Sur les modifications des spectres d'émission et d'absorption sous l'influence d'un champ magnétique et sur la question des électrons positifs - (Remarques au sujet d'un récent mémoire de M. A. Dufour)

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sur la question des électrons positifs - (Remarques au sujet d’un récent mémoire de M. A. Dufour)

Jean Becquerel

To cite this version:

Jean Becquerel. Sur les modifications des spectres d’émission et d’absorption sous l’influence d’un champ magnétique et sur la question des électrons positifs - (Remarques au sujet d’un récent mémoire de M. A. Dufour). Radium (Paris), 1908, 5 (12), pp.356-361. �10.1051/radium:01908005012035600�.

�jpa-00242318�

Sur les modifications des spectres ^{d’émission}

et d’absorption ^sous l’influence d’un champ magnétique ^{et sur la} question des électrons positifs

(Remarques ^au sujet ^{d’un récent mémoire de M. A.} Dufour)

Par Jean BECQUEREL [Laboratoire ^de physique ^du Muséum.]

1

On sait _que, jusqu’en ^1906, l’action d’un champ magnétique ^{sur les sources} d’émission ^ou d’absorp-

tion de la lumière avait été observée seulement dans les corps ^à l’état gazeux. ^{Dans toutes les} manifcs’a- tions du phénomène ^{de Zeeman on avait rcconnu} que, si la lumière se propage dans la direction des lignes

de force, ^un champ magnétique augmente ^{la fré-} quence des vibrations circulaires de ^{même sens} que le courant magnétisant, ^et diminue la fréquence ^des

vibrations de sens opposé. D’après ^{le sens,} toujours

le même, ^{de ce} phénomène, ^et d’après l’ordre de

grandeur ^des changements ^de fréquence, ^les partisans

des (héories électroniques ^n’ont pas hésité à conclure que les raies d’émission ^et d’absorption ^des gaz ^et des vapeurs ^sont dues à des électrons négatifs.

J’ai alors observés ¹ _que les bandes d’absorption

d’un rninélYtf, ^le iénotime, ^sont varial)les dans ^un

champ magnétique. ^{L’effet est de même nature} que le phénomène ^{de Zeeman, mais il s’en} distingue par deux différences fondamentales

1° Les changements ^de période ^sont, pour de nom-

hreuses bandes, notahlclnent plus grands que ^ceux

qui ^{avaient été observés avec les} gaz.

20 Les bandes correspondant ^à l’absorption ^de

vibrations circulaires d’un sens déterminé sont dépla-

cées les unes d’un côté du spectre, ^{les autres du côté} opposé ^sous l’influence d’un même champ iiiagtié- tique.

Il existe donc un phénomène ^{de sens contraire au} phénomène que lI. Zeeman avait découvert dans les

spectres des vapeurs.

Dès la première observation de cet effet, j’ai ^émis

deux hypothèses 2 : ^la première suppose la formation de chantps internes de sens opposé ^{au sens du} chanlp

extérieur; la seconde admet l’existence d’électrons

positits.

1. JEAN BECQUEREL. C. R. 142, p. 775, ^{26 mars 1906;} p. 874, 9 avril 1906.

2. JEAN BECQUEREL, ^C. IL, 242, p. 876, lignes ^{8 et suiv.}

J’ai étendu les premières observations à d’autres minéraux, ^à de nombreux corps cristallisés ^ou dis-

sous, observant le phénomène ^{toutes les} fois que la

largeur des bandes d’absorption ^ne masque pas les

changements ^de période produils par le champ magné- tique.

J’ai montré comment l’emploi ^{de très basses tem-} pératures permet ^{d’obtenir avec} les cristaux ou avec

les solutions solidifiées, des bandes considérablement

plus ^{nettes et} plus ^fines qu’a la température ^ordinaire,

et facilite l’étude de ces questions, ^{tout cn} variant les conditions des expériences 1.

MM. du Bois et Elias ont poursuivi des recherches dans la _{voie que} j’ai indiquée, ^en faisant usage des basses températures, ^{et ont encore} davantage géné-

ralisé ces phénomènes qu’ils ^{ont observés avec le}

rubis et avec divers sels de chrome 2.

Les expériences que j’ai ^{réalisées en abaissant la} tcmpérature des corps ahsorbants à

190", puis ^les

recherches 3 _{que M.} Kamerlingh ^{Onncs et moi avons} entreprises ^au laboratoire cryogène de l’Université de

Lcide, ^{où avec} l’hydeogène liquide nous avons observé les spectres jusqu’à 1 ⁴ degrés ^{absolus, ont montré}

que les changeinents ^de fréquence des électrons absorbant la lumière sont indépendants ^{de la tent-} péralure, qu’il s’agisse ^de l’effet de même sens que le phénomène ^{de Zeeman ou de l’effet de sens} opposé.

