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A propos d’une thèse sur les phénomènes radioactifs de
second ordre
G. Reboul
To cite this version:
A PROPOS D’UNE
THÈSE
SUR LESPHÉNOMÈNES
RADIOACTIFS DE SECOND ORDRE Par M. G. REBOUL.Faculté des Sciences de Montpellier.
Sommaire. 2014 Dans un travail paru aux Helvetica Physica Acta, M. Eichenberger attribue à une simple
action chimique et à des résidus de polarisation diélectrique les particularités présentées par des isolants convenablement préparés et que l’on a signalées ici sous le nom d’effets radioactifs de second ordre.
Après avoir fait recommencer les expériences incriminées, l’auteur répond aux critiques qui lui ont été
faites : il maintient ses conclusions quant à l’existence d’une ionisation par les isolants électrisés et montre
que l’explication « chimique» donnée par M. Eichenberger pour les actions sur la plaque sensible n’est au
fond qu’une hypothèse possible qui ne peut d’ailleurs être soutenue que si on la complète par autant d’hypothèses particulières qu’il y a de cas examinés.
Introduction. - J’ai
publié
dans ce Journal deux articles : l’un(1)
intitulé : Phénomènesradioactifs
de second ordre etd’origine
artificielle,
traitait desparti-cularités
présentées
par les substancesisolantes,
après
avoir été soumises à l’action de cellules
semi-conduc-trices ;
l’autre(2)
relatif à l’émission d’unrayonnement
peu
pénétrant
par les isolantsélectrisés,
mettait enévi-dence l’existence de ce
rayonnement
et enesquissait
l’étude.
Sous le titre : Au
sujet
desphénomènes radioactifs,
de second ordre etd’origine
artificielle
signalés
parReboul,
M.Eichenberger
apublié
une thèse(3)
danslaquelle
il soutient que les actionsphotographiques
quej’ai signalées
sont duesuniquement
à une actionchimique
au sens ordinaire du mot et que les effetsélectrométriques
constatés résultent deperturbations
produites
par des résidus depolarisation diélectrique.
Mon silencepouvant
êtreinterprété
comme uneadhésion à la thèse de M.
Eichenberger,
d’autrepart,
les conclusions de son travailpouvant
laisser croireque les déterminations
électrométriques
quej’ai
faitesl’ont été avec une
légèreté
partrop excessive,
je
me vois dansl’obligation
de relever sescritiques
et de discuter son travail. D’aucuns trouverontpeut-être
qu’il
s’est écoulé unlaps
detemps
bienlong
entre laparution
de la thèse de M.Eichenberger
et celle decet article : cela tient à ce que
j’ai
voulu fairereprendre
les
expériences
par un troisièmeexpérimentateur
seplaçant,
autant quepossible,
dans des conditions àl’abri de toute
critique.
I. Cas des isolants électrisés.
Les
expériences qui
m’ont amené à affirmerqu’un
isolant électrisé émet un
rayonnement
ionisant trèsabsorbable,
forment trois sériescorrespondant
cha-cune à un
principe
et unmontage
différents. Dans lesdeux
premières,
j’ai
utilisé des anomalies quepré-sentent les isolants électrisés pour mettre en évidence
l’existence d’une
ionisation ;
dans ladernière,
j’en
ai tenté l’étude directe enemployant
desgrilles
métal-liques
pourprotéger
lesappareils
contre lesperturba-tions
produites
par lapolarisation
et la conductibilitédu
diélectrique.
Dans cesétudes,
je
me suisplacé
uniquement
aupoint
de vueexpérimental,
sans lemoindre essai
d’interprétation
théorique
desexpé-riences ;
une théorie faisant intervenir desdiélec-triques
réels avec leurconductibilité,
leurpolarisa-tion et ses
résidus,
amène à des résultatsmathéma-tiques
difficiles àinterpréter,
même dans des casd’apparence
peucompliquée,
comme ceuxqui
corres-pondent
aux conditionsexpérimentales simples,
danslesquelles
je
me suis naturellementplacé.
