C. - II

l8 CllAPIlKE IX.

Si l'on considère l'absorption des radiations par les écrans solides, on constate une difîérence fondamentale entre le radium et le polonium. Le radium émet des rayons capables de traverser une orande épaisseur de matière solide, par exemple 20 centimètres de plomb ou de verre. Les rayons qui ont traversé une grande épaisseur d'un corps solide sont extrêmement pénétrants, et, pratiquement, on n'arrive plus, pour ainsi dire, à les faire absorber intégralement par quoi que ce soit. Mais ces rayons ne constituent qu'une faible fraction du rayonnement total, dont la grosse masse est, au contraire, absorbée par une faible épaisseur de matière solide.

Le polonium émet des rayons extrêmement absorbables qui ne peuvent traverser que des écrans solides très minces.

Voici, à titre d'exemple, quelques nombres relatifs à l'ajjsorption produite par une lame d'aluminium d'épaisseur égale à o""",oi. Cette lame était placée au-dessus et presque au contact de la substance. Le rayonnement direct et celui transmis par la lame étaient mesurés par la méthode électrique {fig. Sa); le courant de saturation était sensiblement atteint dans tous les cas. On a désigné par a l'activité de la substance radiante, celle de l'uranium

étant prise comme unité.

Fraction du rayonnement transmise a. par la lame.

Chlorure de haiyum radifére Sj o,3'2

Bromure « 43 o,3o

Chlorure » 1200 o,3a

Sulfate « 5ooo Oj'-»;)

Sulfate » loooo o,3'2

Bismuth à polonium métallique o,^^

Composés d'urane 0,20

Composés de thorium en couche mince . . o,38

On voit que des composés radifères de nature et d'activité différentes donnent des résultats très analogues, ainsi que je l'ai indiqué déjà pour les composés d'urane et de thorium (Chap. III). On voit aussi que. si l'on considère toute la masse du rayonnement, et pour la lame absorbante considérée, les diverses substances radiantes viennent se ranger dans l'ordre suivant de

NATURE DES IIADIATIONS. I9

pénétration décroissante de leurs rayons : thorium, radium, polonium, uranium.

Ces résultats sont analogues à ceux qui ont été publiés par M. Rutherford dans un Mémoire relatif à cette question ('). M. Rutherford a remarqué, d'ailleurs, que l'ordre est le même quand la substance absorbante est constituée par l'air. Mais il est probable que cet ordre n'a rien d'absolu et ne se maintiendrait pas indépendamment de la nature et de l'épaisseur de l'écran considéré. L'expérience montre, en effet, que la loi d'absorption est très différente pour le polonium et le radium, et que, pour ce dernier, il y a lieu de considérer séparément l'absorption des rayons de chacun des trois groupes.

Les expériences relatives à l'absorption des trois groupes principaux de rayons : rayons a, rayons [ii et rayons y, par la matière traversée, montrent qu'il existe des différences caractéristiques dans la manière dont chaque groupe se comporte à ce point de vue. Ces différences sont suffisantes pour qu'un rayonnement puisse dans bien des cas être caractérisé comme étant de l'espèce a, ,S ou y, sur la base d'expériences d'absorption uniquement.

RAYONS p.

lOo, Définition du rayonnement 'i. — Il résultait des expériences décrites précédemment que le rayonnement des corps radioactifs est en partie dévié dans un champ magnétique, et que la déviation se fait comme pour les rayons cathodiques. Dans le rayonnement du radium, les rayons facilement déviés constituent la partie la plus importante des rayons pénétrants, l'intensité étant évaluée par le pouvoir ionisant des rayons. D'autre part, en examinant la radiation uranique, M. Rutherford avait trouvé que celle-ci se composait de deux groupes de rayons de pouvoirs pénétrants très différents, et il avait donné le nom de raxjons y. aux rayons absorbables, celui de rayons ^j aux rayons pénétrants; des expériences ultérieures ont montré que ces derniers comprenaient principalement des rayons facilement déviés par l'action d'un champ

(') lîUTHEUFOIlD, Phil. Mag.^ I9C)2-

cil APITUK IK.

magnétique. La notation rayons j a été dès lors généralisée et appliquée aux rayons facilement déviés émis par les substances radioactives; l'analogie complète de ces rayons avec les rayons cathodiques a été démontrée par l'ensemble des expériences faites à ce sujet et dont la description va suivre.

