HAL Id: jpa-00241243
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Submitted on 1 Jan 1907
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Philosophical magazineT. XII ; 2e semestre 1906
C. Tissot
To cite this version:
C. Tissot. Philosophical magazineT. XII ; 2e semestre 1906. J. Phys. Theor. Appl., 1907, 6 (1), pp.625-655. �10.1051/jphystap:019070060062500�. �jpa-00241243�
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PHILOSOPHICAL MAGAZINE;
T. XII ; 2e semestre 1906.
G.-A. SCHOTT. - On the Electron Theory of Nlatter and the Explanation of Fine Spectrum Lines and of Gravitation (Sur la théorie électrique de la matière et
l’explication des fines raies spectrales et de la gravitation). - P. 21-29.
L’idée essentielle de l’auteur consiste à admettre que le volume de l’électron n’est pas invariable, que son rayon se dilate avec une vi- tesse extrêmement faible, mais qui n’est pas nulle. Cette hypothèse permet de rendre compte de l’émission de raies spectrales très fines
et surtout elle conduit à une explication, au moins qualitative, de la gravitation, qui ne fait intervenir aucune action à distance. Entre deux électrons qui se dilatent s’exerce, du fait de leur dilatation,
une attraction hydrodynamique analogue aux actions étudiées par
Bjerknes entre sphères pulsantes plongées dans un fluide : l’un des électrons exerce sur l’éther une pression, et l’éther réagit sur l’autre ;
le rayon cc de l’électron serait une fonction elliptique du temps, variant
entre deux limites très rapprochées.
L’hypothèse indiquée pour rattacher l’attraction de la matière pour la matière aux actions entre électrons donne lieu à mainte objection :
elle est une tentative digne d’intérêt pour rattacher cette attraction à des actions de sans admettre purement et simplement l’iné- galité des attractions entre charges électriques de signes contraires
et des répulsions entre charges de méme signe, ce qui n’est évi-
demment pas une explication.
J.-H. JEANS. - On the Thermodynamical Theory of Radiation
(Théorie thermodynamique de la radiation). - P. 57-60.
XIII, p. 285-286.
Il y a deux méthodes pour établir les formules fondamentales de la théorie de la radiation : la méthode thermodynamique, qui repose sur
l’hypothèse qu’il y a passage de quantités égales d’énergie dans le
même temps, de la matière à l’éther et de l’éther à la matière ; et la
méthode qui, attribuant la radiation à un mouvement de charges élec- , triques dans le radiateur, cherche à évaluer la vitesse de transport
de l’énergie de la matière à l’éther.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019070060062500
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La méthode thermodynamique conduit, aussi bien que l’autre, à l’expression GT4 pour l’énergie totale de la radiation. Mais elle n’in- troduit la grandeur a que comme constante d’intégration : ayant les dimensions d’une quantité d’énergie par unité de volume, les
dimensions de ? sont déterminées ; or, on ne peut construire ces
dimensions à partir des propriétés de l’éther et des propriétés
communes à toute espèce de matière qu’en introduisant, parmi ces propriétés communes, la charge de l’électron e : on trouve ainsi que
c est proportionnel à e-6.
Cela étant, au lieu de matière ordinaire, introduisons une matière idéale dans laquelle chaque électron aurait une charge de ~ e seule-
ment. Enfermée dans une enceinte imperméable au rayonnement, elle y donnera lieu à une densité d’énergie égale à au lieu de
O"T4. Mettons un corps de cette matière idéale avec un corps de matière réelle dans l’enceinte fermée : s’ils étaient au début àla même
. température, ils tendent à se mettre à des températures différentes.
L’argument thermodynamique suppose ainsi, d’après l’auteur, que le second principe est applicable, dans le sens le plus étendu, à l’éther, et, en se fondant sur ce principe, on arrive à prouver qu’il n’est
même pas applicable à des espèces différentes de matières.
Est-on en présence d’un paradoxe analogue au « paradoxe de
Wien », ou bien d’une difficulté réelle, fatale, comme le pense l’au- teur, à la théorie thermodynamique ?
