OPTIQUE DES RAYONS DE ROJXTGEN

rayonnante S, on introduit progressivement un second corps opaque B, le faisceau G des rayons qui éclairent la pénombre du bord de A tourné vers B est supprimé dans une région F de plus en plus étendue. L'ombre pure de A s'étend dans la région F vers la silhouette de B, qui semble

Fis:. I.

ainsi Vattirer. Si l'éclairement de l'écran E est assez intense, les pénombres ne paraissent guère distinctes de la pleine lumière et le bord apparent de la silhouette de A est défini par un contour très voisin de la limite de l'ombre pure ^ la silhouette du corps A envaliit alors une région F qui ne semblait pas lui appartenir avant l'introduction du corps B, et l'illusion d'une attraction devient très frappante.

On peut le constater en observant les silhouettes projetées par une source lumineuse étendue sur un écran diffusant ou par une source étendue de ra^'ons de Rontgen sur un écran fluorescent au platinocyanure de baryum.

On peut aussi enregistrer ces silhouettes sur des plaques sensibles \ pour les photographies et les radiographies ainsi obtenues, l'accroissement du temps de pose peut augmenter la netteté du phénomène. Dans le cas général, la partie déformée de la silhouette du corps A, ayant une pénombre rétrécie à la suite de rintroduciion du corps B, prend un contour plus net, tandis que le contour de la silhouette de

A demeure relativement diffus pour les parties de A qui pénètrent moins profondément dans la pénombre deB ou qui sont extérieures à cette pénombre ; la déformation de la sillîouetle et son auemenlation de nelteté sont localisées .

D'après ces principes, il est facile d'expliquer les divers cas de déformations des silhouettes, dont voici (juelqties exemples pour le cas de deux écrans successifs seulement :

La silbouelle d'une tige A, pénétrant dans la pénombre d'un écran B obliquement au bord de B, apparaît incunée el déviée comme si les rayons qui projettent la silhouetle étaient déviés en passant pi es de la tige A.

Si le corps B est un système de tiges parallèles, la tige A

Fi g. 2.

apparaît en silliouelte comme brisée en une série de fragments incurvés vers la normab; aux lig(is B, ou comme transformée en une soricde torsade.

La //g-. 9. reproduit la pljoiographie obtenue en plaçant

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devant une source circulaire un anneau opacjue assez étroit pour ne donner qu'une pénombre sur une plaque sensible; entre l'anneau et la plaque sensible étaient disposées parallèlement cinq liges opaques A,, Ao, .. . , A5 assez étroites pour ne projeter que des pénombres. Ou voit que les liges présentent des ombres pures en pénétrant dans la pénombre que projette l'anneau 5 elles paraissent s'y élargir et s'y incurver, sauf la tige centrale A3 •, à l'intérieur de la silliouetle de l'anneau, les silhouettes des liges Ao, A4 ne prolongent pas les silhouettes extérieures. La lige A{ est comme dédoublée et la tige A5 est comme brisée dans le milieu de la pénombre annulaire. Ces dernières singularités tiennent à ce que le diamètre apparent de la source, vue du milieu de la hauteur de la tige A, , est divisé par l'anneau en deux parties projetant chacune une ombre particulière; le milieu de la silhouette de A^ est projeté par la partie gauche de la source, tandis que le haut et le bas de la silhouette de A5 sont projetés par la partie droite de la source et se trouvent, par suite, déplacés à gauche.

Avec un tube de Crookes où la source des rayons de Rontgen est une étendue notable de la paroi de verre exposée aux rayons cathodiques, les anomalies signalées apparaissent comme avec une source lumineuse de même position et de môme diamètre apparent (^). On peut faire disparaître à volonté le phénomène «i l'on diaphragme suffisamment la source des rayons de Rontgen de manière à supprimer sensiblement les pénombres, ou bien si l'on emploie un Lube focus où la source des rayons de Rontgen est d'étendue assez limitée (^).

Toutefois, le verre d'un tube focus émet lui-même

(') Cela explique les anomalies signalées en particulier par M, Mauritius {loc. cit. ).

(^) La source des rayons de Rontgen est particulièrement restreinte dans les tubes focus de petites dimensions de M. K. Colardcau.

l8 G. SAGKAC.

tirs rayons de Runigcn sous rinfliience des rayons rallio- (lifjucs que la lame focus lui envoie par dillusion ; un certain nombre d'apparences tiennent à cette association d'une étendue rayonnanie notable à un centre d'émission relativement intense (* ).

