SAG.\AC

nieiil qui a suivi le ( licmin ^M est éleinl en M par suiie (le son ainorlissemenl, le point M reçoit encore pendant un ( erlain temps IVhianlenienl dilTraeté sniv.uil le elieniin pins long p'M. L'ébranleinen t dillraeté en 1\1 <lnn' ainsi plus l(^ni;teinps (|ue réhranleinent incident; il est moins amoili après difVi action (|u'ava!»t diffiaction et, par suite, plus absorbable et plus difTusable.

[,es mouvements pendulaiies dans lesrpiels on peut dé- «oinposer Tébianb nient incident sont d'autant plus diflactés que leurs périodes sont plus grandes^ la diffraction par réilexiou sur les particules agit dans hi même s(Mis, les vibrations les plus réfléchies étant justement les plus absoibables, d'api es une loi générale de r()j>ii(|ue et de la mécanique des vibrations. La transformation des ravons de Rontgen en rayons secondaires el lerliaires xserail ainsi susceptible de fournir toute une série de radiations de plus en plus absorbables par l'air, qui relieraient les rayons de Rontgen aux rayons ulira-viob^s.

3. Analogue des raj ons secondaires avec les rajous cathodiques. Ëlectrisation négative des rayons secondaires des métaux lourds. — D'un autre côté, le faible pouvoir de pénétration des rayons secondaires des métaux louids fait penser aux rayons cathodiques de Lenard, capables de parcourir seulement (piehjues ceniimèties h peine dans Pair atmosphéri(jue (|ui les diffuse énergiquen.ent. (Jletie analogie conduit à rechercher si les rayons S(Mondaires, très absoibables pai' l'air, tiansportc nt aveiî eux des charges électriques négatives, puisque tel est le carai 1ère fondamental des rayons cathodiques: la déviation des layons par le champ magnétique ( ' ) ou par le champ éle< trique sera une conséquence probable dt^ leur élecirisation. II n'v a pas de contradiction entre cette hypothèse <•! celles (jui \ienncnt d'être d('velo|)pées, puisque le

( ' ) Le professeur K. iJorn a annoncé que les rayons secondaires des niélanx Inmds sonl déviés par le champ Miagiiéli(|ue, et dans le inéine

OPTlQlJi: DES RAYOINS DE RcijNTGElV. 1 4^

faisceau émis spoiUanénicnl [)ar le radium de M. et de iM'"*^ Curie est un mélange de rayons éiectrisés négativenient (^) analogues aux rayons cathodiques, déviables par le cbanip niagnéiique et par le cliamp électrique, avec des rayons non déviables analogues aux rayons X qui sont, ou le sait, sensiblement dépourvus de charges électriques ( -). M. P. Curie et moi avons pu reconnaître l'électiisalion négative des rayons secondaires des métaux lourds (^). A la pression aimospliéiique, les rayons X et les rayons secondaires commuiiicpicnt à l'air une conductibilité telle que le métal rayonnant n'est [)lus isolé; il est alors impossible d«' recueillir' lébclriciié des rayons secondaires. Il fallait éviter- en même temps que les rayorrs secondaires des métaux lourds, souvint très [)eu pénétrants, ne fussent absorbés au voisin âge immédiat du nrélal qui les émet. Nous avons été ainsi amenés à ])lacer' les métaux dans l'air rar éfié et à opérera des pressions déplus en plus faibles, jusqu'au vide de Crookes (o'"'",ooi de mercuie), afin de rendre à I air ses pr'opriélés isolantes, malgré l'action des rayons de Rontgeneldes rayons secondaires qui le traversent. JNous avons réduit à 3™'" ou 4"^'" seuleruent la couche d'air raréfié com[)iise entr e le mêlai r ayt^rnant et les parois luétallitjues voisines. Dans celte mince couche d'air très rarétié, la torce éleclroinotrice entre le métal layonnani et les parois qui renlourenl pi oduit sc^ulcment, sous 1 influence des r ayorrs,

sens que les rayons caLhodiqucs {Abliand. cl. Naturf. Gesell. za Halle, Bd X\II, p. 40-42; 1900).

J'avais antéricurcrneiiL éiriis l'opinion que les /-ayons secondaii-es très absorbables des métaux lourds peuvent renfermer des rayons analogues à ceux de Lenard et deviables comme eux par l'aimant [G. SAG^AC^Bec/ierches sur les transformations des rayons de Rontgen, Chap. I, 3^ paragraphe : Hayons secondaires, rayons X et rayons de Lenard {V Éclairage électrique du 12 mars 1898)].

