CHAPITRE V

Absorption des rayons £ du radium E dans les corps composés,

Pour étudier l'absorption dans les corps composés, nous avons dû modifier un peu le dispositif expérimental, puisque très peu de corps composés se laissent façonner en lames analogues à des lames métalliques. La méthode des cuvettes à fond mince, que nous décrirons en premier lieu, nous a permis d'étudier les corps en poudre, et nous en avons profité pour revenir sur quelques corps simples. Nous ailons étudier ensuite le dispositif des cuves de verre qui nous a permis de déterminer le coefficient d'absorption de quelques liquides. Puis nous définirons la loi d’additivité à laquelle nous avons rapporté tous les résultats, afin de classer les corps composés en normaux et anormaux. Nous donnerons ensuite les résultats numériques, et enfin l'interprétation de ces résultats.

$ 4er. Méthode des cuvettes à fond mince. — Après diverses tentatives infructueuses pour obtenir par compression de corps composés en poudre des lämes ayant une cohésion suffisante, ou encore pour obtenir des écrans de corps composés en laissant cristalliser des solutions sur du papierfiltre, nous nous sommes arrêtés, pour l'étude des -corps en poudre, à l’emploi de cuvettes à fond mince. Ces cuvettes étaient constituées par une feuille d'aluminium de 0,04 mm. d'épaisseur serrée et tendue entre deux anneaux plats de laiton de 4o mm. de diamètre intérieur, 6o mm. de diamètre

, ® . r'4 = Lu extérieur et 1,5 ou 3 mm. d'épaisseur vissés l’un sur l’autre (fig. 13).

mile à TES

Le corps à étudier, préalablement réduit en poudre aussi fine que possible, était uniformément tassé dans la cuvette au moyen d’un piston plan de laiton P, le fond de la cuvette étant soutenu par un support cylindrique plan S (fig. 14).

Le fond d'aluminium réduisait l'intensité initiale de 100 à 75 environ et avait pour effet de masquer presque entièrement le phénomène initial (dispersion) des courbes d’absorption (L’intensité mesurée après interposition d’une cuvette vide étant prise comme intensité initiale).

Nous avions 8 cuvettes, dont 2 avec un rebord de 3 mm.

Fig wr5.

pour obtenir des couches épaisses dans le cas des substances légères. Chaque cuvette était destinée à l'obtention d'un point de la courbe d'absorption. Pour l’utilisation, ces

cuvettes étaient supportées au-dessus du plan de la source par une portion de tube de laiton L de 50 mm. de diamètre et de hauteur suffisante pour amener le fond de la cuvette à une très petite distance au-dessus de la partie supérieure du canaliseur C (fig. 15), au-dessous de la chambre d’ionisaüon I, dans des conditions expérimentales aussi rapprochées que possible de celles que nous avions lors de l'emploi de lames métalliques.

La préparation des écrans consistait done à remplir inégalement les 8 cuvettes du corps à étudier, en couches bien homogènes. La masse superficielle des écrans ainsi obtenus était déterminée par la suite de la façon suivante : chaque cuvette était pesée pleine, puis vide, et le poids de substance obtenu par soustraction était divisé par la surface de la cuvette connue une fois pour toutes et égale à 12 cm? 57.

Il faut noter que les 8 fonds de cuvette étaient découpés dans la même feuille d'aluminium, afin que toutes les cuvettes soient comparables à vide au point de vue de l’absorption. Leur équivalence sous ce rapport était vérifiée une fois pour toutes.

$ 2. Justification de cette méthode. — Afin de voir si l'emploi de cette méthode était bien légitime, nous l’avons tout d’abord appliquée à des corps simples dont nous avions mesuré par ailleurs le coefficient d'absorption : le carbone et l'aluminium. Nous avons utilisé le premier sous forme de noir de fumée, le second sous forme de poudre très fine du

commerce. Les résultats ont été les suivants :

Numéro FE calculé + observé berne

Absorbant (one

3 p par la loilsur le corps] sur le corps linéaire en lames en poudre

Carbone... , 6 Aluminium. , . 13

On voit que l'accord est excellent.

Nous avons encore appliqué la méthode à la dermination du coefficient massique d'absorption de quelques corps simples que l’on ne peut obtenir en lames : soufre, sélénium, añtimoine, tellure. Voici les résultats obtenus :

: ÆCalanle Numéro p

atomique N| par la loi

linéaire

Absorbant

Lun ñ = observé p

D OUTRE: ee ROC A CURE PRE ES 17,27 Séletiumiadu an ons EAN : 19,88 ATDLOIDE NS NE RE 5 22,24 Télin re meer ARE 22,38

Il faut remarquer que les résultats relatifs aux poudres lourdes manquent un peu de précision, En effet :

10 Les derniers points de la courbe sont inutilisables en raison du relèvement provoqué par le rayonnement secondaire qui commence à se manifester ; 2° les premiers points de la courbe sont trop rares en raison de la difficulté qu'il y a à obtenir des couches de poudre excessivement minces et cependant homogènes.

