Sur l'émission de rayons positifs par les composés du phosphore chauffés

HAL Id: jpa-00242408

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242408

Submitted on 1 Jan 1910

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Sur l’émission de rayons positifs par les composés du phosphore chauffés

F. Horton

To cite this version:

F. Horton. Sur l’émission de rayons positifs par les composés du phosphore chauffés. Radium (Paris), 1910, 7 (5), pp.149-151. �10.1051/radium:0191000705014901�. �jpa-00242408�

149

faibles quantités ^d’hélium qu’on ^{ne rencontre} pas dans tous les minéraux, ^mais qu’on ^trouve aussi bien dans

ceux qui ^{ne sont} pas radioactifs, possèdent ^une origine

et une signification déterminées; mais celles-ci nous

sont inconnues quant ^à présent, ^{et l’on ne} peut guère

décider si cet hélium vient d’un élément radioactif inconnu qui émettrait des

particules a

ayant ^une

vitesse inférieure à la vitesse critique (comme ^le sup- pose Strutt), ^ou bien s’il dérive de transformations

atomiques d’éléments chimiques ordinaires; ^{s’il se}

forme avec le temps dans le sein des minéraux, ^ou

bien s’il est ahsorbé du dehors au moment de leur

solidification; de nombreuses études nouvelles seront nécessaires pour répondre ^{à ces} questions.

Il m’est un agréable devoir de remercier, ^en ter-

minant, M. Gennaro Massi pour l’aide qu’il ^m’a ap-

portée ^{dans ce travail, ainsi que dans le} précédent.

j)lanusci’it reçu le 5 janvier 1910. J

(Traduit ^de l’italien par 11. L. KOLOWART.)

Sur l’émission de rayons positifs

par les composés ^du phosphore ^chauffés

Par F. HORTON [Saint ^John’s College. Cambridge.]

J. J. Thomson a montré que certains sels chauffés

produisent

^{une forte} ionisation positive’. ^{Parmi les}

sels soumis à son

expérience,

^les

phosphates

^{ont donné}

le maximun d’effet : le

phosphate

^{d’alumine en} par- ticulier s’est montré

le’plus

actif. A la température

du rouge l’émission ^de rayons positifs par ^ce

phos-

phate ^{était telle,}

d’après

^{J. J. Thomson,} qu’on pou- vait la mesurer aisément ^au galvanomètre. ^Les expé-

ripnees suivantes ont été faites dans le but de décou- vrir une analogie ^{entre ce}

phénomène

^{et celui des}

rayons anodiques de Gehrcke et Eeichenheini. Ces

physiciens

^{ont trouvé 2} que ^certains sels, ^utilisés

comme anodes dans un tube à vide, ^{émettent des} rayons positifs perpendiculaires a ^la surface de l’anode, ^se comportant ^d’une manière tout à fait ana-

logue ^{il celle des} rayons cathodiques. ^Ces rayons posi-

tifs sont constitués pii- des

particules,

chargées posi-

tivement de dimensions de l’atome, ^{se mouvant avec}

une vitesse d’environ 107 cms par seconde. ^L’examen

spectroscopique ^a montré clue ^ces particules ^{sont des}

atomes du métal contenu dans le sel anodique.

Gehrcke et Reichenlieini ont trouvé que les rayons

anodiques

^{sont émis} plus librement par ^les sels llalo-

génés des métaux alcalins et considèrent qu’en géné-

ral les sels les plus convenables à servir d’anodes

sont ceux qui ^sont aisément fusibles et dissociés par la chaleur. Les sels halogénés employés par J. J. Thomson ont donné par la chauffe ^un faible excès d’électricité positive, mais bien inférieur à ce

qu’on ^{obtient avec les} phosphates.

1. J. J. THOMSON, Proc. Camb. Phil. Soc., 14-105.

2. GEHHCKE et REICHENHEIM. Ann. d. Phys. ²⁵ (1908) ^861.

Dans les

expériences

présentes, ^{on s’est d’abord}

servi du

phosphate

d’alumine, ^{contenu dans des tubes}

utilisés comme anodes dans un appareil (fig. 1) ^sem-

blable ^à celui décrit par Gchrcke ^et Reichenheim. Le tube à décharge était constituée par ^un ballon d’une

Fib. 1.

capacité ^{de 500 à 1000 cm5, relié à une} pompe ^à

mercure et aune jauge ^{de Mc Leod; à ce} ballon était soudé un tuhe contenant du charbon, ^{dans le but de}

produire

^un vide élevé dans

l’appareil,

par refroidis-

sement de ce tube dans l’air

liquide.