Tuckermann objecte que M. Jeans introduit la notion de tem-
pérature, qui n’est pas susceptible de définition précise tant qu’on ne
fait pas intervenir des qualités particulières à la matière. M. Jeans
répond que son raisonnement peut être modifié, de manière à y subs- tituer la notion d’énergie à celle de température, en restant aussi pro- bant. e
BAHBER STARKEY. - Letter describing remarkable Results of a Discharge of Lighlning upon an Oak~tree, with Note by lord Kelvin (Lettre décrivant les résul-
tats remarquables d’une chute de foudre sur un chêne, avec Note de lord
Kelvin). - P. 62.
La particularité curieuse de ce coup de foudre, survenu le
29 août 1905, à cinq heures du soir, est que trois chênes ont été
frappés, et l’un d’eux de telle sorte que deux ou trois douzaines de bandes de bois de 1 à 3 pieds de long et de largeur irrégulière, « variant
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de 1 à i de ouce » ont été arrachées du tronc de l’arbre et sont
16 4 p ’
restées fichées en terre, dans une position plus ou moins inclinée, à partir de la verticale, dans la direction du tronc, et à une distance de 15 pieds de ce tronc, à l’ouest.
Lord Kelvin attribue le phénomène à la répulsion électrostatique
entre les diverses parties de l’arbre foudroyé, cette répulsion pouvant
être une force suffisante pour plartter en terre des morceaux de bois
à la façon d’une fléclie.
A. CANIPBELL SWINTON. - The Effect of Radium in Facilitating the visible
Electric Discharge in Vacuo (L’effet du radium pour faciliter la décharge élec- trique visible dans le vide). - P. 70-73.
Une cathode chauffée, par exemple portée au rouge par un cou- rant, si elle est constituée par un filament de platine, donne lieu plus
facilement qu’à froid à la décharge visible dans le vide, et cela parce que cette cathode émet à chaud des corpuscules négatifs.
On pouvait se demander si, en trempant, au préalable, la cathode dans une solution d’un sel de radium, on n’obtiendrait pas le même résultat. On ne l’a pas obtenu à froid en portant la cathode à 400 volts ; mais, en chauffant cette cathode au rouge, on trouve que l’addition du sel de radium a un effet très marqué. L’auteur a fait une expérience
de comparaison avec un tube muni de deux cathodes identiques, dont
l’une a été imprégnée de sel de radium. Dans un cas particulier, il
fallait 800 à 900 volts pour obtenir un courant déterminé entre l’anode et la cathode sans radium ; il a suffi de 700 à 800 volts pour avoir le même courant avec la cathode imprégnée de radium.
HOBYARD-L. BRONSON. - On the Periods of Transformation of Radium A, B, and C (Périodes de transformation du radium A, B et C). -~ P. 73.
Les résultats précédents de l’auteur sont confirmés par ceux de Lerch Akad. der Wissensch. ivien, février 1906), qui a séparé
par électrolyse les produits B et C et a obtenu respectivement, pour leurs périodes de réduction de moitié de l’activité, 26,7 minutes et
19,5 minutes. En outre, Schmidt (Physikalische Zeilsclzrift, jan-
vier 1906) a montré que le radium B n’est pas dénué de rayons, comme
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on l’avait supposé, mais qu’il émet des rayons ~ de moindre pouvoir pénétrant que ceux du radium C.
On étudie par les méthodes ordinaires de mesure le rayonnement
issu d’un fil activé, séparé du plateau relié à l’électromètre par une feuille d’aluminium qui arrête les rayons oc. On peut ainsi étudier les
rayons 8 issus du corps entier, leur rapport au rayonnement total,
par suite leur rapport aux rayons x et la variation du rapport des rayons aux rayons cc quand on fait varier l’épaisseur d’air traversé.
De la loi de cette variation, on arrive à déduire ce qui est attribuable dans le rayonnement ionisant observé aux deux corps rayonnants distincts : radium B et radium C (la période du radium A est de trois
minutes).
