Des expériences de Lenard date une activité nouvelle

Hertz avait montré que des feuilles métalliques minces laissent passer des rayons cathodiques. Lenard eut l'idée de fermer par une semblable feuille une petite fenêtie pratiquée dans la paroi d'un tiibcî à vide, et réussit à trouver une feuille assez forte pour tenir la pression atmosphérique, assez mince pour être traversée par les rayons. Séparant ainsi les condi lions de pioJuction des conditions d'observation, il put faire pénétrer des rayons dans des gaz différents, à des pressions variées, et découvrir de nouvelles propriétés.

A leur sortie de la fenêtre, les rayons sont fortement dilfusés, et le pinceau qu'isolent deux ouvertures percées dans deux diap-hragmes consécutifs se diffuse à nouveau très vite dans les gaz peu raréfiés. Il reste très pur, au contraire, dans les gaz très raréfiés et, dans de l'air ayant une masse spécifique inférieure au cent-millionième de la masse spécifique normale, Lenard eut des rayons tout à fait rectilignes qui parcouiaient, sans s'afïaiblii, une longueur de i"\5o. 11 crut avoir ainsi répété, pour ces layons, les expériences qui décidèrent si le son ou la lumière ont leur support dans la matière ou dans l'éther, et, puisque les dernièies traces de matière semblaient plus nuisibliîs (ju'utiles, il déclara mauvaise la théorie matérialiste. Il mesura, de plus, les déviations produites par un ai-

RAYOJNS CATIIOIHQUES r<:T UAYOIVS DE IU)J\TGEJ\. 7

niant sur les rayons une fois sorlis du tube de production, et observa que ces déviations restent indépendantes de la nature et de îa pression du gaz ou se meuvent alors les rayons, tout au moins jusqu'à la limite où la diffusion, devenue trop giande, empèclie les mesures. Et celte importante piopriété semblait encore inconciliable avec l bypoibèse d'un bombardement.

9. L'admiraiion que méritaient ces belles expériences empôiba de voir les défauts des raisonnements de Lenard, et, pour beaucoup de pbysiciens, la tbéorie de l'émission fut dès lors condamnée. Toutefois les rayons calliodiques restaient fort difierenis des lumières connues : outre la déviation magnétique, encore inexpliquée, on se trouvait en présence de la singulière loi d'absorption que découvrait Lenard, en annonçant que la masse d'un obstacle intervient seule dans le trouble que cet obstacle apporte à la propagation.

C'est alors que J.-J. Thomson, mesurant la vitesse de propagation des rayons eatbodiques et la trouvant égale à aoo'^™ par seconde, alors (jue celle de la lumière est de 300 000*^"% réussit par cette expérience cruciale à séparer les deux rayonnements d'une manière profonde et définitive.

Il fallait donc imaginer des ondulations d'espèce absolument nouvelle, ou, malgré les difficultés soulevées, revenir à la théorie de l'émission.

I^LECTl^ISATIOiN DtiS RAYONS CATHODIQUES.

1. La tliéoiie de l'émission repose tout entière sur l'hypothèse d'une électrisation des rayons. J'ai tenté de vérifier si cette électrisation existe, ou non ( ' ).

(') J'ignorais, quand je fis mes expériences, les essais infructueux faits clans celte voie.

J. PERRIIV.

Oq sait que l'on constate facilement l'introduction de charges électriques à l'intérieur d'une enceinte conductrice close. Peut-être est-ce même le meilleur moyen qu'on ait pour définir et mesurer ce qu'on entend par charge électrique.

J'ai donc fait pénétrer des rayons cathodiques à l'intérieur d'un cylindre de Faraday.

A cet effet, j'ai employé le tube à vide que représente

ABCD est un cylindre métallique fermé de toutes parts, sauf une petite ouverture a au centre de la faceBC.

Fie. 2.

Sol et cage de lélectroscope

C'est lui qui joue le rôle de cylindre de Faraday. Un fil métallique, soudé en S à la paroi du tube, réunit ce cylindre aux feuilles d'or d'un électroscope.

EFGH est un deuxième cylindre métallique , vn communication permanente avec le sol et avec la cage de rélectroscope. Percé seulement de deux petites ouverturc^s en [3 et y, il protège le cylindre de Faraday contre toute influence électrique extérieure.

Enfin, en avant de FG, se trouve l'électrode plane N.

L'anode était formée par le cylindre prolecteur EFGH, et l'électrode N servait de cathode : un pinceau de rayons entrait donc dans le cylindre de Faraday.

Aussitôt, ce cylindre se chaigeait d'électricité négative.

