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De même un prisme triangulaire droit qui a été activé et dont la base est posée sur une plaque photographique, produit sur celle-ci une impression qui est plus intense en face des arêtes que dans les régions situées devant les faces {PL III, fig. i).

Les expériences relatives à l'émission de rayons par la matière radioactive sous forte épaisseur donnent des résultats différents. Elles peuvent s'expliquer en admettant que l'émission par un élément de surface suivant une direction donnée, varie comme le cosinus de l'angle que fait cette direction avec la normale à l'élément de surface ( ' ). Une loi d'émission analogue a été trouvée pour les rayons renvoyés par une plaque qui reçoit un faisceau de rayons du radium normal à sa surface (-), et pour les rayons émis dans les mêmes conditions par la face opposée de la plaque (rayons transmis) (■').

103. Action du champ magnétique sur le rayonnement des corps radioactifs. — On a vu que les rayons émis par les substances radioactives ont un certain nombre de propriétés communes aux rayons cathodiques et aux rayons Riintgen. Aussi bien les rayons

(') GuEiNACHER, Pliys. Zeit.^ 1908.

(-) iMc CLELLA^D, Dublin Trans., 1906.

(') H. ScHMiDT, Phys. Zeit.^ 1908.

NATLRE DES RADIATIONS. I I

cathodiques que les rayous R intgen ionisent l'air, agissent sur les plaques photographiques, excitent la fluorescence, n'éprouvent par de réflexion régulière. Mais les rayons cathodiques diffèrent des rayons R 'mtgen en ce qu'ils sont déviés de leur trajet rectiligne par l'action du champ magnétique et en ce qu'ils transportent des charges d'électricité négative.

Le fait que le champ magnétique agit sur les rayons émis par les substances radioactives a été découvert presque simultanément par ]\IM. Giesel, Meyer et von Schweidler et Becquerel ( ' ). Ces physiciens ont reconnu que les rayons des substances radioactives sont déviés dans un champ magnétique de la même façon et dans le même sens que les rayons cathodiques; leurs observations se rapportaient aux rayons 3.

P. Curie a montré cjue le rayonnement du radium comporte deux groupes de rayons bien distincts, dont l'un est facilement dévié par l'action du champ magnétique (rayons p), alors que l'autre semble insensible à l'action de ce champ (rayons a et-' dont l'ensemble était désigné par le nom de rayons non déi^iables) (-). Il a montré de plus que le rayonnement facilement dévié est en moyenne beaucoup plus pénétrant que l'ensemble des rayons non déviés dans les mêmes conditions.

C'est sur un échantillon de polonium, préparé par lui, que M. Giesel a observé pour la première fois l'effet du champ magnétique. De tous les échantillons de polonium préparés par moi, aucun n'a jamais donné lieu à une émission de rayons genre cathodique doués de pouvoir ionisant. Il semble certain actuellement que dans le polonium de M. Giesel l'émission de rayons 3 était due à la présence d'une impureté radioactive étrangère au polonium.

H. Becquerel a montré ensuite qu'une partie des rayons de l'uranium est déviée dans un champ magnétique (•'). MM. Rutherford et Grier ont constaté la présence de rayons sensibles à l'action du champ magnétique dans le rayonnement du thorium (').

(') Giesel, Wied. Ann.^ novembre 1899. — Meyer et von Schweidler, Acad. Anzeiger Wien, novembre 1899. — Becquerel, Coriipies >-endus,(iécen)hvc 1899. (*) P. Curie, Comptes rendus, 8 janvier 1900. (^) Becquerel, Comptes rendus, 1902.

C) Rutherford et Grier, P/iil. Mag., 1902.

12 CIIAPITUE l\.

M. Debierne a constaté le même fait avec le rayonnement de l'actinium ( ' ).

Voici quels sont les procédés qui permettent d'observer la décomposition du rayonnement en rayons facilement déviés et rayons I3eu sensibles ou insensibles à l'action du champ :

I " On peut employer la méthode radiographique avec un dispositif dont s'est servi couramment H. Becquerel. La source radiante est constituée par du radium placé au fond d'une petite cuve cylindrique profonde dont s'échappe un faisceau de faible ouverture, comme dans la figure 91. La plaque photographique est orientée de manière à ce que son plan fasse un petit angle avec la direction du faisceau; le plan de cette plaque se confond sensiblement avec le plan du tableau. Le champ magnétique est normal au plan du tableau et dirigé vers l'arrière de ce plan. Le trajet des rayons est indiqué sur la plaque par la forme des impressions produites. Le rayonnement se trouve partagé en deux faisceaux : un faisceau de rayons [j, dévié pour un champ d'intensité modérée, et un faisceau non dévié dans les mêmes conditions; ce dernier comprend une partie très absorbable (rayons a), et un faisceau très pénétrant (rayons y). Une épreuve obtenue dans ces conditions est représentée dans la planche III, figure 2. Si l'on recouvre la cuve d'un écran, les rayons a sont absorbés par une faible épaisseur de matière, tandis que les rayons 3 persistent en même temps que le faible faisceau de rayons yj quand l'épaisseur de l'écran augmente, les rayons [j sont absorbés à leur tour et le faisceau v reste seul; ce faisceau constitue donc le résidu du rayonnement après forte absorption, ainsi que l'a montré M. Villard, à qui est due la découverte des rayons ■' (-).