M.Eichen-berger
a tentéd’étayer
sescritiques
sur des considé-rationsthéoriques
faisantuniquement
intervenir lapolarisation diélectrique
et ses résidus dans desphé-nomènes où la conductibilité
joue
un rôle tellementessentiel que, sans
elle,
il serait difficiled’expliquer
non seulement les
particularités,
mais mêmel’exis-tence de ces
phénomènes.
Je fais le lecteurjuge,
en luirappelant
successivement lesexpériences
discutéeset les
critiques
de M.Eichenberger.
1. Première anomalie. - Voici
intégralement
letexte de M.
Eichenberger :
« Reboul a électrisé
négativement
une lame de soufre. Il l’aplacée
sur leplateau
Ci
d’une chambred’ionisation semblable à celle que nous avons utilisée
et dessinée
(fig. 1).
Ci
etC2
étaient initialement au sol. PuisCi
a été relié à l’électromètre et l’auteur aobservé un courant de
charge
qui
peut
êtrereprésenté
en fonction du
temps
par l’une des courbes1,
2 ou 3 de lafigure 1,
suivant la manière dont l’électrisationa été faite. Reboul
interprète
ces résultats commesuit : il y a
superposition
de deuxphénomènes :
10
Ci reçoit
lescharges
queperd
progressivement
l’isolant ;
20 l’isolant émet unrayonnement
qui
ionisele gaz environnant. Le
diélectrique
étantchargé
néga-tivement,
parexemple,
des ionspositifs
arriventen
Ci,
de sortequ’à
un momentdonné,
ilpeut
sepro-duire une inversion de
charge.
»«
Remarquons
que cette inversionpeut
êtreexpli-quée
par la théorie de lapolarisation,
enappliquant
le
principe
de lasuperposition
despolarisations
induites deBoltzmann-Hopkinson.
(Voir Bouasse,
cours de
magnétisme
etélectricité,
p.189-192.)
152
L’hypothèse
de Rebouln’explique
paspourquoi
onobtient des courbes différentes suivant la manière
dont l’électrisation a été
faite,
la théorie de Boltz-mannl’explique.
Nous avonsconstaté,
àplusieurs
reprises,
que des courbes semblables à cellesindiquées
par Reboul
pouvaient
être observéesaprès
que lediélectrique
a étéplacé
dans deschamps
alternés(c’est-à-dire
polarisé plusieurs
fois de suite en sensinverse).
»Fig. 1.
Le lecteur notera la différence
qui
existe entre les conditions desexpériences
invoquées
par M.Eichen-berger
à la fin de la citation et celles desexpériences
quej’ai
faites etqui
sontindiquées
au début. Dansles cas où il a constaté l’existence
d’inversion,
il faitagir
sur lediélectrique
deschamps
alternéssuccessifs,
à des intervalles de
temps
notables et biendéfinis,
il est alors incontestable que ces inversionspeuvent
s’expliquer
en ne faisant intervenir que lapolarisa-tion
diélectrique
et ses résiduspuisqu’il s’agit
d’iso-lant à l’état neutre ne
portant,
parconséquent,
aucunecharge
réelle.D’ailleurs,
le casauquel
se trouveappli-quée
la théorie de Boltzamnn dans les pages du Traitéde
Bouasse,
citéesplus
haut est celui d’un isolant à l’état neutre dont on suit lapolarisation
dans unclaam p
nul
après
l’avoirplacé
dans unchamp
P entre lestemps 0 et
T,
puis
dans unchamp
nul de T àT’, enfin
dans un
champ
P’ entre lestemps
T’ et T".Dans les cas que
j’ai
étudiés ils’agit
d’isolantsélec-trisés,
portant,
parconséquent,
descharges réelles ;
si l’on apris
soind’opérer
avec une lameprimitive-ment à l’état
neutre,
maintenue dans unchamp
nulpendant
son électrisation(ce
qu’il
est facile deréali-ser),
lechamp agissant
sur lediélectrique
atoujours
la même direction et on ne
peut
luiappliquer
les consi-dérationsthéoriques invoquées
par M.Eichenberger.
