OPTIQUE DES RAYONS DE IIONTGEJV

feuille de papier blanc/;/;, convenablement éloignée, est bordée crunt? ou deux franges de diffraction de Fresnel( ' ). Quand le ])ord c de l'écran mobile est enfoncé de plus en plus dans la pénombre r^or: du bord fixe «, on voit s'cdacer graduellement la fj'ange giise de diffraction qui indiquait un minimum réel d'éclairement: en même temps apparaît de plus en plus nettement, en borduie de la frange grise de diffraction, du côté de l'ombre, une frange brillante qui subsiste bientôt seule, poui' la position c, c\ de l'écran mobile, et se trouve alors à la limiie y, de la pleine lumière et^ de la pénombre du bord c, ; de même le bord fixe a projette une frange brillante analogue en r: à la limite de sa pénombre; ce sont là des maxlmiuns apparents d'éclairement (*).

Si la soui'ce de lumière est remplacée par une source de rayons de Ronigen ayant même diamètre apparent, le phénomène enregistré par une couche sensible phologra- ])hique pour la position c, c\ de l'écian est le même que pour la lumière. Mais pour la première position c c' , tandis que les rayons lumineux dessinent sur la couche sensible un phénonjène réel de diiïi action, les rayons de Konlgen continuent à dessiner un maximum apparent situé à la limite y de la pénombre ; c'est la seule diflerence nette que j'aie pu observer entre les rayons de Rontgen et les rayons lumineux en ce ([ui concerne les phénomènes actuels.

( ' ) En toute rigueur, il faut tenir compte du fait que le diamètre apparent utile Ô varie légèrement avec la position du point y dans l'étendue même occupée par les franges de diU'raction. C'est un problème de diffraction par deux écrans successifs.

{') Cette expérience réussit bien au soleil, àcoadition que le bord a soit assez éloigné (à quelques mètres par ex cm pie) de l'écran/?/? sur lequel il projette sa silhouette- Dans Je cas du soleil, comme aussi d'une source qui n'a pas de bords rectilignes parallèles aux bords a^c des écrans employés, le point anguleux a du gradient de i'éclairement i/ig. 3) ne peut exister mèmesi l'on néglige l'influence de la diffraction. Mais il y a encore près de a une rotation rapide de la tangente à la ligne du gradient.

24 n. SAGWAC.

Le cas de la difTracliou de la lumière étant laissé de côté, voici maintenant les divers résultats obtenus pliotographiquement avec un pinceau de rayons lumineux ou de rayons de Rontgen, défini par deux fentes AB et ab. Les maximums apparents a et a' {fig- 3), correspondant aux li miles t: et t:' des pénombres des bords a et Z?, coniprennent nécessairement une zone moins impressionnée m. Si la fente ah est plus étroite que AB {fig. 5), les deux maxi-

Fi2-. 5.

a.\ ib o

A nt^TV P'

Po p-> Po

mums correspondant à t: et t:' se rapj)roclient quand le plan de la couche sensible est déplacé au-dessous de pt p^ ; ces deux maximums se réunissent en un seul quand le plan de la couche sensible PaPa passe par la droite C, intersection des plans Au et BZ>; le minitnum intermédiaire a graduellement disparu. Au delà de C, pour la position />?2/^2 de la couche sensible, les deux maximums reparaissent séparés en t:' et tt, toujours aux bords des pénombres, mais intervertis ; c'est-à-diie que le maximum tî maintenant situé à droite correspond au maximum t: situé à gau(he dans le cas de p\Pi : c'est le maximum iz toujours situé sur le plan Aa qui subsiste seul quand on enlève l'écran />/»'; au contraire c'est tJ ^ situé sur le pian B /;, qui correspond dans les deux cas au bord b de l'écran b// .

De même, la silhoucUc d'une tige ab (Jig. 6), projetée

OPTIQUE DES RAYONS DE UOJNïGEiV. 2^

par les rayons issus d'une fente AB parallèle à ah^ est bordée exlérieuremenl de deux maximums en [3 et ^' . Si la plaque sensible pp est placée au delà de la droite C, intersection des plans ka etB6, et, par suite, au delà de l'ombre

Fie. 6.

-piii? p#> P

pure projetée par ab^ le milieu de la sîlbouette de ab sur pp correspond à un éclairenient sensiblement uniforme de Tc en Tz' \ l'éclairement est continûment croissant de t: en p et de II' en p', puis de nouveau sensiblement uniforme; le gradient réel de l'éclairement est très voisin de la ligne brisée w'^'y/a [^ w. Dans ces conditions, en même temps que des maximums d'impression en ^ et P', la plaque sensible présente des minimums d'impression en a et a^, c'est-à-dire là où elle enregistrerait des maximums si la tige ab était remplacée par une fente de même largeur et de même position ; la région M comprise entre a et a' présente naturellement un maximum relatif d'autant plus net que a et cf! sont plus rapprocbés; l'eifet produit en a M a' par une lige ab est ainsi complémentaire, en quelque sorte, de l'effet que produirait une fente ab.