■i" On peut aussi mettre en évidence l'action d'un champ magnétique d'intensité modérée au moyen d'une méthode de mesures électriques. Ce procédé a été employé par P. Curie ( =* ) qui établit ainsi, avant l'emploi de la méthode précédemment décrite, que le rayonnement du radium se compose de deux groupes suscep-

(') Debierne, Comptes rendus, 1900.

(-) Villard, Comptes rendus, 1900.

(') P. CuuiE, Comptes rendus, 8 janvier 1900.

NATCRE DES RADIATIONS.

tibles d'être séparés par l'action du champ. Voici quel était le dispositif expérimental employé :

Le corps radioactif A [flg. 9^) envoie des radiations suivant la direction AD entre les plateaux P et P'. Le plateau P est maintenu au potentiel de 5oo volts^, le plateau P est relié à un électromètre et à un quartz piézoélectrique. On mesure l'intensité du courant

Fig. o4.

qui passe dans l'air sous l'influence des radiations. On peut à volonté établir le champ magnétique d'un électro-aimant normalement au plan de la figure dans toute la région EEEE. Si les rayons sont déviés^ même faiblement^ ils ne pénètrent plus entre les plateaux, et le courant est supprimé. La région où passent les rayons est entourée par les masses de plomb B, B', B' et par les armatures de l'électro-aimant; quand les rayons sont déviés, ils sont absorbés par les masses de plomb B et B'.

Les résultats obtenus dépendent essentiellement de la distance AD du corps radiant à l'entrée du condensateur en D. Si la distance AD est assez grande (supérieure à 7'^'"), la plus grande partie (90 pour 100) des rayons du radium qui arrivent au condensateur est déviée et supprimée pour un champ de 2000 unités; ces rayons sont des rayons 3. Si la distance AD est plus faible que 65'""', une partie moins importante des rayons est déviée par l'action du champ; cette partie est d'ailleurs déjà complètement déviée par un champ de 2000 unités, et la proportion de rayons

ij CHAPITRK IX.

supprimés n'augmente pas quand on fait croître le champ de 25oo à "ooo unités.

La proportion des rayons non supprimés par le champ est d'autant plus grande que la distance AD entre le corps radiant et le condensateur est plus petite. Pour les distances faibles, les rayons qui peuvent être déviés facilement ne constituent plus qu'une très faible fraction du rayonnement total. Les rayons pénétrants sont donc^ en majeure partie, des rayons déviables genre cathodique (rayons ^i).

Avec le dispositif expérimental qui vient d'être décrit^ l'action du champ magnétique sur les rayons a ne pouvait guère être observée pour les champs employés. Le rayonnement très important, en apparence non déviable, observé à petite distance de la source radiante, était constitué par les rayons a; le rayonnement non déviable observé à grande distance était constitué par les rayons v.

Voici les résultats numériques obtenus dans ces expériences. On désigne par d la distance de la source radiante au condensateur. En supposant égal à i oo le courant obtenu sans champ magnétique pour chaque distance, les nombres de la deuxième ligne indiquent le courant qui subsiste, quand le champ agit. Ces nombres peuvent être considérés comme donnant la proportion de l'ensemble des rayons a et y, et principalement celle des rayons a. Aux grandes distances on n'a plus de rayons a, et le rayonnement non dévié est alors du genre y seulement.

Expériences faites à petite distance :

d en centimètres 3,4 5,i 6,0 (),5

Proportion de rayons non déviés. 74 56 33 1 1

Expériences faites aux grandes distances, avec un produit considérablement plus actif que celui qui avait servi pour la série précédente :

d en centimètres 14 3o 53 80 98 12 i 1 5;

Proportion de rayons non déviés, ii (4 17 i4 lO 14 11

On voit qu'à partir d'une certaine distance, la proportion des rayons non déviés dans le rayonnement ne varie guère. Ces rayons appartiennent probablement tous à l'espèce y.