I(M3. Complexité du rayonnement l'I — Action du champ magnétique. — H. Becquerel a étudié l'action du champ magnétique sur les rayons du radium par la méthode radiographique ( ' ). Le dispositif expérimental employé était celui de la figure 9 1 . Le radium était placé dans la cuve en plomb P, et cette cuve était posée sur la face sensible d'une plaque photographique AC enveloppée de papier noir; le tout était placé entre les pôles d'un électroaimant^ le champ magnétique étant normal au plan de la figure. Si le champ est dirigé vers l'arrière de ce plan^ la partie BC de la plaque se trouve impressionnée par des rayons qui^ ayant décrit des trajectoires curvilignes, sont rabattus sur la plaque et viennent la couper. Ces rayons sont de l'espèce 3 ; ils se comportent dans un champ magnétique comme des rayons catho-

Fig. ((5.

diques. Si la cuve est placée au bord d'une plaque dont la couche sensible est tournée vers le bas, les rayons peuvent décrire une trajectoire presque fermée et venir impressionner la plaque audessous de la source {fig. (jb).

L'analogie ainsi révélée entre les rayons cathodiques et les

(') Becqukkkl, Comptes rendus, 1900.

NATIRE DES RADIATIONS.

rayons j conduit à considérer ces derniers comme des particules charo-ées négativement et projetées par la substance radioactive avec une très grande vitesse. Quand une telle particule est émise normalement à la direction d'un champ magnétique uniforme, elle doit décrire, dans un plan normal au champ et passant par sa vitesse initiale, une trajectoire circulaire de rayon R, tel qu'on ait la relation

m étant la masse de la particule, e sa charge électrique, i' sa vitesse initiale et H la valeur du champ {voir § 15). Si l'on ne considère que les rayons normaux à la plaque, ces rayons doivent donc décrire dans le plan de la figure des cercles qui coupent la plaque à angle droit.

H. Becquerel a montré que l'impression est constituée par vme large bande diffuse, véritable spectre continu, montrant que le faisceau de rayons déviables émis par la source se compose de radiations inégalement déviables. Si l'on recouvre la gélatine de la plaque de divers écrans absorbants (papier, verre, métaux), une portion du spectre se trouve supprimée, et l'on constate que les rayons les plus déviés par le champ magnétique, autrement dit. ceux qui donnent la plus petite valeur du rayon de la trajectoire circulaire, sont le plus fortement absorbés. Pour chaque écran l'impression sur la plaque ne commence qu'à une certaine distance de la source radiante, cette distance étant d'autant plus grande que l'écran est plus absorbant, La figure 3 [PL III) représente une photographie obtenue avec des écrans de papier, d'aluminium et de platine posés sur la plaque. On obtient des résultats analogues en recouvrant la cuve d'écrans d'épaisseur variable. Ces expériences montrent clairement que les rayons [â les plus pénétrants sont ceux qui sont le moins déviés par le champ, et dont la trajectoire a le plus grand rayon de courbure. Ces rayons, d'après la théorie, sont ceux dont la vitesse est la plus grande.

On peut déterminer approximativement, pour un écran donné, la limite de F impression du côté de la source. Cette limite correspond aux rayons les plus absorbables parmi tous ceux qui peuvent traverser l'écran considéré, La distance de la limite de l'impression à la source représente pour ces rayons le double du rayon de cour-

■P.2 CIIM'ITIUÎ IX.

bure. Voici les nombres obtenus par H. Becquerel pour le rayonnement du radium et pour divers écrans :

Valeur liinile inférieure du produit HU Epaisseur pour les rajons Matière. en iiiillimctres. transmis.