Ces divers résultats sont compris dans l'énoncé suivant :

36 G. SAGJNAC.

L'impression radio graphique, photo graphique ou rélinienne est maximum ou minimum là où la ligne qui leprésenie la variation réelle de réclairemenl présente un point anguleux, ou du tnoins une inelinaison rapide de sa langenie.C'estun maximnnid'inipression si la pointedeTangle est dirigée vers le haut (par exemple, j^ et p\ Jig» 6); c'est un minimum si la pointe de l'angle est dirigée vers le bas ( * ) (par exemple, a et c/J ^ Jig. 6). Cette loi a été vélifiée dans les diderenls cas eu mesurant les distantes qui

( ' ) Il resterait à approfondir les lois photomélriques du phénomène, c'est-à-dire à rechercher l'influence de l'intensité de l'éclairement et de la forme de son gradient sur l'intensité des maximums et minimums apparents. Il est déjà évident, et Texpérience confirme que : la netteté d'un maximum ou d'un minimum diminue graduellement à mesure que l'angle du gradient de l'éclairement, correspondant à ce maximum ou à ce minimum, se rapproche de 180", ou encore lorsque cet angle se trouve de i)lus en plus rapproché d'un angle dirigé en sens inverse, de façon que les deux ell'els inverses, maximum et minimum, empiétaht l'un sur l'autre, tendent à s'edacer mutuellement.

Depuis que j'ai indiqué la loi de distribution des maximums et minimums de l'impression radiographiqne, photographique ou rétinienne {Société française de Physique, séance du i5 janvier 1897), M. Wind a repris cette question et a trouvé des résultats entièrement d'accord avec les miens (C.-II. Wind, On maxinia and mininia of apparent briglitness residting front optical illusion. Académie royale d'Amsterdam, 24 juin 1S98). Ce Mémoire de INI. Wind renferme de belles expériences sur l'illusion optique dans le cas de la vision et de la photographie réalisées au moyen de disques tournants ajourés suivant diverses lois. Dans un travail plus récent, M. C.-U. AN'ind insiste sur le fait qu'un maximum ou minimum apparent devient invisible à l'œil, si, au moyen d'une feuille de papier noir qui respecte la région même du maximum ou du minimun), on cache la région adjacente. Cela démontre bien <|uc les f)hén(>méncs en (jnestion sont des apparences dues à l'influence des régions voisines {Physikalische Zeitschrift, n° 10, S. ii2-ii3).

H convient d'ajouter que M. C.-II. Wind ne connaissant n)on travail que par le bref résumé de mon article du Journal de Physique, {'S' série, t. VI, p. 17.'}), a reconnu, à peu j)rcs indépendamment de moi, les lois du phénomène. Enfin ]M. C.-II. \\ ind a retrouvé un ancien travail de INI. K. Mach qui signale les maximums d'éclairement à ritit('iif'ur de la silhouette d'une fente éclairée par la lunuèrc issue «l'une fente parallèle (Wiener Sitzungsbcrichtc, 2 Abt. 52, S. ^oo ; j'i, S. i.Ji, ;i(j;;; ')-, s. m; i8GG-i868).

OPTIQUE DES r.AYOINS DE HÔWTGEN. 'l'J

séparent les iriinimumsel les inaximiinis, par exemple ttt:' et 0^^ dans le cas de la fig. 6.

Il est indispensable de lenir compte de celle loi pour interpréter correctement les pariicularités des silhouettes projeiées parles rayons deRôiitgen ou les rayons lumineux, et pour ne pas altribuer à une [)ropriélé spéciale du faisceau de rayons éindié, par exemple à une réfraction ou à wue diffraction^ des pliénomènes (jui résultent du mécanisme de formation des silhouettes sur les couches sensibles photoj^raphiques ou sur la rétine. Par exemple, les systèmes de fentes ou de tiges h bords parallèle<i produisent des apparences de franges de diffraction dont les positions dépendent, connue il a élédit, de la distribution des pénombres et ne suivent pas du tout les lois géométriques de la diffrac' //o/i. Il en résulte que si l'on assimilait ces franges apparentes à des franges de dinVaciion, les longueurs d'onde des rayons de Pionigen ou des rayons lumineux, déterminées d'après celle fausse interprétation, varieraient à'uwG expérience à Tau Ire ave(; les largeurs des feules ou les dislances des écrans. Cette circonstance aurait pu avei lii' plusieurs observateurs de l'erreur d'interprétation qu'ils ont ainsi

commise (* ).

