RÉSULTATS

Avec l'appareil décrit, la mise au point de la position de plaque fut faite par tâtonnement, et on trouva qu’elle différait peû de la position établie par construction. Des spectres nets furent obtenus lorsque les vides convenables furent réalisés. Alors que les raies étaient visibles sur l'écran pour 1 barye environ, un spectre moyen pouvait s’obtenir à 0,2 barye, et une pression de o,1 barye pendant l'exposition est nécessaire pour avoir un spectre net sur toute la longueur de la plaque.

L'échelle de masse fut retrouvée, mais comme les mesures devaient être faites par encadrement, le calibrage ne fut pas effectué à la précision de lecture des raies sur l’étendue complète du spectre. La tache repère (environ 6,8 em. du point I, fig. 2) fut employée pour vérifier la relation linéaire ; les

résultats obtenus sont en bon accord avec ceux d’Aston pour une déviation plus faible et avec les calculs de Fowler. Nous avons ensuite porté notre attention sur la largeur des raies. Beaucoup de travail préliminaire fut effectué avec des fentes larges (0,1 mm.) et les mesures sur les plaques montrent les largeurs calculées. Dans la plupart des mesures présentées dans ce mémoire la largeur des fentes était de 0,02 mm., — limite pratique de petitesse pour les intensités de rayons réalisées. La largeur théorique 1,1 mm. est en bon accord avec la moyenne observée, 1,1 à 1,2 mm. Sur quelques-unes des plaques (raies H, H;, He) une fente légèrement plus petite fut employée donnant des lignes de 0,8 mm.

Des expériences préliminaires déterminent les expositions relatives nécessaires pour produire des intensités comparables des diverses raies dans les conditions de l'expérience, et les meilleures plaques montrent peu de différence dans l'épaisseur des raies constituant l'encadrement. La lecture fut faite sur un comparateur Beaudoin, avec un objectif à faible grossissement, et pouvait en général s'effectuer avec une erreur probable d'environ o,ot mm. Pour la portion du spectre voisine de 46, où furent faites la plupart des mesures, un changement de 1 0/0 en »m équivaut environ à 1,7 mm., il en résulterait une précision d'environ 0,03 0/0.

Les éléments suivants ont été traités, et quelques-uns des spectres obtenus ont été reproduits sur la planche I.

Hydrogène. — Les masses des ions de l’atome et de la molécule d'hydrogène furent comparées, et le rapport 1 : 2 vérifié à la précision de l'instrument actuel. La masse de l’électron supplémentaire dans la molécule ionisée qui serait de l’ordre du quatre millième de sa masse a été recherchée ; la moyenne d’une série de mesures indique bien un écart dans le sens attendu, mais je dois dire que cet écart est à la

limite de la précision obtenue (Planche I, Sp. VI).

Hélium : Hydrogène. — La détermination du rapport entre les poids atomiques de l'hydrogène et de l’hélium, a, comme on sait, déjà été faite par Aston. Le but était alors de s'assurer si le rapport différent de 4, obtenu par le chimiste, pouvait s'expliquer par l’existence d’un isotope de l'hydrogène. Aston a trouvé qu'il n'en est pas ainsi, et que le poids atomique de H est compris entre 1,006 et 1,008 (si He est 4,000) alors que les meilleures déterminations des chimistes donnent 1,0077.

J'ai pu accroître beaucoup cette précision. La masse d’He était mesurée par rapport à celle de la molécule d’hydrogène. Mes meilleurs déterminations donnent le rapport 2,0148, avec erreur probable de 0,0005 soit pour le proton le poids atomique 1,0074, ce qui donnerait pour l’atome neutre 1,0079 + 0,0005 en très bon accord avec les déterminations

chimiques (Sp. V).

Hélium : Carbone. — L’hélium a été mesuré par rapport au carbone deux fois ionisé. L’encadrement produit était symétrique pour les masses de ces ions (Sp. 4). Ainsi He est bien 1,000 si Cest 12 000. L’hélium qui a servi pour ces expériences a été obligeamment fourni par M. Lepape du Cellège de France.