Papier noir o,o65 780

Vluininiuni 0,010 f\3o

:; o , 200 1 7'jo

Mica 0,025 G40

Verre o, ij5 i33o

Platine o,ojo i54o

Cuivre o,o85 2o55

F^lomb o,]3o 3o8o

Les nombres ainsi déterminés ne sont c|u'approchés^ car il n'est guère possible^ avec le dispositif employé, d'éviter la présence de rayons obliques. Cependant on peut constater que le faisceau de rayons émis par le radium comprend des rayons pour lesquels le

produit — varie dans de larges limites.

Si l'on tient compte des rayons obliques, on peut démontrer que tous les rayons qui sont émis dans diverses directions^ dans un même plan passant par le champ, viennent couper la plaque suivant un arc d'ellipse qui admet la direction du champ comme grand axe et la source comme centre. La plus extérieure de ces ellipses est celle qui correspond aux rayons émis dans un plan normal à la plaque et passant par le champ; elle a pour demiaxes 4R suivant la direction du champ, et ■>. R suivant la direction perpendiculaire. Le demi-axe de l'ellipse extérieure normal au champ peut donc en ce cas donner une valeur approchée du rayon de courbure de la trajectoire des rayons émis normalement à la direction du champ.

Pour séparer les différents rayons ^i du radium, H. Becquerel employait le dispositif suivant ( ' ) : la matière active est placée dans une rainure étroite et profonde creusée dans un petit bloc de plomb {fig. g6); on obtient ainsi une source linéaire de quelques

(') Bkcqueukl, Comptes rendus, 1901.

.NATIRK Di;S RADIATIONS.

Vl3

millimètres de longueur^ que l'on place horizontalement et parallèlement au champ. Une plaque photographique verticale et normale au champ est placée au-dessvis de la source. Contre la plaque photographique on dispose^ en contact avec celle-ci, un premier écran formé par la surface latérale d'un cylindre circulaire droit. Cet

Fig. 96.

écran est percé d'une série de fentes parallèles aux génératrices du cylindre, et dont l'une est en face de la source. Un deuxième écran, formé de la même manière mais de rayon plus petit, est disposé intérieurement au premier et également appliqué sur la plaque. La source S et deux fentes A et B définissent une surface cylindrique sur laquelle s'enroulent toutes les trajectoires des rayons, qui passent par les fentes et viennent atteindre la plaque sur le contour de la circonférence de base de cette surface. La source et les fentes étant de petite longueur, les rayons de courbure des trajectoires considérées diffèrent très peu du rayon de la circonférence de base, qui serait la trajectoire d'un rayon passant par les fentes dans un plan normal au champ. Tout se passe donc comme si la trajectoire d'un tel rayon se trouvait ^reproduite sur la plaque. Par ce procédé, des rayons 'i simples se trouvent isolés au delà du deuxième écran; ces rayons ont des trajectoires

•24 CHAl'ITRIi 1\.

de courbure différente, correspondant à diverses combinaisons des fentes deux à deux.

Ce dispositif a été utilisé pour étudier le passage des rayons [i au travers de la matière. On peut, par exemple, entourer d'une lame métallique l'écran extérieur. L'appareil est représenté dans la planche IV, figure i.

La figure 2 {PL IV) représente une photographie obtenue par ce procédé. On y constate une forte impression générale produite sur la plaque en dedans du premier écran par les rayons émis dans toutes les directions; au delà du premier écran on aperçoit des faisceaux sortant par la première série d'ouvertures et comparables à des spectres; au delà du second écran apparaissent les rayons simples qui sortent par la deuxième série d'ouvertures, et dont les trajectoires circulaires peuvent facilement être prolongées de manière à passer par l'une des fentes de la première série et par la source. La trace du faisceau direct est due aux rayons -'.