J’ai établi que d’autres phénomènes magnéto- optiques déjà ^connus (polarisation ^rotatoire magné- tique) ^{ou observés} pour la prelnière ^{fois dans les}

corps solides (biréfringence magnétique) ^{se rattachent}

aux modifications subies par les bandes d’absorption ^et que les ^diverses particularités ^{de ces} phénomènes ^sont

des conséquences des l’aits nouveaux que j’ai ^observés.

1. JEAN BECQUEREL, Le Rccrlitcu, 4, p. 49, p. 107, p. 528, p. 383, 1907; 5, p. 5, p. 227, 1908.

,

2 Du Bois et Eu -Bs Versl. Kon. Akad. W et. Amsterdam, 16, p. 655, 749, 878, 1908. An na/en der Physili, ^27. p. 233, 15 octobre 1908.

3. JE %N BECQUEREL et II. KAMERLINGH ONNES, Versl. Koji. A/iad.

Wet. Amst. 16, * _p. 678, 1908. Le RadÙl1n, 5, p. 227, 1908.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01908005012035600

pins ^en plus affirmée à adopter 1 hypothèse ^{des élec-}

trons positifs. ^M. Kamerlingh ^{Onnes et 1110i avons} considéré, ^non pas ^{comme une} preuve, mais ^comme

un fort argument ^en faveur de l’existence des élec- irons positifs l’invariabilité des changements ^{de la} fréquence à ^toute température. Si, ^en effet, ^lcs plcé-

nomènes magnéto-optiques actuellement connus ne

peuvent suffire à trancher la question. ^{il n’en est} pas moins vrai que les ^autres hypothèses soulèvent des difficultés considérables qui jusqu’à aujourd’hui ^n’ont

été surrnontécs par personne, ^et qui ^ont plutôt ^été

éludées _par quelques physiciens.

Par exemple, ^{si l’on admettait la} formation de

champs intra-moléculaires sous l’influence du champ extérieur, ^{il faudrait tout au moins} comprendre ^com-

ment dans certaines régions ^ces champs ^{sont de même}

sens quc le champ extérieur, alors que dans d’autres

régions ^{de la même} molécule ils sont de sens opposé,

les champs ^d’un sens comme de l’autre pouvant atteindre des intensités près ^{de dix fois} supérieures a

l’intensité du champ ^extérieur (bandes 642,3; 643,4, 522,1 ^du xénotime) ; il faudrait surtout imaginer ^un

mécanismc montrant que ^ces champs ^sont indépen-

dants de la température quel que soit leur ^sens, aussi bien quand ^{l’effet se} produit ^{dans le sens du diama-} gnétisme, que lorsqu’il ^{a lieu dans le sens du} magné- tisle; il faudrait enfin montrer que ^ces champs, ^bien

que ^très variables d’une région ^{à l’autre, sont néan-}

moins assez uniformes pour justifier ^{la netteté des com-} posantes des bandes d’absorption.

D’un autre côté, ^les expériences que j’ai entreprises

dans une voie différente ^en étudiant les décharges

dans les _gaz raréfiés 1, ^{ont donné les résultats} expéri-

mentaux slivants :

Si l’on superpose ^un faisceau de rayons ^{canaux et}

un faisceau de rayons cathodiques, ^on peut ^{obtenir un}

troisième faisceall parfaitement ^{distinct des deux} pre- miers. Ces nouveaux rayons ^sont attirés par ^une cathode secondaire; ^{le sens de leur} propagation ayant ^été déterminé d une façon certaine, ^on peut ^{aff rmer} qu’ils ^{sont déviés} par l’approche ^{d’un aimant, norma-}

lement aux lignes ^{de force, en sens contraire des}

rayons cathodiques qui ^se propagent dans le mêlne

sens. Les phénomènes ^{observés sont} identiques ^{à ceux}

que l’on peul prévoir pour ^un illux de cor’puscllles chargés positivement possédant ^une charge spécifique

e

du même ordre de grandeur que celle des électrons

m

négatifs.

J’ai chcrcllé à rendre compte ^{de ces faits au} moyen des rayonnements actucllelnent connus; j’ai pensé ^à cinq interprétatious différentes, ^mais j’ai ^montré

1. JE.%N BECQUEREL, ^C. R., 146, p. 1308-1908 ; 147, p. 121-1D08.

Le RadÍ1nn. 5 p. 195 ^et p. 529, ^1908.

attribuer le nouveau faisceau n des électrons positifs.