Hélium : Lithium-6. — Le lithium naturel est formé par deux isotopes de masses 6 et 7, Aston a signalé récemment que ces masses présentaient par rapport aux nombres entiers, des écarts décelables mais à la limite de précision des lectures directes sur son échelle de masse.

La masse du lithium-6 a été comparée à celle de l’atome d'hélium. L’encadrement est visiblement dissymétrique. Sur une des plaques obtenues, par exemple, l'encadrement est de 6,30 et 5,72 mm., la distance équivalant à l'unité de masse est de 33,1 mm.,et la masse ainsi déduite est 6,009 (He — 4,000) avec une erreur probable de 0,001 (Sp. E, I, IT).

Azote : Lithium-7. — Ne voyant pas le moyen de comparer facilement la masse de cet élément à un des éléments cidessus, l'encadrement a été tenté avec l’azote. Ce dernier élément est simple, de masse 14, et aucune variation de masse entière n'a été signalée par Aston. Une complication est introduite par le fait que les raies des masses à comparer lithium-7 et azote deux fois ionisée, sont superposées et que le dispositif décrit ne permet pas l'impression successive de deux raies pures. Si l'azote peut être sans difficulté pratiquement éliminé de l'appareil, ce n’est pas le cas pour le lithium dont l’anode émet toujours dans la décharge un certain courant d'ions. L’anode a donc été modifiée de la façon suivante : au montage par masticage a été substitué un joint rodé, et le système légèrement décentré de façon que dans une seule position de l’anode l'émission du rayon de lithium se trouve centrée sur le canal (l'émission anodique est assez rigoureusement normale à la surface de la pilule, et le faisceau est bien concentré par le tube entourant). Une pastille de petit diamètre a été employée (3 mm.). Par contre, le faible décentrage ne paraît pas nuire sérieusement aux rayons de provenance gazeuse, déterminés surtout par la symétrie autour de la cathode. La même valeur de champ électrique produit toutes les raies, avec la seule addition des potentiels d'encadrement.

Déjà en 1921, immédiatement après les premiers résultats d’'Aston, M. Jean Perrin avait mis en évidence comme nous l'avons dit dans l'introduction, l'importance pour la connaissance de la genèse des éléments de la mesure des masses atomiques avec une précision nettement supérieure au millième. Dans le cas des éléments radioactifs où nous connaissons l'énergie libérée par la transmutation, la mesure des masses donnerait une vérification de la loi d’Einstein (en admettant qu’il n’y a pas d'apport externe d'énergie) ; mais pour ces éléments, la précision voulue n’est pas encore

atteinte. Pour les autres poids atomiques, les mesures pré-

cises doivent nous montrer dans quel sens se poursuit probablement l’évolution des éléments.

Les prévisions d'isotopes faites par plusieurs savants en supposant des désintégrations successives des éléments radioacuüfs connus n'ont pas été confirmées par les expériences d'Aston. Beaucoup d'autres raisons font penser que, dans l'ensemble, l’évolution des éléments s’est faite à partir des plus légers. Les mesures classiques sur l'hydrogène et l'hélium avaient déjà donné leurs masses relatives, soit un écart pour 4H, de 32 milligrammes de plus que pour He.

Les résultats d’Aston ont éliminé les grossiers écarts sur tous les poids atomiques, mais des écarts beaucoup plus faibles (de l’ordre ou inférieur au millième) restent, et ont déjà été signalés dans plusieurs cas. Dans les présentes ex périences, en partant des corps légers, nous avons vérifié les mesures de l’hydrogène, pris lhélium comme donné et mesuré l’écart pour le prochain élément, le lithium. Notre valeur la plus probable pour le lithium-6, 6,009, nous donne un nouveau chiffre. Dans la condensation de 4H en He, il doit y avoir d’après la formule d’Einstein un dégagement d’énergie de 3,10!° ergs; de même la réaction He + 2H — Liô + W serail également exothermique, le dégagement d'énergie étant de 0,006 cm?, soit 6 X 10!% ergs. Par contre le carbone, dont la masse atomique vaut, à la précision des mesures, trois fois celle de l’hélium, serait formé par condensation de trois atomes d’hélium avec une variation d’énergie interne relativement faible.