107. Charge des rayons ,':i du radium. — Les rayons cathodiques sont, comme l'a montré M. Perrin, chargés d'électricité négative ( ' ). De plus ils peuvent, d'après les expériences de M. Perrin et de M. Lenard (-), transporter leurs charges au travers d'enveloppes métalliques reunies à la terre, et au travers de lames isolantes. En tout point où les rayons cathodiques sont absorbés, se fait un dégagement continu d'électricité négative. Nous avons constaté, P. Curie et moi, qu'il en est de même pour les rayons Tj du radium. Les rayons [i du radium sont chargés d^ électricité négative (■').

Etalons la substance radioactive sur l'un des plateaux d'un condensateur, ce plateau étant relié métalliquement à la terre; le second plateau est relié à un électromètre, il reçoit et absorbe les rayons émis par la substance. Si les rayons sont chargés, on doit observer une arrivée continue d'électricité à l'électromètre. Cette expérience, réalisée dans l'air, n'a pas permis de déceler

(') Comptes rendus, l. CWI, p. ii3o. — Annales de Chimie et de Physique, t. II, 1897.

( = ) Lenard, Wied. Ann., t. LXIV, p. 379. (') M. el M"» P. Curie, Comptes rendus, 1900.

NATLRK I)i:S RADIATIONS. Tj

une charge des rayons^ mais l'expérience ainsi faite n'est pas sensible. L'air entre les plateaux étant rendu conducteur par les rayons, l'électromètre n'est plus isolé et ne peut accuser que des charges assez fortes.

Pour que les rayons a ne puissent apporter de trouble dans l'expérience, on peut les supprimer en recouvrant la source radiante d'un écran métallique mince; le résultat de l'expérience n'est pas modifié ( ' ).

Nous avons sans plus de succès répété cette expérience dans l'air en faisant pénétrer les rayons dans l'intérieur d'un cylindre de Faraday en relation avec l'électromètre (-).

On pouvait déjà se rendre compte, d'après les expériences qui précèdent, que la charge des rayons du produit radiant employé était faible par rapport aux charges libérées dans le gaz par l'action ionisante des rayons.

Pour constater un faible dégagement d'électricité sur le conducteur qui absorbe les rayons, il faut que ce conducteur soit bien isolé électriquement; pour obtenir ce résultat, il est nécessaire de

leiTe

le mettre à l'abri de l'air, soit en le plaçant dans un tube avec un vide très parfait, soit en l'entourant d'un bon diélectrique solide. C'est ce dernier dispositif qui a été employé.

Un disque conducteur MM [fîg. <)-) est relié par la tige métal-

(" ) A vrai dire, clans ces expériences, on observe presque toujours une déviaLion à l'électromèlre, mais il est facile de se rendre compte que ce déplacement est un effet de la force électroniotrice de contact qui existe entre le plateau relié à l'électromètre et les conducteurs voisins; cette force électromotrice fait dévier l'électromètre, grâce à la conductibilité de l'air soumis au rayonnement du radium.

(-) Le dispositif du cylindre de Faraday pourrait présenter quelques avantages dans le cas où il se produii-ait une forte diffusion des rayons par les parois frappées. On pourrait espérer ainsi recueillir et utiliser ces rayons diffusés.

•26 CHAI'lTRIi: IX.

lique t à l'électromètre; disque et tige sont complètement entourés de matière isolante iiii; le tout est recouvert d'une enveloppe métallique EEEE qui est en communication électrique avec la terre. Sur l'une des faces du disque^ l'isolant pp et l'enveloppe métallique sont très minces; c'est cette face qui est exposée au rayonnement du sel de baryum radifère R^ placé à l'extérieur dans une auge en plomb. L'enveloppe isolante doit être parfaitement continue. Toute fissure remplie d'air, allant du conducteur intérieur jusqu'à l'enveloppe métallique, est une cause de courant dû aux forces électromotrices de contact utilisant la conductibilité de l'air sous l'action du radium. Les rayons émis par le radium traversent l'enveloppe métallique et la lame isolante pp, et sont absorbés par le disque métallique MM. Celui-ci est alors le siège d'un dégagement continu et constant d'électricité négative que l'on constate à l'électromètre et que l'on mesure à l'aide du quartz piézoélectrique.