D'une manière générale, il faut tenir compte de la variation de l'éclat intiinsèque d'un point à l'autre de la source et de la forme des parties les plus actives de la source. Par exeni])le, la radiographie d'un petit corps peut avoir uue forme annulaire ; il sullit qu'elle soit faite au moyen d'un tube de Crookes dans lequel les rayons cathodiques forment un faisceau conique creux; la paroi de verre frappée par ce faisceau (orme alors une source de rayons de llcintgen dont l'éclat est maximum suivant une zone annulaire (').

Quand la source ravonnante est diaphragmée, il faut souvent tenir compte de VJiistoire des rayons reçus par le diaphragme. Par exemple, si la source est déplacée devant une fente F perpendiculairement aux bords de F, la jiénonibre d'un lil /"projettîe par F appaïaît diminuéedu tôté où l'éclairement de l'écran a augmenté, et le milieu appajcfit de la silhouette du fîiy'est déplacé du côté où l'cclairement a diminué, comme si les rayons avaient subi une déviation. Celte apparence se présente, en particulier, pour la silhouette d'un fiiy^ piojetée pai' un tube de Crookes et une fente F^ il suftit d'exciter un champ magnéli(|ue (pii dévie le faisceau cathodique et, par suite,

(') G. Sagnac, Journal de Phys., 3* série, t. VI, p. 169; 1897. Voir ri-aprcs (noie de la nage 28 de ce travail) l'explication d'une expérience de M. Villari.

( - ) De même, les bords d'une flamme cylindrique creuse ont un éclat intrinsèque supérieur à celui du milieu de la ilamme; aussi une tige parallèle aux bords de la flaninie donne-t-clle sur un écran une silhouette plus sombre aux bords qu'au milieu; pour un éclairement ^u^(isa^t, celte sillioucllc dune li[;c apparaît coninie la silhoucltr de deux tisf"^ i^'uallèlcs.

OPTIQUE DES RAYOWS DE RUJNTGEN. ÎQ

la source de rayons de Rontgeii pour avoir V apparence iV une déviation magnétique des rayons de Runtgen,

Un faible déplacement de la soiuce parallèlement aux bords de la fente F produit un ellel analogue (') si les bords de la fente F n'ont pas été réglés bien parallèles au fiiy^ ce dernier elfet a précisément la même origine que l'effet de réfraction apparente des rayons de Runtgen qui a trompé un assez grand nombre d'observateurs et que MM. Hurion et Izarn (^) ont si bien signalé et expliqué.

On voit, d'après ce (jui piécède, quelles sont les précautions à prendre pour interpréter correctement les formes des silhouettes projetées par une source rayonnante de diamètre apparent sensible, cjuelle que soit d'ailleurs la nature du rayonnement. La comparaison avec les silhouettes projetées par une source lumineuse de même forme et de niême position est particulièrement précieuse. Il faut toutefois se souvenir que la lumière peut se réfléchir, se réfracter (^), se diffracter; les rayons de Rontgen se propagent, au contraire, très exactement en ligne droite; ils subissent seulement de la part de tous les corps qu'ils rencontrent ou traversent une dissémination ('•) sans aucune relation avec la réflexion ni la diffusion de la lumière sur les mêmes corps.

(') Depuis que j'ai signalé (Journal dePhys., loc. cit.) les interpré" tations des expériences de M. Lafay, sir G. Stokes, a donné {Comptes rendus, t. GXXV, p. 216, 26 juillet 1897) une explication des expé riences de M. de Metz, citées plus haut.

(2) Hurion et Izarn, Comptes rendus, t. CXXII, p. ngS; 1896. Le lecteur consultera fort utilement cette Note au sujet de l'explication du phénomène de réfraction apparente dans l'expérience faite au moyen de deux fentes verticales séparées à mi-hauteur par un écran horizontal.

(3) De la réfraction de la lumière peut résulter le changement de Vattraction apparente en répulsion apparente, comme je l'ai montré dans mon travail sur les Illusions de la vue qui accompagnent les défauts d'accommodation. {Société française de Physique, séance du i5 janvier 1897. 'Journal de Phys., 3" série, t. VI, p. 175.)

C) Voir la seconde Partie de ce travail.

6 , Maxunnnis et inlniniiuus aftparents d éclaireinenL. — Les ombres des bords d'une fente large, projetés par la lumière issue d'une fente suffisamment fine, présentent les franges de diffraction de Fresnel (^). Si la largeur de la fente éclairante augmente, l'influence de la dilfraciion disparaît graduellement-, cependant la rétine d'un œil qui observe Tombre sur un écran diffusant la lumière, ou bien une plaque pliolograpbique mise à la place de l'écran, enregistrent encore des maximums d'impression qui donnent l'illusion de frang<^s de diffraction et ne correspondent pas à des maximums réels de l'éclairement.