0. HAHN. - On Some Properties of the « Rays of Radiothorium, II
’
(Quelques propriétés des rayons « du radiothorium, II). - P. 82-93 (1).
L’auteur étudie les courbes d’ionisation des divers produits éma-
nés du thorium et du radiothorium, courbes dont les particularités
ont été signalées par lui dans un mémoire précédent. Après avoir
déterminé la période de vie de ces divers produits (ces périodes sont
données dans le tableau de la page 851, loc. cil.), il a porté son atten-
tion sur la portées (« the range ») des particules « é m anées des mêmes composés.
E. RUTHERFORD. - Retardation of the « Particle from Radium in passing through Matter (Retard d’une particule a du radium dans la traversée de la
matière). - P. ~3~-t4’?.
Le professeur de Montréal a étudié l’effet photographique des particules ce, après la traversée d’épaisseurs variables d’un écran. Il
(1) Voir J. cle Plzys., 4° série, t. V, p. S~0 ; 1906.
629 arrive à la conclusion que toutes les particules ce provenant d’une
même substance radioactive donnée ont la même vitesse à l’instant de
l’expulsion, et qu’elles gardent toutes une vitesse uniforme, réduite
pour toutes dans le même rapport par la traversée d’un écran.
La décroissance rapide de l’effet photographique des particules ce, après la traversée d’écrans, ne tient pas à la diminution du nombre des particules « dont quelques-unes seraient arrêtées par l’écran (cet
écran peut être d’ailleurs de l’air ordinaire), mais à la diminution de vitesse de chacune des particules «. L’effet photographique d’une particule a est à peu près proportionnel à sa portée : c’est ainsi que des rayons a provenant d’un fil actif recouvert de radium C (portée :
7 centimètres) donnaient à une distance donnée, dans le vide, un effet photographique 7 fois plus fort que le même pinceau de rayons après
la traversée d’une couche absorbante équivalente à 6 centimètres d’air.
PHILII’ BLACKMAN. - Atomic Conductivities of the Ions
(Conductibilités atomiques des ions). - P. 150-152.
Les propriétés conductrices des solutions aqueuses des électrolytes
sont des propriétés additives : la conductibilité moléculaire d’un sel dissous est la somme de deux conductibilités distinctes, qui sont
celles des deux ions. La loi cesse d’être vraie pour l’ion H, dans les
acides. Il faut affecter la conductibilité H d’un coefficient qui n’est
pas constant, mais qui peut varier avec la force de l’acide. Un tableau donne les conductibilités de l’ion hydrogène et celles d’un grand
nombre d’autres ions, dans différents cas. Pour l’hydrogène, les
nombres varient entre 337 et ~ ~ 0.
E. RUTHERFORI3. - Distribution of the lntensity of the Radiation from Radio- active Sources (Distribution de l’intensité de la radiation provenant de sources radioactives). - P. 152-158.
L’émission de la lumière par des surfaces lumineuses obéit à la loi du cosinus : c’est ainsi que le disque solaire nous paraît à peu près
d’un éclat uniforme. Il n’en est pas de même si le rayonnement, au
lieu d’émaner de toute la masse et de provenir ainsi d’une couche
plus ou moins épaisse à partir de la surface, provient d’une couche
superficielle d’épaisseur non mesurable. Par suite, l’émission des rayons a ne doit pas satisfaire à la loi du cosinus.
630
Rutherford le montre par l’élégante expérience que voici : Une barre de laiton de section carrée ABCD 1) repose sur un
plan horizontal. Elle a été exposée quelques heures à l’émanation du
radium, de manière à présenter la radioactivité induite sur toute sa
surface, et uniformément. Si l’on place un écran fluorescent ou une
, plaque photographique, au-dessus de la plaque AD, en PRQS, on
~
_
FIG. 1-
observe que la partie RS comprise entre les plans qui prolongent les
faces verticales BA, CD, est beaucoup moins éclairée que les par- ties PR et QS.