II

Au commencement de cette année, ^{M. A.} Dufour ^a observe dans les spectres d’éluission de divers chlo-

rures et fluorures 1, ainsi que dans le second spectre

de l’hydrogène 2, ^des phénomènes semblables a ceux

que j’avais étudiés dans les spectres d’absorption ^des

cristaux et des solutions. Les expériences ^{de M. Du-}

four présentent ^{un très} grand ^{intérêt; elles étendent}

a l’émission par les gaz les phénomènes ^observes jus- qu’alors ^pour l’absorption par les ^solides; elles démon- trcnt que, contrairement à ^cc que l’on supposait, ^dans

les gaz certains spectres de bandes sont sensibles an

champ magnétique, ^enlin elles révèlent dans des con-

dilions particulièrement sin1ples (hydrogène), ^l’exis-

tence d’un effet magnéto-optique ^{de sens} opposé ^au

sens que faisaient prévoir ^{les électrons} négatifs.

Les recherches de M. Dufour vicnneni d’être expo- sées dans ^un important mémoire 3. L’auteur ayant ^a

plusieurs reprises ^{cité mes} expériences ^{et discuté} quelques-unes ^{des idées} que j’avais exprimées, ^{il me} paraît ^{tout à fait} nécessaire d’attirer de nouveau l’at-,

tention sur quelques-unes ^des questions ^soulevés par cet ensemhle de travaux.

1° M. Dufour ^a appelé phénomène ^{nu) niaI le} phé-

nomène de Zeeman se produisant ^{dans le sens} prévu

puur les électrons négatifs ^et phenomène ^anormal

l’effet de sens opposé. ^Cette dénomination présente,

U mon avis, ^un grave inconvénient; elle laisse croire que ^ce dernier effet est exceptionnel ^{et en dehors des} règles; ^or rien n’est moins exact quand ^il s’agit ^des

cristaux et dcs solutions où les deux effets de sens

contraires sont aussi fréquents ^l’un que l’autre ^{et se} rencontrent toujours simultanément dans le spectre d’un même corps. La seule dill’érence clui ^{existe entre}

les deux effets est lc sens du déplacement ^{des bandes}

pour les vibrations circulaires. J’ajouterai que lors-

qu’un phénomène ^{nouveau se} produit ^{dans un sens}

que les idées et les théories actuelles ne permettent

ni de prévoir ⁿⁱ d’expliquer, ^ce n’est pas ^une raison suffisante pour le considérer comme « anormal ».

2° Dans l’historique qui précède ^{le mémoire de}

M. 1)ufour, ^mes expériences ^{sont ainsi} résumées 4 :

cc Les spectres d’absorption des sels de métaux rares

à l’état cristallisé ou dissous contiennent des bandes

qui, ainsi que M. J. Becquerel ^{l’a trouvé,} présentent

un phénomène de Zeeman anormal suivant ^ces lignes

de force; ^{M. J.} Becquerel ^a signalé, ^{comme on sait,} parn1i ^{ces bandes,} quelques-unes ^{donnant un} phéno-

1. A. DuFouR, C. Tl., 146, p. ^118. 20 janvier ^M08; p. 529.

5 février, _p. 810,d5 avril 1008.

2. A. DUFOUR, C. li., 146, p. 651, ^{23 mars 1908.}

5. A. DCForR, Le Radium. 5, p. t),91, od(Bhre 1908.

4. A. DCFOUR. Le Radium, 5, p. 291, ^{2,- col..} lignes J ^{et suiv.}

nlène de Îeeman beaucoup plus grand que celui ^au-

quel les ^raics d’émission nous avaient habitues. »

Ce ne sont pas seulement, comme le dit M. Dufour,

les bandes donnant un effet de sens contraire a l’effet

jus;lu’alors ^observé qui présentent ^ce gros phénomène.

Il me suffira de citcr les bandes 642,5 ^et 643,4 ^{du xé-}

notime qui ^{dans un} champ ^{de 10 000} gauss donnent entre leurs composantes ^{des écarts de} 0uu, 35 ^et 0uu,51 l’effet ayant lieu dans le scns prévu pour les entrons négatifs ^1.

5° Une observation très importante ^faite par M. Dufour est la suivante’ : (( les composantes qui présentent ^le phénomène ^{de Zeeman} longitudinal ^nor-

mal donnent des doublets magnétiques ^{dont lcs} pola-

risations circulaires sont complètes, ^et qu’on peut par

conséquent complètement séparer ^a l’aide d’tiii analy-

seur bicirculaire; ^au contraire, ^celles qui donnent le

phénomène longitudnal anormal forment des dou- blets à polarisations circulaires incomplètes ^)).

Les exemples ^de polarisation circulaire incomplète

sont fréquents ^{dans les} spectres ^{des cristaux et} j’avais

d’ailleurs signalé ^{cet effet 5, mais il est} nécessaire de faire remarquer ici que la règle ^énoncée par ^Il. Du- four pour les spectres cannelés des vapeurs ^ne peut

être étendue aux bandes ou raies des cristaux; ^la po- larisation circulaire complète ^ainsi que la polari-

sation incomplète s’observent sur des bandes de l’une

et de l’autre espèce. ^Par exemplc, ^{dans lc xénotime}

les bandes 642,5 ^et 645,4 (électrons négatifs)

donnent une polarisation incomplète, ^{la bande 650,5} (phénomène inverse) présente ^une polarisation ^com- plète.