Mainlenanl, si l'on cherche à quoi tient la production

de ces maximums et minimums d'impression, on peut admettre que V impression en un point d'une couche sensible photographique, ou de la rétine d'un œil, n'est pas uniquement définie par l'éclai rement que les rayons de

(^) M. Kummell a cru démontrer de cette manière que les rayons de llontgen ont une longueur d'onde voisine de 3 microns et en a déduit qu'ils ne peuvent pas être des vibrations transversales de l'éther lumineux {Abliand. d. Naturf. Gesell. in Halle, t. XXI). MM. CalmettectG.-T. Thuillier ont cru trouver des longueurs d'onde du même ordre de grandeur {Comptes rendus, t. GXXXII, p. 877; 1896). Au contraire, M. L. T'omm trouve o,oi4 micron ( Wied. Annalen d. Physik, t. LIX, p. 35o; 189G); M. J. Prccht trouve 0,016, 0,06 et o,83 micron {loc. cit., t. L\I, p. oJ.3-3Go; 1897); et plus récemment M. Maier

28 G. SÀGJNAC.

Rontgeii ou les rayons de Jumière incidents produisent réellement en ce point; elle dépend aussi de la loi de "variation de V éclairenient dans le voisinage du point considéré; en d'autres ternies, il y a action à distance des points voisins siw le point considéré. Cette hypothèse une fois admise, il est aisé de voir que l'action à distance d'un point sur un autre ne doit pas v renforcer l'action directe des rayons incidenls; ce doit être une action secondaire destructive. En effet, en un point p de la couche sensible (soit photographique, soit rétinienne) où se produit un niaxiniuni apparent ^ {^ftg- ^)î Taclion secondaire émane des divers points de la couche sensible compris dans un petit cercle de centre p. L'action du demi-cercle de droite (pointillé sur \3i fig. 6) est la même pour le point p situé à la limite de la pénombre et pour le point p, situé dans la région de plein éclairement; la dilférence porte uniquement sur la moitié gauche du cercle, laquelle est plus virement éclairée pour p, que pour p ; puisque Je résultat est une impression plus faible en pi qu en p, il faut admettre que l'impiession diminue quand raclion secondaire provient de points plus vivement excités; on est ainsi conduit à admettre que V action secondaire a un effet négatif al tend à diminuer l'impression produite par l'action directe des rayons incidents. Il est facile de voir, de même, que le niininiuni a d'impression correspondant au point t: (fi g. 6) est dû à une augmentation de l'action secondaire destructive; le cercle tz de la couche sensible

commet encore la mùrnc erreur que INI. Fomm dans des conditions comparables {loc. cit., t. LXVIII, p. 903-916; i'^99).

IM. Villari a r<'lrouvé (Lincei, 11 juin 1898), sans les cxj)liqucr, des maximums et minimums d'impression dans les radioj;raplues obtenues avec des tubes de Crookes et aussi avec des lubes focus. Dans ce dernier cas, les pénombres les plus larges sont fournies par la source étendue constituée par le verre du tube focus, qui émet des rayons de HiMilgen sous l'innucnce des rayons cathodicjues dilVusés par la lame focus.

OPTIQUE DES rvAYOMS DE HUINTGEN. 29

est, en effet, plus vivement éclairé, dans sa moitié droite, que le cercle ti,, relatif à un point voisin, et il Test autant dans sa moitié gauche (').

En résumé, les phénomènes ne paraissent pas explicables au moyen d'une irradiation^ en entendant par ce mot la diffusion, sans transformation, des rayons incidents autour de chaque point de la couche sensible. Mais ils pourraient peiiL-être s'expliquer par une émission secon^ daire de rayons transformés capables de détruire en partie l'effet des rayons incidents, de même cjue l'action d'une lumière rouge sur une plaque photographique est capable, dans certaines conditions, de diminuer ou même d*effacer YimpressioJi due* à une action antérieure d'une lumière bleue. Du moins, je pense (|ue le phénomène lient à ce que soit la formation de V image latente lors de Taction des rayons sur la couche sensible, soit la formation du dépôt d' argent dans le hain de déueloppementy ou, de même, la production de l'image visuelle sur la rétine, provoquent en chaque point une modification de la couche photographique ou rétinienne jouissant des deux propriétés suivantes : cette modification s'oppose en chaque

