HISTORIQUE

Les propriétés générales des rayons positifs, qui ontamené à leurs récentes applications étant maintenant devenues classiques, nous n'en reprendrons pas l'étude. Les considérations qui s'appliquent aux mesures de masses seront résumées brièvement.

On produit généralement les rayons positifs par une des méthodes suivantes :

10 Décharge électrique dans un gaz à basse pression ;

20 Vaporisation et ionisation sur l’anode ;

3° Départs d’ions d’une anode convenablement préparée, soumise au bombardement des rayons cathodiques de la décharge ;

4° Emission par un sel fondu sur l’anode.

Les rayons peuvent être décelés par un écran de wiliémite pulvérisée, qui prend une phosphorescence vert pâle sous le bombardement, ou, pour des résultats permanents et précis, par une plaque photographique. Leur intensité relative peut être appréciée d’une façon exacte par la mesure de la charge électrique totale.

Les rayons positifs ayant été reconnus formés d’atomes ou de molécules ionisés, individuellement sensibles à des actions électrique où magnétique, leur analyse devait conduire à d'importants renseignements. Il était, en effet, évident, que toute mesure de masse porterait alors sur les particules individuelles, et non, comme dans la manipulation chimique, sur des nombres immenses ; pour cette raison les déterminations prirent dès le début une grande importance.

Méthode des paraboles de J.-J. Thomson. — Sir J.-J. Thomson, dans ses recherches appr.fondies sur les rayons positifs, employa une méthode qui possède encore certains avantages primordiaux.

Dans son appareil, les rayons produits par la décharge à basse pression passent à travers la cathode par un canal étroit qui sélectionne le faisceau voulu, et qui sépare l’espace où les rayons sont produits, de la chambre où ils sont déviés et observés. J.-J. Thomson a montré le premier qu'il est essentieh de maintenir dans cette chambre d'observation une pression extrêmement faible. Le rayon émergeant du canal subit simultanément des déviations dans les champs électrique et magnétique qui sont parallèles entre eux et perpendiculaires au rayon.

Quand une particule de masse mn ayant une charge e, est projetée avec une vitesse v suivant un axe æ, et qu'un champ électrique de valeur X agit sur cette particule suivant un axe perpendiculaire £ sa déviation @ est exprimée pratiquement par la formule :

O—A——X ? À mu? X (1) et sa déviation ® dans un champ magnétique de valeur H serait :

e 2 p—B H, (2) mu

cette déviation se produisant perpendiculairement au champ magnétique. Si les forces agissent simultanément, on voit en éliminant v entre ces équations, que le lieu des particules

ayant le même CS donné par l'équation :

e Lucie L=K——. (3)

Par conséquent, si on place un écran sur le chemin des particules, elles vont dessiner sur lui une série d'autant de para-

boles qu’il y a de valeurs différentes de— , les sommets de

ces paraboles se trouvant au point-où les rayons non déviés frappent l'écran.

La charge d’une particule quelconque étant nécessairement égale à la charge élémentaire ou à un multiple simple

de cette charge la connaissance du — d’une particule permet

de déterminer sa masse.

Cette méthode donne toujours un maximum de renseignements sur les rayons présents, bien qu’on ait constaté une limite pratique à son pouvoir résolvant. C’est cependant avec elle, que les premières recherches sur le néon ont été faites, ainsi que plus tard l’isotopie des métaux alcalins.

Méthode de Dempster. — A Chicago, Dempster (1920) imagina une méthode d'analyse, analogue en principe à celle employée pour déterminer le des électrons. Les particules chargées, de faible vitesse initiale, sont accélérées par une différence de potentiel connue ; une fente sélectionne un pinceau étroit, qu'un champ magnétique courbe en demi-cercle, et après passage à travers une seconde fente, la charge totale est mesurée par un électromètre. Les particules ayant une faible vitesse initiale, la déviation semi-circulaire peut être réalisée, pour les différentes particules à étudier, d’une façon plus précise et plus commode, par la variation du champ accélérant, le champ magnétique restant constant. En construisant une courbe, portant en abscisses les valeurs du champ accélérant et en ordonnées le courant ionique, on obtient un graphique qui permet de déduire les valeurs rela-

4 € . , tives de — . Avec cet appareil, Dempster a analysé le magné-

sium, le lithium et le zinc. Son inconvénient est évidemment dans les conditions d'émission des rayons.

Méthode d’Aston. — En 1920, à Cambridge, F. W. Aston, cherchant à accroître la précision et le pouvoir résolvant dans la méthode des paraboles pour l’analyse des rayons, a mis au point un nouvel appareil qu’il a appelé « Spectrographe de Masse ».

Il apporta plusieurs conceptions nouvelles dans cet appareil, tel que l’accroissement d'intensité du faisceau par l’emploi de deux fentes parallèles à la place du canal ; le principal perfectionnement tient à ce que Aston a réussi à faire converger en un même foyer les rayons de même masse, bien que leur vitesse varie dans des proportions considérables.