Comme M. Dufour, j’estime que ^ces observations

ont un grand ^{intérêt, car la} polarisation incomplète

est un fait inattendu dont la théorie devra rendre compte. ^Il serait bien intéressant de savoir si la règle

énoncée par ^M. Dufour pour ^les bccndes des corps ^con1.

posés ^est applicable ^{aux raie3 du second} spectre ^de 1 hydrogène. ^{Sur les belles} photographies publiées par M. 1)ufcur, la raic x (phot. 15) ^4, qui ^{est assez intense,}

ne parait pas (du ^{moins sur la} figure) ^{donner une} po- larisation circulaire incomplète.

En _{tout cas,} que le fait soit vrai ou non pour l’hy- drogène, ^{il est} bien établi que la polarisation ^circulaire incomplète ^ne caractérise jamais, pour les cristaux ^ou les solutions, ^le phénomène ^{de sens} inverse à celui que font prévoir les électrons négatifs.

4° Une question fondamentale, _que j’aborde ^main-

tenant, ^est la suivante :

1. JEAN BECQUEREL, ^Le RadÙl1n, 4, p. 5J, 1907, ^{voir le} tableau.

2. A. DupouR, Le Radium. 5, p. 305,2e col., lignes ^{50 etsuiv.}

5. JEAN BECQUEREL. ^C. R., 145p. 413, 19 aoùt ^{1907 Le Radium,} 5, _p 9, ^2e col., lignes ^{55 et suiv.}

JEAN BECQUEREL, et H. KAMERLINGH ONNES, Kon. Akad. Ams.

16, p. 685 § ^{9; Le RadÚun, 5,} p. 235, § ^9.

4. A, DuFOun, Le Radiuîît, 5, p. 304-1908.

1BL Dufour conclut 1 ^{: ((} En résume, si l’on s’en tient

aux résultats obtenus jusqu’ici, ^il semble bien que le

phénomène ^{de Zeeman} longitudinal ^{anormal ne se} pré-

sente, soit pour les spectrcs quc j’ai ^{étudiés, soit} pour les spectres d’absorption ^des terres rares, que dans les specli es de molécules ^».

1B1. Dufour ajoute ^{en notc : cc Les} résultats obtenus par ^{M. J.} Bccquercl pour le spectre ^de l’yttrium ^ne

sont pas nécessairement en contradiction avec ce qui

est dit ici ; ^{il n’est} pas ^encore établi que le spectre qu’il ^{décrit est} dû à l’atome de ce métal ».

Cette dernière plirase, et surtout les mots « néces- silirelllent) )) et (( encore )) laissent croire _que, dans

mon idée, ^l’effet _que j’ai ^{observé avec le} spectre ^d’é-

tincelle de l’yttrium ^{serait dû à l’atome de ce métal.}

Or, j’étais ^{tellement loin de cette} pensée que ^voici la conclusion de la Note où j’ai ^décrit l’expérience ^en question, ^{et dans} laquelle j’émets l’hypothèse ^des

électrons positifs :

« Il est possible que les électrons positifs, qui ^n’ont

pu être séparés ^{des atomes ni dans les} décharges électriques, ^{ni dans les} phénomènes ^de radioactivité,

et qui paraissent par suite fortement liés aux atomes,

puissent ^néanmoins acquérir ^un degré ^{de liberté suf-}

fisant pour ^se manifester dans les phénomènes optiqucs, grâce ^{aux actions} qui s’exercent entre les atomes groupés ^{dans une même} molécule 2 »

Je souligne ^{ici à dessein ces derniers} mots. Je tiens

même, puisque l’occasion s’en présente, ^à indiquer

par quelle ^{suite d’idées} j’ai été amené à considérer ces

phénomènes ^{comme dus à la molécule. M. Dufour,}

dans une note antérieurement publiée, ^avait exprimé l’opinion que le phénomène ^{de sens contraire au} phé-

nomène de Zeeman était caractéristique ^des spectres

cle coniposés ^{J. Peu de} temps après ^{M. R. W. Wood,}

avait observé un phénomène ^{de même nature dans le} spectre d’absorption ^de la vapeur de sodium 4, ^et

1B1. Dufour avait retrouvé les mémes effets dans le second spectre ^de l’hydrogène ^{o. Le second} spectre ^de

l’hydrogène ^{est-il du à un} composé? ^{on l’a cru} long- temps, ^{mais M.} Dufour lui-mème avait montré que

ce spectre ^était vraisemblablement dû à la molé- cule de l’hydrogène. ^{S’il cn était ainsi, il devenait}

évident _que l’idée preu1Îère ^{de M. Dufour, tout en con-}

servant une part ^de vérité, dcvait ètre modi6ée.