Le courant ainsi créé est très faible. Avec du chlorure de baryum radifère très actif formant une couche de ■a'^'^'^) de surface et de o""',2 d'épaisseur, on obtient un courant de l'ordre de grandeur de io~" ampère, les rayons utilisés ayant traversé, avant d'être absorbés par le disque MM, une épaisseur d'aluminium de o'""',oi et une épaisseur d'ébonite de o""", 3.

On utilisait successivement du plomb, du cuivre et du zinc pour le disque MM, de l'ébonite et de la paraffine pour l'isolant; les résultats obtenus ont été les mêmes.

Le courant diminue quand on éloigne la source radiante R, ou quand on emploie un produit moins actif.

On obtient des résultats analogues en remplaçant le disque MM par un cylindre de Faraday rempli d'air, mais enveloppé extérieurement par une matière isolante. L'ouverture du cylindre, fermée par la plaque isolante mince pp, se trouve alors en face de la source radiante.

Enfin, on peut faire l'expérience inverse, qui consiste à placer l'auge de plomb avec le radium au milieu de la matière isolante et en relation avec l'électromètre {fig. ()8), le tout étant enveloppé par l'enceinte métallique reliée à la terre. Dans ces conditions, on observe à l'électromètre que le radium prend une charge positive et égale en grandeur à la charge négative de la première expé-

^AT^uli oKs avoiATioNS.

riencc. Les rayons du radium traversent la plaque diélectrique mince pp et quittent le conducteur intérieur en emportant de l'électricité négative.

Les rayons a du radium n'interviennent pas dans ces expériences, étant absorbés presque totalement par une épaisseur très

Fig. 98.

Terre

faible de matière. La méthode qui vient d'être décrite ne convient pas non plus pour l'étude de la charge des rayons du polonium, ces rayons étant également très peu pénétrants. L'expérience faite avec le polonium n'a permis d'observer aucun indice de charge ; mais, pour la raison qui précède, on ne pouvait tirer de cette expérience aucune conclusion.

Ainsi, dans le cas des rayons déviables j du radium, comme dans le cas des rayons cathodiques, les rayons transportent de l'électricité. On est donc amené à se servir, dans l'étude de l'émission des rayons déviables j du radium, de la même théorie que celle actuellement en usage pour l'étude des rayons cathodiques, et concevoir que le radium envoie dans l'espace des particules chargées négativement.

Un échantillon de radium, enfermé dans une enveloppe solide, mince, ne laissant pas passer les rayons y. et parfaitement isolante^ doit se charger spontanément à un potentiel très élevé, jusqu'à ce que la différence de potentiel avec les conducteurs environnants devienne suffisante pour empêcher l'éloignement des particules électrisées émises et amener leur retour à la source radiante. Mais la décharge disruptive pourra se produire auparavant. De plus, l'isolement n'étant jamais parfait, l'équilibre s'établit quand la vitesse de décharge arrive à compenser la vitesse de charge.

P. Curie a réalisé par hasard l'expérience suivante : un échan-

tillon de radium très actif était enfermé depuis longtemps dans une ampoule de verre. Pour ouvrir l'ampoule, P. Curie a fait un trait sur le verre. A ce moment il entendit nettement le bruit d'une étincelle et, en observant ensuite l'ampoule à la loupe, il aperçut que le verre avait été perforé par une étincelle à l'endroit où il s'était trouvé aminci par le trait. Le phénomène qui s'est produit là est exactement comparable à la rupture du verre d'une bouteille de Leyde trop chargée ( ' ). Le même phénomène s'est reproduit avec une autre ampoule. De plus, au moment où l'étincelle a éclaté, P. Curie, qui tenait l'ampoule, ressentit dans les doigts la secousse électrique due à la décharge. Des observations analogues ont été publiées ensuite par d'autres observateurs ('-).