Si l’électrisation de l’isolant n’était pas effectuée en
champ
nul,
onpourrait
justifier
l’existence d’uneinversion,
necorrespondant
d’ailleurs pas à cellequ’indique l’expérience ;
la théorie de ce dernier casen ne tenant
compte
que de lapolarisation
et de sesrésidus est
exposée
plus
loin(voir :
deuxièmeano-malie,
deuxièmeexpérience),
elle donne pour lecou-rant i
qu’accuse
l’électromètre uneexpression
de laforme :
dans
laquelle P, désigne
lechamp auquel
est soumis lediélectrique
du fait de son électrisation et T letemps
au boutduquel
on l’a introduit dans lechamp
nul de
l’appareil ;
lafonction ~
constitue le terme d’oubliauquel l’expérience
a fixé une valeura et b étant des coefficients
positifs
et de valeur telleque le terme d’oubli est
pratiquement
nul au bout dequelques
minutes.On voit que la dérivée de b s’annule pour
l’inversion se
produit
donc au bout d’untemps
infé-rieur àT ~2,
comme T est de l’ordre dequelques
secondes,
elle serapratiquement
inobservable et nepeut
rien avoir de commun avec celle que nous avonssignalée qui
s’observe au bout deplusieurs
minuteset
parfois
deplus
d’une heure. La formule(1)
montre aussi que le courant à l’électromètre doit s’annuler avec le termed’oubli,
c’est-à-dire au bout dequelques
minutes,
l’expérience
montre que ce courantpersiste
après plusieurs
heures et ntêmeplusieurs
jours,
or, sile
diélectrique
et le milieu environnantétaient,
comme le suppose
Eichenberger,
des isolants par-faits neprésentant
que del’hystérésis diélectrique,
l’équilibre
serait atteint au bout dequelques
minutes.En réalité,
c’est,
en mêmetemps
que lacliarge
réelle,
ia conductibilité du
diélectrique
etdu
miKejenvircn-qui jou-
le rôleessentiel,
Sl.ns elleJ’éfJuiliDre
s’établ*rait
après
lesquelques
minutes nécessairesp~ ur faire
disparaître
leb résidus dept,laiisati
Hl etl’électromètre ne déferait plus. Une théorie correcte du
phénomène
devrait donc teni compte nonseule-ment du
principe
desuperposition
mais rie laconductibilité ;
F. Perrier a montré(4)
1
que, pourqu’il
y ait inversion dans le casparticulier
de notre
expérience,
il fau:,qu’*]
y ait condurtihiÚte dudiélectrique
et du milieuenvironnant ;
l’air entou-rant la lame isolante doit donc être conducteur et cette conductibilité nepeut
être duequ’à
uneion’sa-tion
Qu ant
à la forme différentequ’affectent
les courbes du fait que l’inversion seproduit
au bout d’untemps
plus
ou moinslong,
elle tient à la valeur de~elle-mênie liée à l’état d’électrisation de la lame
iso-lante. Comment la théorie de
Boltzmann,
tellequ’elle
estappliquée
dansl’exemple
traité dansBouasse,
sans faire intervenir la
conductibilité,
pourrait-elle
expliquer
les différences de forme de courbes dontelle ne
peut
même pasjustifier
l’existence?2. Deuxième anomalie. - Voici le texte de M.
Ei-chenberger :
« Reboul a constaté que la courbe de
décharge
de laparaffine
électrisée était lacourbè A
relevée(fig. 1)
lorsque
C2
était relié au sol. La courbe était 13 siC2
était
porté
à unpotentiel
de -- 160 V. Ces deuxcourbes résultent d’une
extrapolation
assezgrossière,
noussemble-t-il,
effectuée àpartir
de toute une série de mesuresaccomplies
en établissant etsupprimant
plusieurs
fois de suite la tension - 160 V. Reboul admet que, dans le casreprésenté
par la courbeB,
ilvient
s’ajouter
auxcharges
transmisesà CI
par lediélectrique
(données
par la courbeA)
lescharges
apportées
par le courant d’ionisation dû aurayonne-ment émis par le
diélectrique.