C’est pourquoi j’ai entrepris ^de rechercher si 1 effet

ne se produirait pas a ^une température où l’on consi- dère les composés ^comme dissociés. Il y avait d’ail- leurs, à d’autres points ^{de vue} que j’ai indiqués, ^un

intérèt à observer jusqu’aux plus ^hautes températures

les phénomènes que j’avais ^étudiés depuis ^la iempé-

’1. A. DUFOUR, ^Le liadium., 5, p. 306, lignes ^{50 et suiv. et}

note.

2. JEAN BECQUEIiFI,, ^{C. li..} 146, _p. 685, lignes ^{28 et suiv.}

5. A. DCFOUH, C. Il., 146, p. 231, lignes ^{1 et suiv.}

4. R. W. WOOD, Phil. Mag., ^15, p. 2?0, février 1908.

5. A. DUFOUR, ^{C. li., 146,} p. 634, 25 mars 1908.

l’expérience ^en question, ^ct .rai pensé, ^en interprétant

les phénomènes par l’hypothèse ^{des électrons} positifs,

que ^{ces électrons ne} peuvent peut-être pas ^se mani- fester dans les spectres ^d’atomes (phénomène ^{de Zee-}

man primitivement observé), mais que si plusieurs

atomes sont groupés pour former ^une molécule, ^les électrons positifs peuvent acquérir ^un degré ^{de liberté}

suffisant _ponr donner lieu aux nouveaux phénomènes.

Ce n’est la, ^bien entendu, qu’une purc hypothèse,

et si je ^la rappelle ici c’est uniquement pour ^montrer que je ^{suis d’autant} plus éloigné de combattre l’idée .d’un effet du a la molécule que c’est moi-même qui

ai exprimé ^cette opinion, ^{dans les termes textuelle-}

ment cités plus ^haut.

h° M. Dufour rappelle quc j’ai préconisé, pour

expliquer ^le phénomène ^{de sens inverse au} phénomène

de Zeeman , l’hypothèse de l’existence d’électrons

positifs. ^{(( Cette} hypothèse, dit M. Dufour t, ^{aura évi-} demment plus ^de poids s’il existe dans les tubes à vide des électrons positifs analogues ^{aux électrons} négatifs, ^{comme vient} de l’annoncer M. J. Becquerel;

si cette découverte est établie d’une manière irréfutable,

il y ^aura peut-être lieu de tenir compte des électrons

positifs ^{dans les théories. »}

Il me paraît ^{en cffet} probable que si les électrons

positifs ^{existent, il faut} peut-être songer à leur attri- buer un rôle dans quelques phénomènes ; ^{la ques-}

tion est donc bien de savoir s’ils exist! nt. M. Dufour

ajoute ^{en note : (( Il} faudrait pour cela déterminer d’une manière directe et certaine le signe ^{de la} charge ^de

ces électrons et en outre mesurer au moins approxi-

mativement leur e m. Pour la détermination du signe

.

1n

de leur charge, après ^avoir séparé par ^un champ ^élec- trique ^ou magnétique ^les électrons des deux signes qui ^seraient mélangés, l’emploi ^du cylindre classique

de Faraday, ^est particulièrement recommandablc )).

J’accorde volontiers à M. Dufour que ^cette expé- rience, _que ^des difficultés matérielles ne m’ont pas,

jusqu’ il présent, permis ^de réaliser, apporterait,

comme toute expérience ^{nouvelle, unc} contribution a l’étude de ces phénomènes. ^{Mais doit-on, dans les} présentes expériences, ^{attribuer une} importance pri-

mordiale à l’emploi ^du cylindre ^de Faraday? je ^{ne le}

pense pas.

Dans mes expériences, j’ai ^obtenu, ainsi que je ^l’ai rappelé plus ^{haut, un} faisceau distinct des rayons

cathodiques ^et distinct des rayons ^canaux. Le signe ^de

la charge ^des corpuscules ^{formant ce nouveau faisceau}

résulte du fait qu’ils ^sont attirés par ^une cathode secondaire. D’autre part, ^{si l’on se} reporte ^{à mon mé-} moire, ^on y ^trouve des observations fort simples qui

1. A. DUFOUR, ^Le Radium, 5, p. 506, ^{11c col.} ligne", ^{49 t,t}

suiv.

de ce faisceau, obtenue par rapproche ^{d’un aimant,}

est de sens contraire n celle que subissent des rayons

cathodiques ^se propageant ^{dans le mcme} sens, tandis que les rayons ^{canaux restent} sensiblement illlIT10- biles : c’est bien une preuve que le ^nouveau rayonnc-

ment n’est ni ^un rayon cathodique, ^{ni un} ra3 on ^canal ordinaire.