( ' ) P. Curie et M'"'' I-*. Guuie, Sur la charge électrique des rayons déviablcs du radium {Comptes rendus, t. C\XX, p. 647; 1900).

(-) Voir la première Partie de ce Travail, Chap. 1, § 8.

(^) P. CuRii-: clG. Sagnac, Comptes rendus, i. C\\\, p. ioi3; i9r.o.

lao

G. SAGffAC,

iiii courant inférieur, par exemple, à -^ du courant du h l'électricité négative des rayons secondaires d'un métal tel que le plaline, le plomb. Le dispositif est celui-ci :

Une feuille niéiallicjue mince JM (Jig. 3o) reliée à un éleclromètre à quadrants et à un quartz piézo-électrique de ]M. P. Curie, est maintenue isolée au milieu et à 3""" seulement des paiois d'une boîte métallique plate ABGD, qu'on peut mettre en relation avec la terre. La face inférieure CD de cette boite est formée, comme la face supérieure AI3, d'une plaque épaisse d'un autre métal N, mais

Fig. 3o.

à l'électrométiv et au quartz

percée de fenêtres y que recouvre une mince feuille du métal N. A Cf"^ au-dessous de la face AB se trouve la lame focus/,soutcedcs layonsdcHunlgen. Le système producteur de ces rayons (tube focus 11, bobine llubmkorff et interrupteur électrolyti(jue de Welmell) est enfernjé dans une Jurande caisse de plomb épais dont la paioi PP est mise à la terie. Les rayons de Ronigen sortent de la caisse PP par une ouverture circulaire de i o"^'" de diamètre lecouvcrle seulement d'une mince feuille d'aluminium aa. On peut faire le vide de Crookes dans la boîte étancbe Ar)CD, reliée à la trompe à mercure.

Quand on opère à la pression atmospliéri(|ue, la conductibilité (le l'air sous l'influence des rayons est considé-

OPTIQUE DES RAYOJVS DE ROWTGEN. IDI

rablc. Lorsque le métal M de la feuille intérieure est différent du métal N des fenêtres /^ et des faces internes de la boîte ABCD, le système ([VI | N) fonctionne comme une pile dont la force électromotrice fait dévier l'électromètre. On peut, par la méthode d'opposition du quartz piézo-électrique de M. J. Curie, mesurer le courant électrique nécessaire pour maintenir l'électromètre au potentiel zéro; ou bien on peut, sans agir sur le quartz, ramener l'électromètre à demeurer au zéro en intercalant en E, entre la boîte ABCD et la terre, une force électromotrice convenable ^0 [)rise en dérivation sur le circuit d'un daniell.

Dans ces conditions, si l'on fait le vide dans l'appareil, l'équilibre de l'électromètre se maintient d'abord avec la même force électromolrice e^ de compensation, tant que la pression ne s'est pas abaissée jusqu'à l'ordre de grandeur du millimètre (seulement, le courant qui prend naissance en l'absence de Cq devient de plus en plus faible). Pour des pressions inférieures, la force électromotrice de compensation est modifiée. Elle dépasse; bientôt celle d'un daniell, augmente constamment et semble croître au delà de toute limite à mesure qu'on se rapproche du vide de Crookes. Si l'on rétablit en E la force électromotrice primitive Cq qui compensait le phénomène à la pression atmosphérique, on peut, à l'aide du quartz, mesurer le courant nécessaire pour maintenir l'électromètre au zéro. Ce courant, qui apparaît aux pressions de l'ordre du millimètre, augmente d'abord légèrement avec la raréfaction de l'atmosphère, puis devient sensiblement corïstant pour le vide de Crookes.

Si, par exemple^ le métal intérieur ]M est du platine^ et si le métal N des parois internes de la boîte ABCD est de Y aliuniiiiinuy il faut njaintenir l'aluminium à un potentiel négatif (inférieur en valeur abst)lue à i daniull) pour obtenir la compensation à la piession atmosphérique.