Mais le fait le plus intéressant à constater est l’anomalie du soufre, dont le coefficient d'absorption a, au contraire, été déterminé avec une grande précision, à l’aide de diverses variétés de soufre, en plusieurs expériences distinctes (fleur de soufre, soufre précipité, soufre fondu pilé). Le soufre est le seul des corps simples étudiés qui ait présenté une anomalie par rapport à la loi linéaire. Sans chercher pour lé moment à expliquer cette anomalie, nous admettrons comme coefficient massique d’absorption du soufre vis-à-vis des rayons £ du Ra E la valeur observée 18,53, Nous reviendrons plus loin, à propos des corps composés, sur cette anomalié du soufre,

R SUR LABSORPTION DES RAYONS f PAR LA MATIÈRE A7

$ 3. Méthode des cuves de verre. — Afin d'étudier l'absorption dans quelques composés liquides (voir Borodowski, index 21), nous avons construit de petites cuves de verre à faces parallèles et à parois minces, en employant des lamelles de microscope de 50 X 32 mm. et 0,13 à 0,1 mm. d'épaisseur. Ces lamelles étaient préalablement maintenues écartées parallèlement par des cales d'épaisseur choisie, puis les bords étaient collés sur trois côtés à l’aide de ciment des dentistes, qui adhère bien au verre, sèche rapidement et a l'avantage sur les mastics ordinaires et le baume du Canada d’être insoluble dans les solvants tels que le sulfure de carbone et le tétrachlorure de carbone. Après la prise du ciment les cales étaient enlevées et la cuvette était prête pour l'emploi.

Nous avons ainsi préparé 6 cuvettes d'épaisseur variant de 0,4 à 2 mm., mais toujours suffisamment petite pour que la capillarité empêche le liquide de couler lorsque la cuvette est placée horizontalement. Pour remplir les cuvettes, nous avons utilisé une seringue de Pravaz à aiguille fine, particulièrement commode pour cet usage.

La masse de la lame liquide était mesurée par deux pesées (cuve vide, cuve pleine) et sa surface était évaluée aussi exactement que possible à l’aide de papier millimétrique. Pour l’utilisation, ces cuvettes étaient directement posées sur le canaliseur de rayonnement, exactement comme les lames métalliques.

L’absorption produite par les deux faces de la cuve vide était considérable, réduisant l'intensité dans le rapport de 100 à 20 environ, et comme ce rapport n'était pas constant d’une cuve à l’autre, il fallait avant tout mesurer l'intensité à travers chaque cuve vide, et ramener ensuite toutes les intensités à une même intensité initiale arbitraire.

Une autre difficulté provenait de l’évaporation rapide de liquides tels que le sulfure ou le tétrachlorure de carbone. Il fallait veiller à ce que la surface du canaliseur soit toujours entièrement couverte par la lame liquide, et opérer les

pesées rapidement et avec le plus grand soin (tâche facilitée par l'emploi des balances Curie munies d'amortisseurs à air). Enfin les petites cuves étaient extrêmement fragiles et leur

transport nécessitait beaucoup de précautions.

$4. Loi d’additivité. — Avant de donner les résultats numériques obtenus par ces différentes méthodes pour les corps composés, nous allons définir la lot d'additivité qui nous à

semblé permettre un classement de ces résultats. . m n 2 Q Soit A B° ... un corps composé. Soient P,, P, .… les

masses atomiques des éléments A, B, .… et ME m.P, = nl, +

m.P m2 : F : 5 a BR la masse moléculaire du composé envisagé. 5? ——

représentent les proportions en poids de chaque composant

dans le composé. Soient maintenant (£) or ... les coef-

ficients massiques d'absorption des rayons £ du Ra E, respectivement dans les éléments A, B, …, ces coefficients étant calculés d’après la loi linéaire :

S1 l’on admet que chaque composant intervient avec son coefficient propre suivant sa proportion en poids dans le composé, le coefficient massique du composé sera :

Le (+ (6), +

? Fe P de d es

, . rar C'est cette relation que nous désignerons sous le nom de loi d’additivité, ce qui va nous permettre de classer {arbitrairement dans une certaine mesure) les corps composés en

SUR L'ABSORPTION DES RAYONS B PAR LA MATIÈRE hÿ

normaux et anormaux. Dire que les corps composés normaux suivent la loi d’additivité, c'est diré que dans ces composés l’état d'association moléculaire ne modifie pas le coefficient d'absorption des atomes vis-à-vis des rayons D, et que le composé se comporte, à l'égard de ces rayons, comme un simple mélange.

La loi d’additivité ci-dessus a encore une autre signification : considérons en effet un écran du corps simple À qui contiendrait un atome-gramme d’élément par em?, Un tel écran produirait un abaissement d'intensité qui rapporté à l'intensité imitiale serait proportionnel à (£) P , grandeur

3 OPA SNS que nous appellerons : fraction de räyonnement absorbée par atôme. On définirart de même, pour le corps composé, une

fraction de rayonnement absorbée par molécule + M. Ecri-

vons que la fraction de rayonnement absorbée par molécule est égale à la somme des fractions dé rayonnement absorbées par atome, Il vient :

d’où la loi d’additivité :