L’elnploi ^du cylindre ^de Faraday ^{conduira à l’un}

des trois résultats suivants : ou l’on recueillera des

charges positives, ^ou l’on recueillera des charges négative, ^{ou l’on ne} recucillera rien du tout.

Si l’on recueille des charges positives, ^{est-ce une}

raison pour que ^{ce suient} des électrons? ces charges

sont peut-être apportées par des ^ions ayant ^{subi une}

grande déviation par ^suite d’une action secondaire inconnue.

Si l’on trouve des charges négatives, ^{on devra en} conclure, ^non pas que le nouveau faisceau est formé de charges négatives, ^ce qui ^{serait absurde étant}

donnés le sens de son mouvement et le sens de sa

grande ^déviation magnétique, mais que l’expérience

est mal faite et que l’on n’a pas ^{su se} débarrasser de

phénomènes parasites.

Si enfin on ne recueille aucune charge, ^c’est égale-

ment que l’expérience ^{est mal faite, car il n’est} pas

possible qu’un ^faisceau attiré par ^une cathode et dévié par l’approchc ^{d’un aimant ne} soit pas électrisé.

Quel que soit le résultat ainsi obtenu, ^la question

sera-t-clle beaucoup plus ^avancée qu’actuellement?

L’expérience classique par laquelle M. Jean Perrin

a démontré l’électrisation des rayons cathodiques ^a joué ^{un rôle} fondamental _parce qu’elle ^a établi pour la première fois d’une manière correcte l’existence d’un flux de corpuscules électrisés. Il s’agissait, ^à

cette époque, de décider entre l’hypothèse ^{d’un mou-}

vement vibratoire et celle d’une émission de cor-

puscules. ^La question ^n’est plus ^là aujourd’hui :

nous savons que les rayons dévies par ^un aimant dans

un tube de Crookes ne sont pas des ondulations de l’éther.

D’autre part, l’expérience de M. Jean Perrin, ^com- plétéc par ^{M. J.-J.} Thomson, ^a pu être réalisée dans des conditions de simplicité qui ^ne laissent pas de doute sur l’interprétation. ^{Dans un} dispositif plus compliqué, ^sitôt que ^{l’on a affaire à} plusieurs ^rayonne-

ments, l’emploi ^du cylindre ^de Faraday ^ne présente plus la même sûreté. Je lne bornerai à rappeler ^{a cc} sujet ^les expériences de M. Villard sur la charge ^des

rayons ^canaux: M. Villard a en effet réussi à recon

naitre que le cylindre ^de Faraday ^se charge parfois

sous l’influence de phénomènes parasites 2.

1. Voir Le Radium, 5, p. 196, ^{2e cul.} lignes ^{21 et suiv.}

2. P. VILIARD, Les _rivons cathodiques collection Srientia),

p. 101.

C’est pourquoi, j’estime que dans ^{un cas} complexe,

comme celui qui ^nous occupe, les résultats obtenus

avec le cylindre ^de Faraday peuvent tromper. ^{Au con-} traire, l’observation dc faits très simplus, ^tels que le

sens du mouvement d’un faisceau et le sens de sa

grande ^déviation quand ^on approche ^{un aimant, ne} risque ^pas de conduire a des erreurs d’experience.

M. Dufour estime qu’il ^faudrait mesurer « au moins

approxiffiati vemcnt ^{» le} rapport ^{de la} charge à ^la

masse des électrons positif. ^{Il me semhle} que j’ai pourtant ^{été assez} explicite ^{â ce} sujet : j’ai ^{montré et} répété ^{à maintes} reprises ¹ que ^{le nouveau faisceau}

possède la ^même déviabilité 1nagnétique qu’un fais-

ceaic calhodicl2ce ayant franchi ^{en sens inverse la}

mênie chüte de polentiel. ^{A moins clue} les corpus- cules ne subissent une influence inconnue autre que les forces des champs électrique ^et magnétique ^{au voi-} sinage de la cathode secondaire qui ^{les attire, ce résultat}

établit _{que la} charge spécifique e _m ^{est du même ordre}

de grandeur pour les électrons positifs ^et pour ^les électrons négatifs.

Enfin je ^trouve dans le mémoire de M. Dufour la

phrase suivante 2: « Il _y aurait là une différence de

propriétés ^{difficile à admettre entre des électrons} qui

ne sc distingueraient ^{les uns des autres} que par le

signe ^{de leur} charge ^)).