»« Nous pouvons
appliquer
à ce cas la théorie deBoltzmann. En
simplifiant
(nous
ne tenons pascompte
des variations duchamp
au cours desmesures)
on a :si
Po désigne
lechamp auquel
a été soumise laparaf-fine au moment de son électrisation entre les
temps
0et
T,
etPo
+Pi
lechamp
entreCi
etC2,
l’intensité depolarisation
est aoù T est le
temps compté
vers lepassé
àpartir
del’époque
actuelleprise
commeorigine,
T étant letemps
àpartir duquel
estimposé
lechamp Po
-E-Pl.
» « Dans un casPo
-E- 0(courbe A),
dans l’autre(courbe B)
Pa -E- Pl =160 V /cm.
A un facteurconstant
près,
le courant mesuré à l’électromètre est :i sera donc
représenté
en fonction dutemps
par deuxcourbes A et B distinctes. Cette
interprétation explique
pourquoi
Reboul nepeut
mettre en évidencel’exis-tence d’un courant de saturation. »
Ici encore ma
pensée
neparaît
pas avoir étécom-prise,
les courbes A et B dontparle
M.Eichenberger
ne sont pas celles
qui
sontenvisagées
dans mon article(1)
et ses considérationsthéoriques s’appliquent
à des conditions
qui
ne sont pas celles de mesexpé-riences.
Voici ces
expériences
et ce quedonne,
dans leur cas,l’application
duprincipe
desuperposition ;
comme M.Eichenberger,
nousemploierons
les notationsindiquées
par Bouasse dans son Traité de111 magnétisme
et
d’Electricité,
p. 190.
a)
PREMIÈRE EXPÉRIENCE. - Prenons une lameisolante
(paraffine,
parexemple);
assurons-nousqu’elle
n’est pas électrisée et introduisons-la dans un
champ
électrique P
(160
V/cm)
maintenu constant au moyende
petits
accumulateurs.Quelle
sera l’intensité depolarisation
autemps
taprès
que l’on aappliqué
lechamp P ?
Si onprend
commeorigine
l’époque
actuelle et si oncompte
letemps
vers lepassé,
tout se passe comme si lediélec-trique
avait été à l’état neutre et dans unchamp
nuldepuis
letemps
oojusqu’au
temps t,
puis
dans unchamp P
de l’instant tjusqu’au
moment actuel. Le facteur d’oubli étantreprésenté
par lafonction ~ (r),
la valeur actuelle de l’intensité depolarisation
sera :et l’intensité i du courant à l’électromètre :
L’expérience
montre que, pour la lameexpérimen-tée,
l’électromètre ne dévieplus
15 min environaprès
qu’on
a introduit la lame dans lechamp
P,
le courant iétant nul c’est donc que le terme
d’oubli ~ (r)
estnégligeable après
celaps
detemps.
Si,
sans toucher audiélectrique,
onsupprime
lechamp
P,
on constatequ’il
y a de nouveau courant àl’électromètre
puisque
tout se passe comme sil’iso-lant se souvenait des xnodifications
qu’il
aéprouvées
antérieurement ;
l’expérience
montre encore que ce souvenir estpratiquement
effacé au bout d’unequin-zaine de minutes.
