C'est ce que j'ai déjà expliqué au chapitre X, n° IV. Les détails des lois de l'émission de la lumière par les corps noirs sont parfaitement expliqués par cette hypothèse ; 5° Enfin quand les rayons cathodiques viennent frapper l'anticathode, les électrons négatifs qui constituent ces rayons, et qui sont animés de très grandes vitesses, sont brusquement arrêtés. Par suite de l'accélération qu'ils subissent ainsi, ils produisent des ondulations dans l'éther. Ce serait là, d'après certains physiciens, l'origine des Rayons Rôntgen, qui ne seraient autre chose que des rayons lumineux de très courte longueur d'onde.