Voici ^ce _clue j’avais ^{dit à ce} sujet ^{dans mon mé-}

moire 5 : ⁽⁽ Le fait _que les électrons positifs ^et négatifs

ont un rapport ^{de la} charge ^{à la masse du même ordre}

de grandeur ^ne signifie ^nullement que ^ces deux sortes

d’électrons soient semblables. Nous n’avons en effet

aucune donnée sur la grandeur ^{de la} charge ^{ou de la}

masse d’un électron positif )). J’exprime ^ensuite quel-

ques idées, ^{tout à fait} hypothétiques d’ailleurs, d’après lesqnelles ^les charges ^{des deux sortes} d’électrons ne

seraient pas de ^même grandeur; ^{ce sont} précisément

les différences de propriétés, qui ^{ont très} justement frappé ^M. Dufour, qui ^m’ont empêché de considérer les électrons positifs, ^{s’ils existent, comme ne différant}

des électrons négatifs que par le signe ^{de leur} charge.

III

A quelle conclusion nous conduisent tous ces faits?

Les électrons positifs ^{sont-ils une réalité Voici, à}

mon sens, à quel point ^{en ebt} aujourd’hui ^la question.

Il y ^a quelques années, ^on connaissait les phéno-

mènes suivants :

10 On avait étudié dans les tubes de Crookes un

faisceau très déviable par l’aimant (rayons cathodiques) composé d’électrons négatifs ^{et un} faisceau très peu 1. JEAN BECQUEREL, ^C. R., 146, ²² juin ^{1908 ; Le} Radiiini, 5, p. 195, ^{2e col.,} lignes ^{41 et} suiv. 1re col. lignes ^{11 et suiv.}

p. 199, ^{2° col.} lignes ^{25 et suiv.}

2. A. DUFOUR, ^Le Radium, 5, _p. 306, ^{2e col.} lignes ^{9 (.t suiv.}

3. JEAN BECQUEREL, ^Le RadÚl1n, ^5, p. 200, lignes ^{12 et suiv.}

sensible à un champ magnétique (rayons canaux) furmépardes molécules-ions ou des atomes-ions positifs.

2° M. Zeeman, ^ut après ^{lui de nombreux} physiciens

avaicnt obtenu, ^{sous l’action d’un} champ magnétique,

un changement ^de période ^{des raies} spectrales. ^Ce phé- noménc, qui ^sc produisait toujours ^{dans le même sens,}

avait été attribué _par tous les partisans dcs théories

électroniques ^à des électrons négatifs.

5° On avait observé dans les _gaz des phénomènes

de polarisation ^rotatoire magnétique intimement liés

au phénomène ^{de Zeernan, et dus aux} changements ^de fréquence ^des vibrations des électrons négatifs. ^Dans

les solides, les effets très complexes ^au voisinage ^des

bandes d absorption ^étaient inexpliqués ^{et avaient sou-}

levé bien des controverses.

Depuis ^{1906, les} faits ^{suivants ont été établis:}

1° J’ai obtenu dans un tuhe de Crookes à côté des rayons cathodiques ^et des rayons ^{canaux un troisième} faisceau qui possède ^une déviabilité magnétique ^du

même ordre de grandeur que celle d’un des faisceaux

cathodiques, ^{mais de sens inverse} par rapport ^{au sens} de propagation ^des corpuscules.

2° J’ai observé dans les spectres d’absorption ^des

cristaux et des solutions, ^un phénomène ^{de même}

nature que le phénomène ^{de Zeeman et montré l’exis-}

tence de deux effets de sens opposés. Ces observations ont été étendues par M. Duf’our à divers spectres d’émission de molécules de corps ^à l’état gazeux.

3° J’ai établi _que dans les corps solides les phéno-

mènes de polarisation ^rotatoire magnétique auprès ^des

bandes, sont liées aux variations de ces bandes et se

produisent par conséquent, ^{tantôt dans le sens} prévu

pour les électrons négatifs, ^{tantôt dans le sens} opposé.

La superposition fréquente de rotations de sens con-

traires auprès des bandes complexes ^{est la cause des}

effets jusqu’alors inexpliqués.

Ainsi, ^à chacun des anciens phénomènes alti--ibités

aux élect)-ons négatifs, j’ai fait correspondre, expé- rimentalement, ^un phénoniène de même nature, mais de sens contrairel

Il est théoriquement possible d’attribuer tous les

phénomènes magnéto-optiques, quel que soit leur _sens,

aux électrons négatifs, ^{niais on rencontre alors des dif-}

ficultés qui n’ont pu jusqu’à présent être résolues.

D’autre part, personne n’est parvenu à rendre compte, ^au moyen des phénomènes ^{connus, des} pro-

priétés ^{du nouveau faisceau} qui prend naissance par l’action des rayons cathodiques ^{sur les} rayons ^canaux.