Certains verres ont de bonnes propriétés isolantes. Si l'on enferme le radium dans une ampoule de verre scellée et bien isolante, on peut s'attendre à ce que cette ampoule à un moment donné se perce spontanément.

Nous voyons dans le radium le premier exemple d'un corps qui se charge spontanément d' électricité quand il est placé dans des conditions déterminées.

Le dispositif suivant dû à M. Strutt ( ') permet de constater l'émission d'électricité par le radium au moyen de rayons pénétrants. L'appareil est une ampoule de verre [fig. 99, I) dans laquelle est soudée une tige isolante en quartz qui porte une ampoule de verre mince contenant le radium. Une paire de feuilles d'or, formant électroscope, est fixée à l'ampoule et communique avec le radium. Un très bon vide est fait dans l'ampoule. Par suite de l'émission de rayons [i, celle-ci se charge positivement, et l'isolement étant bon, la charge est accusée par l'électroscope dont la feuille dévie et vient se décharger sur un bouton relié au sol. L'apport de charge étant continu, le feuille exécute un mouvement de va-et-vient continu. On peut aussi réaliser cette expérience en donnant à l'appareil la forme IL Le radium est introduit dans un tube soudé dans l'ampoule; les rayons [j traversent

(') M. Cuuii;, Thèse de docloral. Paris, i()i)3. (-) DouN, Phys. Zeit., ii)o3.

(') Sthvtt. P/iil. Mag., iqd^.

NATIUE DliS UADIATIOX;

le tube, pénètrent dans l'ampoule et viennent charger le cylindre isolé par lequel ils sont absorbés. Quand on veut arrêter l'expérience, on retire le radium et l'on évite ainsi la rupture prématurée de la feuille mobile ; par contre l'appareil est moins sensible, parce que les rayons 3 sont en partie absorbés par le verre de l'ampoule. Dans tous les cas, il est bon de munir l'ampoule sur sa

Fig- 99-

surface intérieure d'une toile métallique reliée au sol, destinée à assurer la protection électrostatique et à neutraliser l'effet de la charge des rayons |j absorbée par le verre.

On a pu ainsi mettre en évidence la charge acquise par (j^, 5 de sel de baryum radifère d'activité loo fois seulement plus grande que celle de l'uranium. La divergence complète des feuilles était atteinte en 20 heures. Avec 0^,1 de sel de radium pur. l'écart maximum peut être obtenu en une fraction de minute.

Abstraction faite de la solidité de la feuille, cette expérience constituerait le premier exemple demoiwement perpétuel^ si la radioactivité du radium était considérée comme constante. Mais, comme le radium éprouve selon toute probabilité une destruction

3o ciiAinTRi: i\.

très lente^ le mouvement doit en réalité devenir de plus en plus lent et s'éteindre progressivement.

Dans tout ce qui précède il a été question de la charge acquise par le radium par suite de l'émission de rayons 3 seulement. Nous verrons que ce n'est pas là le seul mode d'émission d'électricité par le radium. En plus de la charge négative émise avec les rayons j. le radium donne lieu à une émission d'électricité positive par les rayons a et à une émission de charges négatives incapables de traverser une enveloppe solide, même très mince, La charge totale que le radium pourrait acquérir en un temps donné s'il n'était entouré par aucune enveloppe solide et s'il était parfaitement isolé^ dépend de l'importance relative des charges positive et négative émises dans des conditions déterminées.