Dans le Nide de Crookes, celle force électromolrice n'est

G. SAGJNAC.

plus suffisaule, et il faudrait porter Faluminium à un poleniiel uégalifcle valeur absolue égale à 3o volts euvirou si l'on voulait obtenir la compensation. Si l'on maintient la force éleclionioliice <?o qui compensait le phénomène à la pression atmospliéri(jue, on conslate que, dans le vide de Crookes, sous l'action des rayons de Rontgeu, le platine se charge positivement. Le couiant de diaige, mesuré à l'aide du quarlz, est de l'ordie de grandeur de io~'*^ ampère quand on utilise, à iravers les fcnêlres/ recouvertes d'aluminium mince, une surface d'environ 3o^'"^ placée à 6*^™ de la source / des rayons de Ronlgen.

Ce courant est assez faible pour- qu'on puisse dire : Tant

Fig. 3i.

d l'alectron^ctru cartz

qu'on n'opère pas dans un gaz raiéfîé, les rayons secondaires provoquent la conductibilité des gaz en y libérant d'r/^'rt/<?.9 quaniilés d'électricité positive et négative. INIais dans un gaz laiéliéron voit (|ue l'inllrrcnce des charges négatives des rayons secondaires apparaii; alors les i ayons X déchargent les (;orps rrégalifs plus rapidcrrreni qire les (M)r'ps positifs, ou même ils augmenlent la charge des corps positifs. 11 est r enrarcjuable (|ue cetle dissvmélrie de la décharge pr*oduite dans le vide par- les rijyons de Ronlgen

OPIIQLK DKS RAYOIVS DE R<)J\ TG l'.lV . 1 53

qui frappent un métal lourd, est de même sens que la dissymétrie de la décharge des coriducteiirs frappés par les rayons ultra-violets de Hertz et de Hallwaclis.

Des résnlfats peu dillérents sont obtenus à l'aide de la disposition leprésenlée par Xa fig. 3i : la feuille métallique minc(* M est alors enroulée en cylindre, et la boite pi a te est remplacée par un secon d cyl indre métallique ABC D de mcMue axe que MM. On introduit le système MVJABCD dans le récipient V de verre relié à la trompe à mire ur"<*, puis on fer nie le récipient V avec \v couvercle de veri'c \' mastiqué an golaz. Avrc ce second clispossitif, on évite les rentiécs d'air pins lacilement (ju'avce le prenner.

Ces faits j)oti: raient, à la rigueur, s'explicjuer- par une variation coniinue de la force éleclromolrice de coniacl, qui cioiirait dans d'énormes proposions avec b^ degré de vide. Cetle manière d<î voir est peu vraisemblable (^). On explique, air (orjtraire, nettement bîs pbénomèncs en admettant (pje les rayons secondaires émis par- bs métaux err ex[)(''rieirce emporierrt avec eux de Télcctricité négatives (;t libèrent, dans le métal, la quantité complémerrtaii e d électricité positive. Le platiire transformant les layorrs de Runtgen considéiablement plus que l'aluminium, son émission d'électricité négative est de beaucoup plus considérable qire l'émission opj)Osée de l'aluminiunr, et le plalirre se charge positivenierrt.

On peut rcrrvci'scr- le phénomène err mettant Palumihiunr en M à l'irrlérienr- et le plalirre; mince (-p^^ de millimètre) autour de M en ABGD/ {fig. 3o) ou ABCD

(') On a démontré que, si l'on fait le A'idc de Crookes dans un récipient renfermant un condensateur dont les armatures sont formées de deux métaux M et N, la force électromotrice du couple MN n'en est pas altérée; elle est même indépendante de la nature du gaz ambiant, raréfié ou non, tant que l'on ne chauffe pas les métaux JM et N dans le vide de manière à en faire dégager les gaz inclus et à les remplacer par un autre gaz. (Bottomley, ^.--4. Report, iS85; Spiers, Phil. Mag. t. XLIX, particulièrement p. 70, janvier \<;)00.)

l54 G. SAGIVAC.

i^fig' 3i). On conslale alors que raluminium intérieur M, soumis à l'émission secondaire du plaline, recueille de l'électricilé négalive.

jNous avons fait varier la nature des métaux et constaté en particulier que le plomb et le platine sont parmi les mélaiix qui émettent le plus de charges négatives sous l'action des rayons X. Viennent ensuite l'étain et le zinc. Quant à l'aluminium, des expériences faites avec une enceinte de Faraday tapissée extérieurement d'aluminium et lecevant des rayons de Runigen semblent montrer que les rayons secondaires assez pénétrants de ce corps sont, comme les rayons de Rontgen générateurs, dont ils diffèrent peu, sensiblement dépourvus de charge éleclri(jue.