Tous ces phénomènes s’expliquent simplement ^si

l’on suppose la matière constituée par des électrons

négatifs ^et des électrons positifs possédant ^des charges

spéciriques e _m du même ordre de grandeur ^{; mais}

l’existence de ^ces électrons positifs n’est pas démon-

trée, ^{car on ne} peut pas prouverclu’il n existe ’pas

d’autres interprétations.

hypothèses, ^{il en est} qui acquièrent ^un degré ^{de vrai-}

semblance de plus ^en plus grand; ^{telle est} l’hypothèse

des électrons négatifs. Depuis la découverte des rayons

cathodiques, ^les physiciens ^{ont trouvé tout un ensem-}

hle de faits, ^{dans toutes} les branches de la physique, qui ^se groupent ^{de la} façon ^le plus logique ^{autour de}

cette théorie, fails qu’on ^ne voit pas le moyen, ^non seulement d’interpréter individuellement, ^{mais surtout}

de relier d’une autre manière et c’est ^ce qui ^donne

tant de poids ⁿ la théorie électronique.

Peut-il en être de même aujourd’hui ^au sujet ^des

électrons positifs‘? ^{Nous venons de voir} quels ^{sont les}

faits qui peuvent ^être groupés au moyen de ^cette hypo- thèse, ^{et il faut encore} y joindre ^{le vieux} phénomène

de Ilall. Ce phénomène, ^{dont le sens n’est} pas ^tou-

jours ^{le même, avait} déjà ^{donné lieu à} l’idée des électrons positifs, que plusieurs physiciens ^avarient

même réussi à introduire dans les théories sans sou-

lever de trop grandes protestations. ^Le phénomène ^de

Hait était d’ailleurs parfaitement insuffisant pour jus-

tifier à lui seul une hypothèse ^{aussi hardie, mais au-} jourd’hui les faits auxquels ^on peut ^{rattacler l’idée}

des électrons positifs ^{se sont} bien étendus : toutefois,

ils sont loin d être aussi nombreux que ^ceux qui ^se rapportent ^{aux électrons} négatifs, ^{et ils sont très}

récents. L’avenir seul nous apprendra ^{s’ils sont bien}

attribuables à un second constituant de la matière,

Quelques ^savantes pensent que l’hypothèse ^{des élec-}

trons positifs- ^{est une} grande complication ^{dans les}

théories électroniques. ^{Mais, pour ma} part, je ^ne puis m’imagincr la matière commc fornlee unique-

ment par ^un assemblage ^de charge négatives. ^Les charges positives doivent bien se retrouver quelque part! Faut-il leur attribuer une essence mystérieuse?

N’est-il _pas ^au contraire plus ^{conforme aux idées de} simplicité qui ^sont a la base même des théories mo-

dernes, ^de penser que les charges positives ^{sont de}

nature atomique, ^{comme les} charges négatives ? ^Mais

alors c’est admettre l’existence des électrons positifs,

et, s’ils existent, ^il n’y ^{a aucune raison} pour qu’ils ^ne puissent jamais ^se manifester.

La conclusion sera la suivants : l’hypothèse ^des

électrons positifs ^{nou seulemcnt suffit, mais} par- vient seule actuellement à expliquer ^{un ensemble de} phénomènes. ^{Il me semble donc} qu’au ^{moment même}

où des faits nouveaux apportent ^{à cette} hypothèse ^une

vraisemblance de plus ^en plus grande, ^{il ne convient} guère, ^{comme le font} quelques physiciens, ^{de mani-}

fester contre elle une avcrsion souvent in,justifiée, quel- quefois ^{fondée sur} d’importantes ^idées théoriques,

mais dans tous les cas ne reposant sur aucune base

expérimentale.

[Reçu le 7 décenlbre 1908.]

MÉMOIRES TRADUITS

La production ^de l’hélium par l’uranium ¹

Par F. SODDY

[Laboratoire ^de physique de l’Université de Glascow.]

Dans un travail publié ^{dans le numéro d’octobre}

1908 du Philosophical Magazine 2, j’ai ^donné l’exposé préliminaire des tentatives de recherche et de mesure

de la production d’hélium par les premiers corps radio- actifs, dont je m’occupe depuis 1905. Les résultats pré-

seutés étaient peu nombreux ^{et se} rapportaient principa-

lement au thorium. Les résultats ultérieurs qui suivent,

obtenus avec l’uranium depuis ^la publication ^{de cette}

note, apportent quelques ^{faits nouveaux. La méthode}

1. Note publiée ^{dans IfatuJ’e,} 79-1908-129.

2. Yoit’ Le Radium, 5-1908-348.

employée ^{est décrite en détail dans la note citée. Grâcc}

à des dispositions spéciales, les solutions des substances

employées peuvent ^être complètement débarrassées d’air

et maintenues indéfiniment dans cet état. Après ^une période quelconque, ^désirée, d’accumulation, les gaz

peuvent ^être complètement chassés par ébullition de la solution, par ^{un courant} de gaz produit par ^un volta- nlètre. Les gaz dégagés ^sont desséchés par congélation,

et sont alors soumis à l’action de la vapeur de calcium

dans un four spécial ^{à vide, oil tous} les gaz inertes

sont parfaitement ^absorbés. Après refroidissement le