C’est qu’en RP agissent les rayons t1. provenant de la face AB, et qui agissent, quoiqu’ils soient très obliques, à partir du point R. Ils n’agissent point en RS. Si on introduit des écrans opaques en AR et DS, de manière à protéger les parties extérieures PR et SQ contre
les rayons venant de la face horizontale supérieure AB, on a sur
, tout l’écran fluorescent un éclairement sensiblement uniforme : preuve que l’illumination provenant de AD est égale à celle qui provient
de AB en deux points très voisins, bien que, de ces deux surfaces
égales, l’une émette des rayons normalement, et l’autre très obli- quement.
M. LEVIN. - On the Origîn of the 5 Rays emitted by Thorium and Actinium.
(L’origine des iayons fi émis par le thorium et l’actinium). - P. 111-188.
L’actinium, séparé complètement de l’actinium X, possède encore
une grande activité en rayons «, et ce ne peut être dû à l’actinium lui-même, qui n’émet pas de rayons, mais c’est dû à un nouveau pro-
duit, le radioactinium.
631 Le thorium X, l’actinium X et l’émanation de l’actinium n’émettent que des rayons u. Ainsi ce n’est que la dernière des séries des pro- duits de ces corps qui émet des rayons ~ : thorium B et thorium C (surtout ce dernier) et actinium B. Il y a un parallélisme intéressant entre les séries de produits successifs issus de ces corps et leurs pro-
priétés.
A.-S. E‘’E. - On the Radioactive Matter in the Earth and the Atmosphere (Sur la matière radioactive dans la Terre et dans l’atmosphère). - P. 189-200.
L’auteur, partant de cette idée que l’ionisation spontanée dans un
vase métallique clos est due à une radiation très pénétrante (rayons y
provenant du radium intérieur existant dans la terre), - radiation
modifiée par une radiation secondaire qui dépend de la nature du métal, - a cherché à déterminer par l’emploi d’un vase clos d’alu- minium le nombre k des ions produits en une seconde par centi- mètre cube, par les rayons y de 1 gramme de bromure de radium pur, à 1 centimètre de la source. Ce nombre serait 3,i . 10~ à l’inté-
rieur du vase ; il est 9 . ~.0~ (par centimètre cube et par seconde)
, pour tout l’air environnant 1. gramme de bromure de radium.
Comme on a montré précédemment ,que le bromure de radium nécessaire pour rendre compte de la quantité d’émanation du radium constatée au kilomètre cube, dans l’atmosphère auprès de la croûte
terrestre, serait de à il s’ensuit que le nombre d’ions par centimètre cube et par seconde dû aux rayons y provenant de la matière active dans l’air est compris entre 0,06 et 0,22 près de la sur-
face de la terre.
Les ray ons « provenant de l’émanation qui est dans l’atmosphère produisent beaucoup plus d’ionisation que les rayons y. Le rapport
est de 16 à 1, de sorte que les rayons « provenant de l’émanation
produisent de 2 à 7 ions par centimètre cube et par seconde.
J. BROW’N. - An Inve,stigation of the Potential required to maintain a Current
between Parallel Plates in a Gas at Low Pressures (Recherches sur le potentiel
nécessaire pour maintenir un courant entre des plans parallèles et dans un gaz à basse pression). - P. 2t 0-233.
En général, pour maintenir un courant continu à travers un gaz raréfié entre plateaux plans, il faut une différence de potentiel infé=
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rieure au potentiel explosif. C’est ce qui a lieu quand la pression
est au-dessus de la pression critique.
Une foule de circonstances accessoires compliquent d’ailleurs
le phénomène : capacité des électrodes, gaz occlus, etc. A des pressions inférieures à la pression critique, le potentiel commence
par augmenter très rapidement quand le courant augmente,
l’augmentation étant d’autant plus brusque que la pression est plus
faible.
0. HAHN. - The Ionization Range of the ce Rays of Actinium
(La portée d’ionisation des rayons oc de l’actinium). - P. 244-254.