L'intensité des charges élecliiques négatives des rayons secondaires du métal INI, étudiées avec la disposition de la fig. 3i, ne s'affaiblit pas considérablement lorsqu'on compare un appareil dont l'enveloppe de verre V est relativement mince (.> millimèlre) à un autre où elle est plus épaisse (3™"'). Avec le dispositif de la^/^. 3o, les rayons X pénétrant dans la boite ABCD par les fenêtres à travers une feuille d'aluminium d'épaisseur de —^ de millimètre, l'interposition d'une glace de verre de 5'"'" sur h; trajet des rayons de Rontgen affaiblit le phénomène, mais en le laissant couqiarable à ce qu'il était d'abord; l'interposition d'une lame d'aluminium d'un demi-millimètre sur le trajet des rayons de Rinitgcn réduit à peine (moins de-p^) l'électrisation négative des rayons secondaiies du platine. Les charges négatives des rayons secondaires proviennent donc surtout de l'action exercée sur le métal ]\1 |)ar les rayons X les plus pénétrants du faisceau incideni. Ce fait est analogue à celui cpii a été signalé à propos de l'activité électri(|ue des rayons secondaiies (fOi/'Chap. 11, § J et /, et Cbap. III, § 2 et 4), mais il est ici encore bien plus marqué.

Le ra])pioclicmenl précédent est en accord avec celui

OPTIQUE DES HAYONS DE KOJNTGEJV. l55

que l'on peut faire au sujet du pouvoir de pénéiration des charges négatives lancées par le métal M. Quand, au lieu d'opérer dans le vide, nous avons opéré, M. P. Curie et moi, en plongeant le condensateur MN dans un diélectrique tel que la paraffine, l'éboniie, le phénomène de rémission d'éleclricilé négative de M en N disparaissait sensiblement. Dans le cas seulement où M et N n'étaient séparés que par une fraction de millimètre de paraffine, l'électromètre accusait encore une faible charge correspondant à des courants de l'ordre de lo"'^ ampère; les varialions de ces faibles courants avec la nature des métaux M et N s'accordaient à faire penser qu'ils étaient dus à l'émission par les métaux lourds de charges négatives rapidement absorbées par la paraffine au voisinage du mêlai.

Une expérience directe m'a d'ailleurs montré le faible pouvoir de transmission (^) de l'émission électrique du plomb, par exemple : une moitié longitudinale du cylindre de plomb épais MM ^fig- 3i) est recouverte d'une feuille d'aluminium battu dont l'épaisseur calculée d'après la surface, le poids et la densité 2,7 est de 0,46 micron. Les rayons X frappant le côté nu du cylindre, j'observe, à la pression o"'"',ooi de mercure, un courant de l'ordre de io~'*^ ampèie dû au bombardement d'électricité négative issue du plomb nu MM; c'est-à-dire que le plomb MM se charge de la quantité complémentaire d'électricité positive et il faut, pour le maintenir au potentiel zéro pendant 32%2, disposer sur le plateau du quartz piézo-électricjue une masse de 5ooS'' en l'abandonnant progressivement à l'action de son poids. L'appareil W, une fois retourné de 180 degrés autour de son axe, de manière que les rayons X frappent maintenant la face de plomb recouverte d'aluminium batiu^ l'émission d'éleclricilé négative par le plomb à travers

(^) La transmission étudiée ici peut avoir lieu en partie ou en totalité par diffusion postérieure; la même remarque s'applique d'ailleurs à la transmission de l'action électrique de décharge ou de l'action radiographique des rayons secondaires des métaux lourds telle qu'elle est étudiée Chap. II, § 5 et 6.

l56 a. SAG>AC.

celle feuille craluniiiiiuin coriespond à un poids de oog»' pour 53% 5 c'est-à-dire n'est plus que les ~ de celle du plomb nu. Ce coefficient de iransniissiou des charges électriques est assez, peu différent de celui que préseuleraieiit les rayons cathodiques exlérieurs à un tube à vide dans les expériences de Lenard. 11 est aussi comparable à cilui de l'aclion électrique de décharge des rajons secondaires, déjà étudié (Chap. Il, § 5 et 6) et à celui de l'action radiographique (loc. cit.).