^Le point ^de

fusion des sels

employés

^{dans ces} experte ^{ces étant} élevé, ^{le tube} A, ^contenant l’anode, ^{était en} quartz fondu, ^{et avait 2 mms. et 5 mms.} de diamètres inté- rieur et extérieur. Le phosphate d’alumine utilisé

comme anode était finement pulvérisé ^et mélangé

avec un peu de poudre ^de graphite afin de le rendre

conducteur, ^{et aussi avec un} peu de chlorure d’ar-

gent pour lier la matière pendant ^la chauffe. Ce

mélange était tassé à l’extrémité A du tube de quartz

sur une longueur ^{de 2 à 5 cms.} On chauffait alors fortement le tube dans ^une flamme de chalumeau..

Le chlorure d’argent ^{entrait en} fusion, ^{de sorte}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191000705014901

150

qu’après refroidissement le mélange ^faisait bien corps

avec le tube. On obtenait la conuexion

électrique

^avec

le mélange par ^un fil de cuivre pénétrant ^{dans le}

tube à l’autre extrémité ct introduit dans la masse

du

mélange

^{encore chaud. La cathode était constituée}

par ^{un anneau} d’aluminium K à l’extrémité d’un fil

d’aluminium, ^{recouvert dans sa} partie rectiligne

par ^un tube de _verre, comme le montre la figure.

Ces tubes qui entouraient l’anode et la cathode tra- versaient un bouchon d’ébonite fermant le ballon, ^et les joints ^{destinés à tenir} le vide étaient soigneuse-

ment faits à la cire.

Une grosse bobine d’induction de Marconi produi-

sait la décharge ^{à travers le tube. Il eîit été} préfé-

rable

d’employer

^une forte machine de Wimshurst suivant la méthode de Gelrcke et Reichenheim, mais il n’y ^{el1 avait} pas de

disponible.

Le circuit secondaire de la bobine comportait ^un excitateur et

une valve de

Lodge,

^afin

d’empêcher,

^autant que pos-

sible, ^{le courant} de passer dans les deux ^sens.

Il n’est peut-être pas ^sans intérêt de mentionner que, pour obtenir

rapidement

le vide élevé nécessaire dans ces

expériences,

^{on a trouvé un}

grand

avantage

à

employer

^le quartz fondu pour construire le tube ^à charbon, ^{servant au} refroidissement dans l’air

liquide.

Pendant qu’on ^{faisait le, vide}

préliminaire,

^{on chauf-}

fait directement le tube de quartz ^{à la flamme d’un} chalumeau, ^{et de cette} façon le charbon était

plus rapidement

^{t et}

plus complètement

débarrassé des gaz occl us .

Lorsque ^la

décharge

de la bobine d’induction tra-

versait le tube

(la

pression ^du gaz étant si faible

qu’aucune luminosité _gazeuse n’existait dans le bal-

lon),

^{on obtenait à} l’anode le o faisceau » de lumière, décrit par Gehrcke ^et Reichenheim. Au spectroscope, l’examen de cette lumière révélait les lignes ^les plus

brillantes de l’argent: ^il

n’y

avait pas de

lignes

^de

l’alunlinium. Dans un champ magnétique, ^une

partie

de la luminosité était déviée dans le sens conduisant à admettre _{que les} rayons ^étaient constitués de parti-

cules chargées positivement, quittant ^{l’anode; l’autre} partie ^{était déviée dans le sens} opposé, ^mais

je

^n’ai jamais ^{été bien} sûr que ^ce dernier point ^n’était pas du à la décharge passant ^{dans les deux sens. La} lumière à l’anode n’a jamais présenté ^les pinceaux

fins et brillants si caractéristiques des rayons ^ano-

diques,

^{et le} spectre ^{a montré} que, ^en admettant une

production

de rayons

anodiques,

ceux-ci étaient dus

au chlorure

d’argent

^{et non au}

phosphate

^d’alumine.

On ^a tenté, ^sans succès, d’autres méthodes _pour

agglomérer ^le phosphate d’alumine, afin de le rendre propre ^{à servir} d’anode, ^sans utiliser de substance

capable ^de produire des rayons anodiques. ^{On a décidé}

alors

d’employer

^un phosphate plus ^{fusible et on a}

chauffé dans le tube de quartz, jusqu’à ^{fusion, un} mélange ^de pyrophosphate ^{de sodium et de lithium,}

avec un peu de

graphite.