Cette « portée » mesurée par les méthodes ordinaires, employées déjà par Bragg et Kleeman, donne, dans le cas des dérivés actifs de l’actinium :
(On rappelle que le radium C donne une portée de 7°1n,06.)
R.-D. KLEEMAN. 2013 On the Recombination of Ions made by and X Rays (Sur la r ecombinaison des ions due aux rayons oc, fi, y et X). - P. 273-297.
Bragg a appelé l’attention sur le double mode de recombinaison des ions : recombinaison générale, par rencontre d’ions de signes contraires, et qui, comme l’a montré Langevin, n’est pas affectée par
un champ électrique extérieur s’il y a distribution uniforme des ions,
et recombinaison initiale des ions avec les molécules qui leur ont
donné naissance.
Les rayons cathodiques formés d’électrons sont absorbés par
l’air, de telle sorte que 50 0/0 sont absorbés après un trajet de
dans l’air, et 10 0/0 à peine après un trajet de ocm,003. Or le champ,
à cette distance de O~sn,003, d’une molécule électrisée, est:
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Donc, .à une distance où il n’est pas encore absorbé par d’autres
molécules, l’électron reste soumis à l’influence de la molécule dont il a été détaché. S’il a été expulsé avec une très grande vitesse, il
est du premier coup rejeté hors de cette sphère d’influence ; si la
vitesse d’expulsion est faible, il y reste d’abord et peut, quand l’action qui l’a séparé a cessé, être capté à nouveau par le centre molécu- laire d’où il est issu. C’est ce qui se produit pour l’ionisation par les rayons «, et ne se produit pas, ou ne se produit qu’à un degré beaucoup moindre, pour l’ionisation par les rayons X ou encore par les rayons p ou ; .
La différence se traduit expérimentalement de la façon suivante :
le courant de saturation obtenu à l’électromètre, avec le dispositif classique, est obtenu avec les rayons X (ou avec les rayons g et y)
avec une force électromotrice faible. Dans un cas expérimental, on
a, je suppose, 114 pour le courant avec un champ de 8 volts par cen-
timètre, et 123 (courant de saturation) avec un champ de 1. 200 volts par centimètre. C’est-à-dire qu’avec le champ le plus faible on a
7 0/0 en moins du courant de saturation. Cette diminution est due à la recombinaison initiale, qu’arrète un champ plus élevé.
Avec les rayons «, dans un cas pareil, on n’obtient le courant de saturation que pour un champ très élevé. Avec 1 200 volts par centi- mètre par exemple, on aura un courant mesuré par 2182 divisions ;
avec 80 volts, 1853, et avec 8 volts, 1 451, soit 38 0/0 en moins par
rapport au courant de saturation. La différence ici est énorme. Elle
augmente avec la densité du gaz sur lequel on opère. La recombinai-
son initiale, d’une façon générale, est d’autant plus grande qu’est plus lente la vitesse des particules ionisantes.
P.-E. SHAW. - The Disruptive Voltage of Thin Liquid Films between Irido- Platinum Electrodes (Le voltage disruptif dans des couches minces de liquide
entre des électrodes de platine iridié). - P. 317-329.
On a mesuré le potentiel explosif entre électrodes très voisines,
dans une série de liquides isolants : huile d’olive, huile de castor,
térébenthine, huile de paraffine, etc. Les distances sont évaluées ein
microns et portions de micron. Pour tous ces liquides, le champ de décharge disruptive varie entre ~~.0 volts par micron et 70 volts par
micron, pour des potentiels compris entre 25 et 400 volts. Pour des
potentiels inférieurs à 300 volts, les liquides sont plus isolants que
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l’air ; au delà, ils sont moins isolants, car, aux environs de 300 volts, la courbe représentative des distances explosives en fonction des
potentiels présente un coude pour l’air, et ne paraît pas en présenter
pour les liquides.
E. RUTHERFORD. 2013 The Mass and Velocity of the « Particules expelled from
Radium and Actiniun (La masse et la vitesse des particules « expulsées du
radium et de l’actinium). - P. 3!~8-3it . - Mass of the ce Particles l’rom Thorium
(Masse des particules a du thorium P. 3’1i-37~.