Un premier essai de détermination en valeur absolue' de la charge transportée en xin temps donné par les rayons 3 du radium a été fait par M. \Vien ( ' ) avec 4'"^ de bromure de radium. Ce sel était placé dans un creuset de platine fermé, suspendu par un fil isolant à l'intérieur d'une ampoule de verre^ dans laquelle on avait fait un très bon vide. Le creuset de platine pouvait être mis en communication avec une électrode scellée dans le verre et réunie à un électromètre. Dans un bon vide le creuset atteignait un potentiel de loo volts^ et le courant de charge négative qui s'en échappait correspondait à ■i^Cj. io~'- ampère. En admettant que chaque particule [t transporte la charge élémentaire [e^ io~-" unité électromagnétique environ)^ ce courant correspond à une émission de i o ' " particules |j environ par gramme de radium et par seconde. Mais on n'avait ainsi qu'une limite inférieure pour ce nombre^ parce qu'une partie des particules ^ était absorbée par le platine et par le sel de radium lui-même.

M. Rutherford a effectué l'expérience de la manière suivante ( - ) : une tige de plomb de /j"" de longueur et de 4""" de diamètre était fortement activée par l'émanation du radium, le temps d'activation étant suffisant pour que le régime de la radioac-

(') WiEN, Phys.Zeit., igoS.

(^) RUTHERFOUD, P/ul. M(tg., KJoS.

NATUUli DES IIADIATIOXS. 3i

tivilé induite fût atteint. Quand l'exposition était finie^ l'activité de la tige était immédiatement comparée à celle d'une petite ampoule de verre, contenant une quantité connue de bromure de radium pur en équilibre radioactif; la comparaison des deux sources était faite avec l'emploi d'un même écran absorbant, et seuls les rayons pénétrants étaient utilisés pour la mesure. Ces rayons dans le rayonnement du radium ne proviennent que de la radioactivité induite en équilibre avec le sel ; on peut donc se rendre compte à quelle quantité de radium pur correspond à l'état d'équilibre la radioactivité induite présente sur la tige. La tige est alors enveloppée d'une feuille d'aluminium ayant une épaisseur de o""",o5.j, juste suffisante pour arrêter les rayons a du radium; puis elle est installée comme électrode intérieure dans un vase cylindrique dans lequel on fait rapidement un très bon vide. L'électrode étant réunie à l'électromètre, on mesure à intervalles de temps déterminés le courant qui est obtenu quand un champ électrique est établi entre le vase et l'électrode dans les deux sens alternativement. Soient l'u le courant dû à l'ionisation du gaz qui reste clans l'appareil, n le nombre des particules 3 émises par l'électrode en une seconde et e la charge d'une particule. Soient i, le courant observé quand le champ est dirigé vers l'électrode; i, le courant observé quand le champ a le sens contraire. On aura

d'où

L'activité de la tige décroît pendant l'expérience. La loi de cette décroissance étant connue, il est facile d'en tenir compte et de rapporter la valeur de la charge à l'activité initiale. On doit aussi remarquer que la charge totale émise par l'électrode est 2 7ie, parce que la moitié des rayons [j est émise vers la tige et absorbée par elle. En adoptant pour e la valeur 4. 7.10"'" unité E. S., on déduit de la valeur de la charge cjue le nombre des particules ,j émises par seconde par le dépôt actif c[ui est en équilibre avec un gramme de radium est égal à 5.3. lo'".

L'expérience est sujette à certaines causes d'erreur. En effet

Jo-^ «t-

io -^ ne

les rayons -i et -; ([ui s'échappent de l'électrode peuvent produire des rayons secondaires en frappant la tige de plomb qui porte le dépôt actif. Parmi ces rayons secondaires il y en a qui portent une charge négative; l'émission de charges négatives par l'électrode se trouve donc ainsi augmentée. Des rayons secondaires sont aussi émis par la surface interne du vase, mais comme peu d'entre eux peuvent atteindre l'électrode dont la surface est petite, leur effet n'est pas important. Enfin il faut tenir compte de ce fait qu'un certain nombre de particules [ii sont absorbées par la feuille d'aluminium mince qui enveloppe la tige.