^{Ce tube était}

placé

^comme

anode dans une

ampoule

analogue ^{à celle}

précédem-

nient décrite. En vidant et faisant passer ^la décklarge,

ce tube se comportait ^d’une façon ^curieuse. Quand ^la pression ^n’était pas trop ^{basse, il} y avait ^{une bande}

lumineuse autour de l’anode, ^{entourée d’un}

espace

obscur, puis ^{vers le centre de} l’ampoule ^une petite

sphère

lumineuse, qui

correspondait probablement a

une strie dans la colonne positive. ^En plaçant ^un champ magnétique transversalement à la direction des rayons ^venant de l’anode, la bande semhlait se rap-

procher

^{de la}

sphère

lumineuse, ^en s’étendant, ^en

même temps,

symétriquement

par rapport ^{à l’axe de} l’anode, ^et s’enroulant au voisinage ^{de l’anneau catho-}

dique. L’apparence

était celle que présente ^{un faiÇceau}

de rayons subitement ^{amené contre un} obstacle. L’effet

produit

^{semblait être}

indépendant

^{de la} direction du

champ magnétique, ^tant que les lignes ^du champ

étaient à angle ^{droit avec} la direction de la décharge.

Le fait que du sodium était emporté ^de l’anode pou- vait être constaté par l’apparition

graduelle

^{de la}

lumière

jaune

^{du sodium sur la} cathode, ^cette appa- rition se faisant d’abord du côté le

plus

^{voisin de}

l’allode puis s’étendant graduellement ^{sur toute sa}

surface. Le spectre de la lumière à l’anode révélait les

lignes

brillantes du sodium et du lithium, ^ainsi que les

plus

importantes ^{raies du mercure,} parmi

lesquelles

se trouvent les trois nouvelles lignes ^dans l’orangé,

dont les longueurs ^d’onde, données par l’auteur dans

une

précédente

^{note i, sont} 6252, 6121, ^6070.

Dans un vide

plus

parfait, la luminosité gazeuse dans

l’ampoule disparaissait,

^mais la lueur demeurait à l’anode. Il

n’y

^avait

cependant

^aucun indice des fins faisceaux de lumière, accompagnant ^la phosphores-

cence de

l’ampoule

^{et si}

caractéristiques

^des rayons

anodiques.

Dans un

champ magnétique,

^{la lueur à l’anode}

était surtout déviée dans la direction

positive,

^mais

une partie ^se comportait ^comme si elle était chargée négativement. Afin de décider si les rayons déviés dans le sens positif étaient réellement chargés positi-

vement ou si ce n’était _que des rayons chargés néga-

tivement ^se dirigeant ^{vers l’anode, on a étudié la} façon ^{dont ils se} comportent ^{t dans un} champ ^électro- statique.

Dans ce but on s’est servi de

l’appareil

représenté

par ^la figure 2. Les rayons, à leur

départ

^{de l’anode}

A, passaient ^{au travers d’un écran S} percé ^{d’un trou}

et mis à terre,

puis

^{entre deux} plateaux

parallèles

P1 P2 de 5 centimètres de

long

^{environ et} à 1 centi- mètre de distance. On établissait ^un champ électrique puissant ^{entre ces} plateaux ^au moyen d’une batterie de petits accurnulateurs. L’écran ^{au sulfure} de zinc Z

permettait, grâce ^{à sa} phosphorescence, d’observer la 1. Proc, Ca?îib. Phil. Soe , ^14.

151

délation des rayons, même quand ^la luminosité le

long de leur parcours était très faible.

Comme dans l’appareil précédent, ^il n’y ^avait pas de faisceau de rayons ^se détaclunt de l’anode. Les rayons ayant traversé l’écran percé ^{S étaient} toujours

Fig, 2.

déviés vers le

plateau

positif par le champ

électrique,

montrant

qu’ils

^étaient constitués de particules ^char- gées négativement C’étaient vraisemblablement des rayons

cathodiques

ordinaires provenant ^{des courants} inverses de la bobine.

L’impossibilité

d’obtenir de

ces phosphates des rayons anodiques semble môntrer

qu’il n’y ^{a aucun lien entre} les rayons anodiques ^et

l’émission d’électricité positive ^{par ces sels chauffés,}

mais il était intéressant de voir si on ne pouvait

obtenir de rayons

anodiques

^{avec d’autres} composés

du phosphore, parce que ^ces composés, ^{comme le}

phosphore

^{lui-mème, ont la}

propriété

d’émettre des ions

positifs quand

^on les chauffe ^{sur une} anode dans

un tube à vide.