NVTURE DES RADIATIONS. l5

Lorsqu'on tamise le faisceau au travers d'une lame absorbante (aluminium ou papier), les rayons qui passent sont presque tous déviés par le champ;, de telle sorte qu'à l'aide de l'écran et du champ magnétique presque tout le rayonnement est supprimé dans le condensateur, l'effet qui subsiste n'étant alors dû qu'aux rayons v^ dont la proportion est faible. Quant aux rayons a, ils sont absorbés par l'écran. Une lame d'aluminium de ^, de millimètre d'épaisseur suffit pour supprimer presque tous les rayons difficilement déviables, quand la substance est assez loin du condensateur; pour des distances plus petites (o^""" et 5i'""'), deux feuilles d'aluminium de cette même épaisseur sont nécessaires pour obtenir ce résultat.

Voici une autre expérience qui montre qu'une lame d'aluminium mince (épaisseur o""",oi) absorbe principalement les rayons a. Le produit étant placé à 5"'" du condensateur, on trouve, en faisant agir le champ magnétique, cjue la proportion des rayons autres que j3 est de -i pour loo. Le même produit étant recouvert de la lame d'aluminium, et la distance restant la même, on trouve que le rayonnement transmis est presque totalement dévié par l'action du champ, les rayons a ayant été absorbés par la lame.

Des mesures semblables ont été faites sur quatre substances radifères (chlorures ou carbonates) d'activités très différentes; les résultats obtenus ont été très analogues.

On peut remarquer que, pour tous les échantillons, les rayons pénétrants déviables à l'aimant (rayons p) ne sont qu'une faible partie du rayonnement total; ils n'interviennent que pour une faible part dans les mesures où l'on utilise le rayonnement intégral pour produire la conductibilité de l'air. La plus grosse partie du rayonnement du radium est formée par des rayons a qui proviennent surtout de la couche superficielle de la matière radiante.

Quand on fait varier l'épaisseur de la couche de la matière radiante, l'intensité du courant augmente avec cette épaisseur; l'augmentation n'est pas proportionnelle à l'accroissement d'épaisseur pour la totalité du rayonnement; elle est d'ailleurs plus notable pour les rayons ,j que pour les rayons a, de sorte que la proportion de rayons ,3 va en croissant avec l'épaisseur de la couche active. En voici un exemple : la source radiante étant placée à une distance de 5'"' du condensateur, on trouve que,

I 6 CIIAI'ITRE IK.

pour une épaisseur égale à o""", ( de la couche active^ le rayonnement total est donné par le nombre 28, et la proportion de rayons p est de 29 pour 100. En donnant à la couche active l'épaisseur de 2"""^ soit 5 fois plus grande, on obtient un rayonnement total égal à 1 02 et une proportion de rayons dé viables j égale à 4'> pour 1 00. Le rayonnement total qui subsiste à cette distance a donc été augmenté dans le rapport 3,(3 et le rayonnement déviable |i est devenu environ 5 fois plus intense.

On peut étudier la radiation émise par le polonium par la même méthode. Quand on fait varier la distance AD du polonium au condensateur, on n'observe d'abord aucun courant tant que la distance est assez grande; quand on rapproche le polonium, on observe que, pour une distance d'environ 4""» le rayonnement se fait très brusquement sentir avec une assez grande intensité; le courant augmente ensuite régulièrement si l'on continue à rapprocher le polonium, mais le champ magnétique ne produit pas d'effet appréciable dans ces conditions. Il semble que le rayonnement du polonium soit limité dans l'espace et dépasse à peine dans l'air une sorte de gaine entourant la substance sur l'épaisseur de quelques centimètres. Les rayons du polonium sont des rayons du genre a. Ces rayons ne sont pas insensibles à l'action du champ magnétique, toutefois le dispositif qui vient d'être décrit était tel, qu'une faible déviation passait inaperçue.

Un dispositif analogue a été employé par M. Rutherford pour déceler les rayons déviables de l'uranium et du thorium; cependant une sensibilité plus grande était nécessaire, parce que l'intensité des rayons [i est très faible, surtout avec le thorium.

3" On peut enfin constater l'effet du champ magnétique sur le rayonnement par la méthode fluoroscopique, ainsi que l'ont fait MM. Meyer et v. Schweidler dans leurs premières expériences à ce sujet. Voici un dispositif qui convient pour une expérience de ce genre. Le radium est placé au fond d'un petit tube de plomb, posé sur un écran fluorescent qui se trouve placé entre les pôles d'un électro-aimant; le champ magnétique est perpendiculaire à la direction des rayons. Les rayons qui sortent du tube ne frappent pas l'écran en l'absence du champ. Quand le champ est établi, les rayons sont recourbés et rabattus sur l'écran, et l'on aperçoit sur

NATLRK DF.S KADIATIONS. I7

relui-ci une zone lumineuse qui commence à une certaine distance (lu tube et s'étend sur une certaine largeur en se dégradant. Lors du renversement du champ, la luminosité apparaît de l'autre côté de la source.