( * ) Ici l'intensité de l'éclairement en ir, n'est pas nulle. Au contraire, dans l'expérience des deux fentes {fig. 3 tlfig. 5), l'intensité de l'éclairement s'évanouit aux bords o, o' de la pénombre {Jîg. 3). L'éclairement étant nul en j3, à gauche de o ou à droite de o', il ne peut plus y avoir de minimum en o, ni o' . Mais on conçoit que l'impression photographique, après avoir diminué de a vers o à partir du maximum a, se relève avant d'atteindre le bord géométrique o de la pénombre, parce que l'efTet secondaire destructeur en o, insignifiant dans le demi-cercle de droite, est nul dans le demi-cercle de gauche; et, en effet, sur les photographies ou radiographies obtenues, on voit à droite de o et à gauche de o' {fig- 3) un maximum d'impression séparé naturellement du reste de la pénombre par un minimum; les deux minimums ainsi produits vers les deux bords de la pénombre seraient, dans cette manière de voir, purement relatifs, comme le minimum m compris entre a et a'; ils sont très nettement éloignés des bords o et o' de la pénombre, tout près desquels se trouvent les maximums signalés.

3o G. SAGNAC.

])oint à la coiuinualioii de Taclion première des rayons; elle se transmet autour de chaque point dans un })eiit cercle d'activité. Admettre, dans le cas de la photographie, cjue le phénomène se produit pendant l'opération chimique du développemetU leviendrait à dire que chaque élément de la couche sensible emprunte, par diffusion, aux éléments voisins une parlie de leur sel d'argent. De même, dans le cas de la \ision, la perception de l'image rétinienne exigerait une opération chimique dont les matériaux seraient des substances susceptibles de diffusion, capables de se transporter rapidement d'un élément de la rétine à un élément suffisammerit voisin.

Je ne puis actuellement rien dire qui permette de rejeter celte dernière forme d'hypothèse. Mais voici uir argument plutôt en faveur de la forrue de 1 hypothèse qui fait intervenir seulement la formation de Timage latente, indépendamment des particularités du développement, et qui pourrait être en particulier l'hypothèse indicpiée tout à riieuie des rayons transformés destructeurs : celle hypothèse, en effet, s'appliquerait encore au cas de V inipression uniforme d'une su/ face sensible, sans aucune varia' tion de l'éclairement dans l'intérieur' du contour (pii limite la surfa<e. Or l'expérience a démontré, du moins dans le cas de la lirmière, que, si le temps de Tillumination de la couche sensible va en augtireniant, l'image latente se développe en noir de plus en plus intense yz/.ç- (]U(L une certaine liniife seulement ^ celte limite une fois atteinte, l' intensité du dépôt d'argent produit par le déi'etoppement va en diminuant et, pour un temps d'exposition suffisant, peut nrème devenir assez faible (^élat neutre). Cela me parait inexplicable autrement que par l'hypothèse d'une double action de la lumière : il y aurait, je [)ense : i" une modilication du sel d'argent telle que les particules ainsi altérées jouissent désormais d'un ensemble

OPTIQUE DES HAYONS DE IIOWTGEN. 3l

(le propriétés nouvelles (') donl l'une serait celle iVêtre réduites clans le bain de développement, bien qu'il ail été jusqu'ici impossible de déceler aucune décomposition chimique du sel d'argent insolé avant qu'il soit plojigé