NI. Rutherford s’est posé la question de savoir si les particules ce
émises par diverses matières radioactives ont la même masse, et si m garde la même valeur après le passage des particules oc à tra-
vers la matière.
Il a, pour cela, mesuré à la fois la déviation électrique et la dévia-
tion magnétique des rayons cx de diverses substances, ce qui donne
-,, ,, mu2
d’ une part mu, de l’autre
"
e e
On arrive à la conclusion que la valeur de m e est la même, quelque
soit le produit qui émet les particules « : radium, émanation, radium A,
radium C, actinium, ou thorium C : m e est constamment égal à
5 . 103, c’est-à-dire à la moitié du rapport de la masse matérielle à la
charge dans le cas de l’atome d’hydrogène électrolytique. Ce qui
varie d’un corps à l’autre, c’est la vitesse initiale d’émission de la
particule tl., qui est ~ ,3C . i09, par exemple, pour le radium, et
~,06 ~0~ pour le radium C ; M. Rutherford discute les diverses hypo-
thèses sur la nature de la particule 7. et ses relations avec l’atome
d’hélium. L’hélium ayant une densité 2 par rapport à l’hydrogène,
mais étant monoatomique, l’atome d’hélium a une masse atomique 4;
la particule a peut être un demi-atome d’hélium, ou bien encore on
doit admettre qu’un atome unique et indivisible d’hélium transporte deux électrons à la fois.
L’une des conclusions les plus intéressantes à tirer de cette donnée est relative à l’âge des minéraux radioactifs. Si l’on suppose que dans un minéral les particules ct produites au cours des âges se
sont « occluses » et sont restées enfermées dans la masse, on doit
635
trouver, en chauffant et décomposant le minéral, de l’hélium gazeux:
ce qui est en effet le cas ; mais on doit pouvoir déduire de la quantité
d’hélium contenue, rapportée à 1 gramme de matière active, l’âge
du minéral. C’est ainsi que, d’après Ilamsay et Travers, la ferguso-
nite contient 1-c-3,81 d’hélium par gramme; or ce minéral contient 7 0/0 d’uranium ; donc il y a 26 centimètres cubes d’hélium par gramme d’uranium. Or 1 gramme de radium produit d’hé-
lium par an, et par gramme d’uranium il y a 3,8 .10-7 gramme de radium. Si on suppose que l’uranium émet une seule particule a pour
cinq émises par le radium en équilibre avec le radium F, on arrive
au nombre U, 3 . ~1 ~-~ centimètre cube par an pour la quantité
d’hélium due à 1 gramme d’uranium. Si cette production gazeuse a été constante, on arriverait au chiffre de 400 millions d’années pour la production de 26 centimètres cubes d’hélium. Encore cette durée serait-elle une limite inférieure de l’âge du minéral.
J.-ARNOLD On the Coefficient of Absorption of the (1 Pays from
Uranium (Sur le coefficient d’absorption des rayons (3 de l’uranium). -
P. 319-393.
L’absorption des rayons ~ issus d’une substance radioactive, telle
que l’oxyde d’uranium, obéit en général à une loi exponentielle :
où d est l’épaisseur du corps traversé et À un coefficient caractéris-
tique du corps traversé. À est à peu près proportionnel à la densité p
pour les rayons cathodiques, comme l’a montré Lenard. En réa- lité, le
rapport ~‘ p
varie, mais seulement de 2000 à 5 600 environ, quandla densité varie de 3,6.10"~ (densité de l’hydrogène à 3 millimètres de pression) à 1,9,3 (densité de l’or). Rutherford a mesuré ~, pour les
rayons 3 issus de l’uranium, et il montre que - tout en ne présentant
P
pas d’énormes variations, varie tout de même d’une façon indiscutable d’une substance à l’autre. L’auteur a repris ces mesures et les a éten- dues à une trentaine d’éléments : - augmente avec le poids ato-
p
mique depuis 4,65 pour le bore jusque 10,8 pour le plomb. Pour les