(') Ce tube, et presque tous ceux qui m 'o ni servi, onl clé conslruils par M. Chabaud, très vite et très liabilcmcnl.

RAYOJVS CATHODIQUES ET RAYONS DE KOJNTGEJV. g

Le tube à vide pouvait être placé entre les pôles d'un électro-aimant. Quand on excitait ce dernier, les rayons cathodiques, déviés, n'entraient plus dans le cylindre. Alors il ne se chargeait plus. La déviation nécessaire pour cela était d'ailleurs très faible, et les bords de la face FG, couverts d'une poudre fluorescente, brillaient encore très fortement lorsque déjà l'électroscope n'accusait plus aucune charge.

L'électrisation n'est donc pas due à un défaut dans la protection électrostatique; au reste, pour mieux assurer cette protection, j'ai porté à 4''°^7 sans inconvénient, la distance a[^, et j'ai remplacé l'ouverture p par quelques trous d'épingle (^). Même, comme on le verra plus loin, j'ai pu la fermer tout à fait par une feuille mince d'aluminium.

2. Les charges négatives introduites dans le cylindre de Faraday^ très facilement mesurables, varient extrêmement d'une série d'expériences à une autre série, suivant des causes multiples parmi lesquelles je citerai 1 intensité du courant inducteur dans la bobine et la raréfaction dans le tube. Pour faire saisir l'ordre de grandeur du phénomène, je dirai qu'avec un de mes tubes, et pour une

(*) Dans mes premières expériences, l'ouverture [â avait quelques millimètres de large. Dans ces conditions, lorsqu'on inverse le courant dans la bobine, de manière que EFGH devienne cathode, le cylindre de Faraday se charge fortement d'électricité positivée J'avais cru d'abord pouvoir attribuer le phénomène à l'attraction, par la cathode, d'ions positifs correspondant aux ions négatifs qui, repoussés par elle, forment les rayons cathodiques {Comptes rendus, t. GXXI, p. ii3o; iSqô). Celte interprétation est probablement incorrecte; en effet, le phénomène disparaît à peu près quand l'ouverture [i est remplacée par des trous de petit diamètre, même quand la surface totale de ces trous est comparable à la surface de l'ouverture primitive. Il y avait donc simplement insuffisance de protection.

Etant données les dimensions de l'appareil, cette insuffisance implique l'existence d'une forte chute de potentiel au voisinage de la cathode, probable au reste pour beaucoup d'autres raisons.

lO

J. TERRI JS

seule interruplion du circuit primaiie de la bobine, les rayons cathodiques introduisaient facilement dans h" cylindre 3ooo unités électrostatiques G.G.S., soit io~^ coulombs. Dans les mêmes conditions, la quantité d'électricité totale qui traversait le tube, mesurée par un galvanomètre balistique, était environ 20c fois plus forte.

Comme une partie seulement des rayons entrait alors dans le cylindre, on n'a là qu'une limite inférieure du rapport qui peut exister entre la quantité d'électricité que les rayons transportent et celle qni traverse le tube. On aurait facilement une mesure correcte en employant une cathode concave, de manière à rassembler sur l'entrée du cylindre la totalité des rayons.

3. Les expériences qui précèdent peuvent s'iiiterpréter de deux manières.

Ou bien les rayons cathodiques emportent nécessairement avec eux de l'électricité négative, comme le suppose la théorie de l'émission.

Ou bien ce sont des égaliseurs de potentiel, qui, lorsqu'ils réunissent au cylindre ABCD la cathode N dont le potentiel est plus faible, amènent un écoulement d'électricité négative de N vers ABCD, sans que le signe de cette électricité soit plus lié à leur nature (|ue le sens du courant, dans un conducteur, n'est lié à la nature de ce conducteur.

«Cette dernière hypothèse doit être rejetée.

En elï'et, en fermant complètement l'ouverture ^ })ar une de ces feuilles minces que Lenard employait, j'ai constaté que le phénomène est affaibli, mais non supprimé (^) J'ai pu ainsi, pour chaque interruption du primaire de la bobine, faire pénétrer 100 unités éle(trosta- /\a' tique C.G.S. à l'intérieur d'une enceinte conductrice

l^ ^<') Nului'cllcment. poLU' des feuilles très tipissc^<!'o5Alearti()n disparaR,

TîAYONS CATHODIQUES ET UAYOMS DE ROJNÏGEJV. 1 I

absoliinieiU close et au travers d'une feuille exempte de trous, vérifiée au niicioscope avant et après l'expérience. Le (lansport de charges négatives est donc inséparable des rayons cathodiques.

lU.