(*) J'ai insisté dans une Note des Comptes rendus de l'Académie^ des Sciences (t. CXXV, p. i68; 19 juillet 1897), ^^ aussi Revue générale des Sciences (3o avril 1898) sur l'idée qu'une uiême substance exposée à un i-ayonnement acquiert d'un seul coup un ensemble Aq propriétés nouvelles qui sont autant ô!aspects divers d'une même modification de l'état du corps; telles sont : la conductibilité électrique des sels d'argent insolés (S. Arriienius, Wien. Berichte (2), t. XCVI, p. 887; 1887); V image latente acquise par les mêmes sels sous l'influence des mêmes radiations, c'est-à-dire la propriété de noircir ultérieurement dans le bain de développement photographique; la conductibilité électrique du soufre insolé (iMongkmann, Proc. R. S. L., t. XLVI, p. i36) et la propriété du soufre insolé de noircir à la vapeur de mercure pour donner une sorte AHmage photographique qui peut, comme je m'en suis assuré, se renverser par une surexposition prolongée au soleil; la variation de la conductibilité électrique du sélénium exposée à la lumière ( W. Smith, Amer. Journ. of Se, t. V, p. 3o2 ; 1881, et t. XX, p. 178; i885), laquelle dure un temps appréciable ( Bellati et RoMANESE, Nuovo Cimento (3), t. XI, p. 5; 1882, Majorana, loc. cit. (3), t. XXXV, p. 267; 1894) et change beaucoup (même de sens) avec la variété de sélénium employée (Fritts, Proceed. Amer. Ass.; 1884. S. Ivalisiier, Wied. Ann., t. XXXII, p. 108; 1887), qui augmente beaucoup quand on passe du sélénium amorphe au même sélénium maintenu longtemps à 210°, puis cristallisé par refroidissement (W. SiEMExs. Pogg. Ann., t. CLVI, p. 334; 1875); ces particularités ne sont ni plus ni moins singulières que les variations de sensibilité d'une émulsion photographique selon son mode de préparation; par exemple, la plus grande sensibilité du sélénium recuit de Siemens devenu cristallin n'est peut-être pas sans analogie avec la plus grande sensibilité que le gélalinobromure acquiert parla cuisson (mûrissement de l'émulsion ) en même temps qu'il acquiert un grain plus gros. Ce phénomène de la variation de conductibilité du sélénium a aussi été observé sous faction des rayons de Rontgen (Richard Tiirklfall et James Arthur Pollock, PJiil. Mag., b" série, t. XLII, p. 4^3, et Perreau, Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CXXIX, p. 956). Enfin, j'ai insisté dans la même Note sur l'intérêt du rapprochement des deux phénomènes suivants : i" phosphorescence (ou fluorescence') , d'une manière générale : luminescence ; et 2'' actions photographiques. Ce rapprochement permet de mieux comprendre les belles expériences de Niepce de Saint-Victor {Comptes rendus de l'Académie des Sciences l. LX\', p. .k).') ; t. LUI, p, o.'î, ctc.j sur l'ac-

32 G. SAGKAC.

dans le bain révélateur; i"" une sorte de réaction du sel d'argent coutre la niodificaiion précédente, réaction qui s' opposerait à la continuation de la modification qui Va excitée. Cette réaction dont l'existence pourrait peut-être avoir quelque analogie avec la loi de Lenz, aurait, en particulier, les deux propriétés suivantes : i° elle se transmettrait d'un point à un autre, peut-être par rayonnement

tivité rayonnante des corps insolés; il permet de ramener à un seul phénomène les deux faits suivants : i° des rayons lumineux peuvent détruire l'image latente produite par des rayons de longueurs d'onde différentes, phénomène remarquable surtout en daguerréotypie (Claudet, Ann. de Chim. et de Phys., 3« série, t. XXII, p. 332); les rayons rouges font complètement disparaître, après un certain temps» la propriété de fixer la vapeur de mercure que les rayons bleus, par exemple, ont antérieurement communiquée à la plaque de Daguerre; 2* les rayons lumineux rouges ou infra-rouges peuvent détruire l'état spécial qui caractérise un corps, insolé à la lumière bleue ou ultraviolette, par exemple; ils provoquent alors, sous forme d'émission lumineuse {phosphorescence activée), le dégagement de l'énergie emmagasinée par le corps lors de son illumination (Becquerel, la Lumière). Sur ces derniers points il y a une certaine analogie entre les rayons de Bontgen et les rayons lumineux. M. P. Villard a en clTet montré que les écrans fluorescents au platinocyanure de baryum ou de potassium employés en Radioscopie perdent partiellement leur sensibilité sous l'action prolongée des rayons de Hontgen; on leur rend cette sensibilité en les exposant à la lumière, d'où l'auteur tire des effets d'aspect curieux (expériences de V écran magique; Société française de Physique, séance du 20 mai 1898). J'ai fait remarquer {loc. cit., à la suite de la Communication de M. P. Villard) que ces expériences de récran magique viennent appuyer par un bel exemple les «na/o^/e* que j'avais signalées antérieurement {voir plus haut) entre les modes d'action des rayons de Htintgcn et des rayons lumineux sur les corj)s luminescents, et je rappelais à cette occasion les phénomènes analogues j)résentés par les jflar/ues photographiques. Juslcmcnl j'ai pu constater plus tard et signaler incidemment {Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CXXVIII, p. 3oo; 3o janvier 1899) le fait que des rayons lumineux peuvent parfois diminuer l'action photographique antérieure ou simultanée des rayons de Hiintgcn. M. P. Villard a étudié en détail ce phénomène à la même épo(|ue {Société française de Phy- Mirjtic, séance du 17 février 1899; Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. CXXVIII, p. 237; 23 janvier 1899) et a signalé de son côté Taiialogic (|u'il j)résente avec les phénomènes i\Q renversement de l'image latente dugucrriennc.