Par exemple, si deux fentes AB et ab {fig. 3), de

laîgeur commune égale h o*^"^, 2 sont à une distance peu supérieure à lo^"' ou 20^^'", une plarjue photographique pp^ placée à une distance du même ordre au delà de la seconde fente ab^ enregistre une frange brillante a, a' près de chaque bord o, o' de la trace du pinceau lumineux défini par les deux fentes. On peut obtenir une épr(;uve sensiblement ideuiiijue en plaçant contre la premièie fente A B, au lieu d'une source lumineuse, une aouice de rayons de Jiôntgefi

(') l)<'jà la icline do robservalcur, comme TavaiL remarque l'rcsncl {Œuvres, l. I, p. .l'jX, •533, B')/)), et aussi les couches sensibles pliotof;i;iplii(|u<'s n'enregislrciit pas exactement les positions des maximums ni (les iiiiuimiuris réels d'cclaircmcnt , c'csl-à-dirc les milieux réels des franycs.

OPTIQTJE DES HAYONS DE rvUJMTGEN. 2f

de largeur suffisante, particulièrement un tubedeCrookes émettant des rayons de Rontgen par sa paroi de verre. Dans les deux cas, les deux franges qui se dessinent sur la pla(jue sensible sont séparées par une distance égale à o^'", 2, c'est-à-dire à la largeur même des deux fentes; elles sont donc précisément aux limites tc et t:' qui séparent la région de plein éclairement r^rJ et les régions de pénombre tto

et Ti'o'.

Les maximums ainsi observés ne sont pas dus à la diffraction : chaque bande infiniment étroite, découpée dans la fente AB parallèlement aux borJs A, B, peut être considérée comme une source indépendante et projette chacun des bords «, b de la seconde fente avec des franges de diffraction; mais les franges de diffraction données parles diverses bandes ainsi découpées sur AB s'entremêlent dans toute l'étendue de la pénombre ot: du bord lecliligne a ou dans la pénombre o't:' du bord a' {fig- 3) et y donnent une distribution d'éclairement sensiblement dépourvue de maximum ou de minimum ('). L'éclaii ement aux divers points de la droite pp vaiie sensiblement suivant la ligne brisée oa,'j! o' dont les points anguleux a et cl correspondent aux limitesu et rJ entre la pleine lumière et les pénombres. Il faut donc admettre que des maximums

(') Rigoureusement, réclairement moyen en -k et x', défini par la superposition des ^ franges de diffraction produites par les différents éléments de la fente AB, est supérieur à l'éclairement des régions voisines de la zone tzrJ et il y a en ic et ti' un maximum d'éclairement. Mais le calcul montre que l'excès relatif d'intensité en tt et rJ est très faible dés que la largeur de la fente éclairante AB atteint plusieurs fois la largeur maximum qui permettrait encore de distinguer les diverses franges de Fresnel, ce qui est le cas de l'exemple cité.

Dans les mêmes conditions géométriques, l'excès relatif d'intensité serait encore beaucoup plus faible pour des radiations qui n'auraient que des longueurs d'onde 1000 fois plus petites que celle du vert moyen et, par suite, pour les rayons de Kongten, et cependant les franges enregistrées par les plaques sensible? avec les rayons de lloutgen ne sont pas moins nettes qu'avec les rayons lumineux.

22 G. SAGJNAC,

d'impression pliolograpliique ou réliiiieniie se produisent aux poinis t. et r:', bien cpi'il n'y ait pas réellement de maximums appréciables d ^clairement en ces poinis. En disposant, à la ])lace de la fenle AB, uu rnban de ])îaline porté à rincandescence par un courant électrique, je n'ai pu, en effet, déceler ni en t:, ni en —', aucun maximum létd d'éclaiiement en promenant la fente étroite d'une pile tbermo-électricjue de part et d'autre de ces régions où l'œil voyait, sur une feuille de papier blanc, une frange brillante qu'une plaque pliotographit|ue enregistrait aussi très bien.

Avec une source lumineuse, le passage du pbénomène léel de diffraction au pliénomène essentiellement rétinien ou pliotographiqne s'observe facilement en éclairant le ])ord d'un écran opaque avec une fente d'abord fine, qu'où élargit progressivement. On peut aussi observer la pénombre or, {fig. 4) <J'* bord (i d'un écran a' a projetée

Il ' \ J / LA.

par une source S de diamètre apparent A invariable. On introduit alors graduellement dans la pénombre o^tz le bord jcclilignc c, parallèle à rt, d'un second écran opaque ce' . l*oiir la position c voisine de la limite ao de l'ombre j)nie, le diamèiie apparent de la source S est réduit à une valeur o a^bcz faible et l'ombre de c observée sur une