Il importe de remarquer que les mesures des courants d'électricité négative issue des inélaux lourds frappés par les rayons X ont, j)Our des conditions expériinenlales données, un sens absolu; la quantité d'ébctricilé transportée par les rayons secondaires est, dans un vide sufiisamment poussé, indépendante de la dislance paicouiue par les rayons secondaires*, nous avons vu, au contraire, que les intensités des actions élcctri(]ues radiogiaphiques ou radioscopiques des layons secondaires, et aussi des rayons X, dépendent du mode d'utilisation des rayons et, en parliculier, de l'épaisseur- d'air du condensateur éleclri(pie et de la couche phoiographi(}ue ou luminescente qui les reçoit (voir Chaji. III, (in du § i). 11 ne parait d'ail leurs y a voir aucun lier) simple en iierénergie des rayorrs secondaires telle qu'on pourrait la mesnrerau moyen d'rrtr bolomètre fondé sur* l'éc haulfement d'urr métal par- ces rayons et la (juanlité d'électricité Jiégative qu'ils transportent. L'ensemble des faits observés conduit à penser (jue VciiLissioii électrique secondaire des métaux lourds possède des propriétés analogues à celles des rayons calhodicjues et des rayons déviables du radium : les parlicrrles d'électricité négative des i-ayorrs sont <-apables de dissocier l'éle(-tr-icilé neutre d<s particules d«'s gaz en (prantités d'électricités positi\c et négative considér-.il)lement sirpérieuresà la f|uaniiié d'électricité rrégativc; des layons, tant du moirrs (jue le gaz étudié n'est pas trop rarélié. Il ne faut j)a.s conloirdrc I;» j)i()diuli()n de ces rayons lalho-

OPIIQUE DES RAYOJNS DE HOINTGEN. 1 5"

(lï(|ue.s, fjui, dans le vide el même en l'a])sence de tout (^Ijamp électii(|ue, émanent dn métal M frappé par les rayons X, avec la production di'jn signalée (§ 1 el 2) dun flux d'éleetricité soit positive, soit négative, dans un gaz soumis au champ éleeliii|ue.

Nous avons vu que l'acli(ni des rayons X et des layous secondaiies sur- les gaz n'est pas esseutielh^neut dillerenle de l'action des rayons uhi a-violets {■tudiés par Lenard. D'autre part, rémission de rajorjs cailiodicpK s par un métal lourd que fiappent les rayons X n'est pas plus élraiige que le pliénomène analogue produit par les rayons ullrn-viol(Us : le professeur Ptigbi (') et, plus récemment, le prolésseui P. Lenard (-) ont eu effet irouvé qu'hn métal frappé par les rayons uhra-violets émet un tlux d'électricité négative, même lorsque la surface méialli(|ue frappi'C par les rayons n'est pas élechisée. Cette émission a les caraclèies de ravons (alhodiques particulièrement absorbaldes et 1 étude n'a pu en être faite par le piofesseur Lenard (pie dans le vide de Croukes.

J^'élecirisation négaiive des rayons secondaires fournit donc une analogie nouvelle entre les rayons X el les rayons ulua-violets. Jl devient alors de plus en plus piobable (lu'il y a, dans les rayons secondaires, des rayons non élecirisés de l'espèce môme des i ayons X incidents qui les produisent en se diffusant ou se tiansformant (^).

(' ) A. KiGHi, Atti cl. R. Ace. cl. Lincci, p. 8i; 1890.

(-) P. Lenard, Erzeugung von Katlioclenstrahteii clurch ultraviolettes Licht (Drude''s Annalen d. Pliysik, L, il, p. 359-870; 1900). Cette émission d'électricité négative permet au professeur l^enard d'expliquer la déperdition d'électricité négative sous l'action des rayons ultra-violets.

(^) Mes recherches me portent à penser qu'il existe de tels rayons neutres (non électrisés et non déviables). C'est aussi ce que le professeur Dorn indique dans la Note déjà citée (y^ô/ta/ic/. d'. Naturf. Gesell. zu Halle, t. XXII, p. 10-42; 1900). Il dit (p. 40) que les rayons secondaires de l'aluminium ne sont [)as déviés par le champ magnétique, et (p. 40 ^ue le plomb, le platine, l'étain, le cuivre émettent à la fois des rayons déviables et dos rayons non dcviables.

l58 G. SAGNAC.