On a expérimenté, ^en conséquence, ^le

phosphite

^de

calcium, qui, mélangé ^{à un} peu ^de graphite, ^consti-

tuait l’anode de

l’appareil

^{de la} figure 1. ^{A une basse} pression ^on voyait ^un pinceau distinct des rayons, ^en-

tourant l’anode, ^{du centre} duquel, après quelques ^mi-

nutes, ^se détachait un pinceau ^{fin de} rayons ^de direc- tion rectiligne ^à l’intérieur de l’ampoule ^et qui ^causait

la phosphorescence ^{du verre au} point d’impact. ^Ce pinceau ^semblait prendre naissance à l’endroit le plus

chaud de la surface de l’anode. Il n’était pas dévié dans un champ magnétique ^faible, mais était dévié dans la direction positive ^{avec les} champs magnéti-

ques

puissants.

^Ces rayons étaient, sans aucun doute, analogues ^aux rayons obtenus par Gehrcke et Rei- chenheim. Le spectre ^{révélait les}

lignes

^{du calcium}

ainsi que d’autres lignes qui n’ont pu ètre identifiées dans l’espace ^de temps ^{très court où on observait ces}

rayons. On voit ainsi que les rayons anodiques peuvent

être obtenus avec du phosphite ^{de calcium,} quoi- qu’ils ^ne soient pas produits par les phosphates.

Gehrcke et Reichenheim ont rapproché

)la

produc-

tion de rayons anodiques par ^les sels halogènes ^des

alcalins et alcalino-terreux, de leur faible fusibilité

et de leur propriété ^{de se dissocier}

quand

^on les chauffe fortement. Le sel chaulfé est décomposé électroly tique-

ment par le passage ^du courant, le métal étant libéré à l’anode et traversant le tube. Au voisinage ^de

l’anode le

champ

électrique ^{est très} intense à cause

de la chute de potentiel anodique, ^{et c’est en traver-}

sant cette

région

que les atomes du métal libérés

acquièrent ^leur

grande

vitesse. Il y ^a quelque temps, Mattliies ¹ a montré que la chute

anodique

^{dans un}

tube à vide était considérablement accrue par ^la pré-

sence d’une vapeur d’un sel halogéné. ^{Dans une note} récente, Reichenheim2 établit que, ^aux basses pres- sions et avec des courants intenses, ^{la chute} anodique

relative aux sels

halogénés

^atteint plusieurs ^milliers

de volts. Reichenheim _{pense que} cette valeur, ^{ex tra-} ordinairement grande, peut s’expliquer ^en supposant que les vapeurs halogénées possèdent, ^{à un} degré

plus

^élevé que les ^autres gaz, la faculté d’absorber des électrons négatifs. ^{Si cette}

supposition

^{est correcte,}

il existe d’autres vapeurs électro négatives qui ^doivent

se comporter ^{de la même} minière, ^et Reichenheim montre qu’on ^{obtient aussi une} importante ^{chute ano-}

dique

^avec la vapeur de

phosphore.

^{Dans les} expé-

riences décrites dans cette note, il ^est

probable

que de la vapeur de

phosphore

^{se trouvait} présente ^dans

le cas de l’anode à phosphite ^{de calcium,} par suite de la

décomposition

^{de ce sel}

quand

^on le chauffe. Il y avait ^{ainsi une} chute

anodique

^{élevée et un}

champ

intense au voisinage ^{de l’anode, donnant aux atomes}

libérés l’énergie suffisante pour devenir rayons ^ano-

diques ^{lumineux. Les} phosphates, ^d’autre part, ^sont

des corps extrêmement stables, ^{et dans ce cas il} nN-

a pas ^de vapeur de phosphore pour créer ^une chute

anodique ^{anormale, d’où} l’absence de rayons anodi- ques. Ainsi ces expériences ^{semblent confirmer}

l’ly-

pouhèse de Gehrcke et Reichenheim ^en ce qui ^concerne l’origine des rayons anodiques, ^{et montrer} qu’il n’y ^a

pas de relation entre ce phénomène ^{et l’émission}

d’électricité positive par les sels chauffés.

[Traduit ^de l’anglais par Gaston DANNE].

1. MATTHIES. Ann. d. Phys., ¹⁸ (1905) 473.

2. REICHENHEIM, Yerlz. d. fl. Phys. ^Ges. (1909) ^168.