Pour diminuer la cause d'erreur due aux rayons secondaires, .M. Makower ( ' ) a disposé l'expérience ainsi qu'il suit. La source de rayons [j est un tube de verre mince qui contient de l'émanation du radium et qui est enveloppé d'une feuille très mince d'aluminium. Ce tube sert d'électrode, il est réuni à une batterie de 20 éléments et placé suivant l'axe d'un cylindre en laiton, isolé et relié à l'électromètre ; le tout est enfermé dans un vase de verre argenté intérieurement dont la surface conductrice est reliée au sol et dont la fermeture est étanche. L'activité du tube à émanation est comparée à celle d'une ampoule fermée contenant du radium, au moyen de l'émission de rayons pénétrants. Si le radium dans l'ampoule est en équilibre avec l'émanation et le dépôt actif, et si l'émanation dans le tube est en équilibre avec le dépôt actif, le rayonnement pénétrant mesuré dans les deux cas, dans les mêmes conditions, est proportionnel à la quantité d'émanation et correspond par suite à une quantité de radium en équilibre avec cette même quantité d'émanation. Le nombre des particules [j obtenues par gramme de radium et par seconde a été .') .()8. 10"' et 3,4i . 10'" dans deux expériences consécutives avec un tube de verre dont la paroi avait o""",078 d'épaisseur, et en admettant pour la charge élémentaire le nombre 4?7''o""' unité électrostatique. Dans ces expériences l'émission de rayons secondaires est considérée comme n'ayant pas d'influence appréciable sur le résultat, parce cjue le tube de verre est trop mince pour en émettre notablement, et parce que, parmi ceux qui sont

(') Makower, Phil. Mag., 1909.

NATURK niiS RADIATIONS. 33

émis par le cylindre de laiton, une petite fraction seulement peut se trouver absorbée par le tube servant d'électrode. Mais une correction importante est nécessitée par ce fait que les particules ,3 sont en partie absorbées par le verre du tube : on sait, en effet, que le rayonnement du dépôt actif comprend des rayons 3 très absorbables^ qui sont arrêtés par une faible épaisseur de matière. En se basant sur des expériences d'absorption, M. Makower a évalué à environ lu'' le nombre des particules |i émises en une seconde par le dépôt actif en équilibre avec i^ de radium.

Ce nombre n'est relatif qu'aux rayons ^ proprement dits, c'està-dire aux particules chargées négativement, et ayant une vitesse suffisante pour ioniser le gaz. Nous verrons que les corps radioactifs, et en particulier le radium, donnent aussi lieu à une émission de charges négatives, portées par des particules dont la vitesse est insuffisante pour qu'elles puissent se comporter comme des rayons ionisants. Ces particules, nommées quelquefois rayons o, n'interviennent pas dans les expériences dont il vient d'être question, parce qu'elles ne peuvent traverser ni le verre ni l'aluminium, même sous très faible épaisseur. Cependant la charge émise sous cette forme par unité de temps est très importante {i'oir § 184).

lOcS. Action du champ électrique sur les rayons ,3. — L'action du champ électrique sur les rayons ^3 pouvait être prévue d'après les expériences précédemment décrites. Les rayons déviables ,3 du radium, étant assimilés à des rayons cathodiques, doivent être déviés par l'action d'un champ électrique de la même façon que ces derniers, c'est-à-dire comme le serait une particule matérielle chargée négativement et lancée dans l'espace avec une grande vitesse. L'existence de cette déviation a été montrée, d'une part, par M. Dorn ( ' ), d'autre part, par H. Becquerel (-).

L'expérience réalisée par H. Becquerel est en principe celle qui a été décrite dans le § lo. Deux plateaux rectangulaires verticaux, de 3"", 15 de hauteur, étaient placés parallèlement à une distance de i"" l'un de l'autre; l'un des plateaux était réuni au

(') Dorn, Abh. Halle, mars igoo.

(-) Becquerel, Comptes rendus, t. CXW, p. 819.