On
peut
donc admettre que le termed’oubli ~ (t)
est nul
pour t
= 15 min. Ceciétabli,
puisqu’en
vertudu
principe
desuperposition
toute modificationéprouvée
par l’isolant sous l’influence d’unedéfor-mation est
indépendante
des déformationsantérieures,
nous pouvons admettre que,quelle
que soit la défor-mation que nous ferons subir à unelame,
au boutd’une
quinzaine
de minutesaprès qu’on
l’auraplacée
dans un
champ électrique
auxiliaireP,
lamodifica-tion
qu’elle
aura subie de ce dernier fait cessera de faire sentir soneffet ;
les manifestationsqui
continue-ront à se
produire
au bout de celaps
detemps
nepourront,
en aucunefaçon,
êtreimputées
à lapolari-sation
diélectrique produite
par P ni à ses résidus.b)
DEUXIÈME EXPÉRIENCE. -Quand
lalame,
étudiée dansl’expérience précédente,
est revenue àson état
antérieur,
on l’électrise par frottement et onla
place
entre les armaturesCI, C2
mises toutes deuxau sol. Du fait de son électrisation la lame se trouva
dans un
champ électrique Po, quand
on laplace,
autemps T,
dans unchamp
nul,
on luiimpose
àpartir
de cetemps
unchamp.
supplémentaire
P1
tel queSi on
adopte
les mêmes conventions queplus
hautpour
compter
letemps
r, la valeur actuelle de l’inten-sité depolarisation
sera :154
et
puisque Po
~---Pl
=0,
on aura une intensité :La
première expérience
a montré que lestermes ~
(t)
et ~
(t
-T)
sont nuls au bout de 15 min[(t
-T)
étant peu différent det],
il s’ensuit que si la théorieprécédente
étaitacceptable,
les courants iindiqués
àl’électromètre devraient être nuls au bout de ce
temps.
Or,
l’expérience
montre que ces courants ont une valeurappréciable
au bout deplusieurs
heures etmême de
plusieurs jours ;
la théorie ébauchée par M.Eichenberger
est donc notoirement insuffisante et les courants mesurés sont forcément dus à autre chosequ’à
lapolarisation diélectrique
et à ses résidus.En
réalité,
comme nous l’avonsindiqué
à proposde la
première
anomalie,
lacharge
réelle dudiélec-trique
varie avec letemps,
leschamps
Po
et7B
des
formulesprécédentes
sont fonction de t et le courant i’
ne
peut
avoir la formesimple
que lui donne M.Eichen-berger.
Quoiqu’il
en soit del’interprétation théorique
cor-recte,
cette deuxièmeexpérience
montre que le couranttend vers une valeur limite non nulle.
c)
TROISIÈME EXPÉRIENCE. -L’expérience
est conduite comme laprécédente,
mais autemps
T aulieu de
placer
la lame électrisée dans unchamp
nul(P 0
+Pi
=0),
on laplace
dans unchamp
P, 4
Pl
=160,
l’intensité depolarisation
sera :et le courant
d’après
M.Eichenberger :
Comme les
fonctions ~ (t) et ~ (t -
T),
ce dernierdevrait être nul au bout de 15 min.
Les courbes A et B dont
parle
M.Eichenberger
correspondent
auxéquations (2)
et(3),
elles devraienttoutes deux tendre vers une limite nulle si nous admettions sa
théorie ;
cette conclusion étantcon-traire aux faits
d’expérience,
la théorie nepeut
êtreacceptée
et doit êtrecomplétée
en faisant intervenirles conductibilités.
Une théorie correcte est fort
complexe,
aussim’étais-je
placé
aupoint
de vue strictementexpéri-mental. Pour n’avoir pas à tenir
compte
de lapolari-sation et de ses résidus
provenant
del’application
deschamps
électriques,
je
n’ai utilisé que les résultatsobtenus
après
qu’il
s’est écoulé unequinzaine
de minutesdepuis
qu’ont
été établis leschamps
élec-triques
auxiliairesimposés
à la lame isolante. Lescourbes r et r’
qui
interviennent dans mon article(2)
sont construites avec les tronçons limites des courbes
successives
(que
M.Eichenberger
appelle
A etB),
obtenues enplaçant
alternativement un certainnombre de fois la lame électrisée dans un
champ
nulpuis
dans unchamp P,
oncomplète
le tracé r et r’ eninterpolant
les résultats entre les tronçons successifs.Ces courbes r et r’ sont nettement différentes des
courbes A et B sur
lesquelles
porte
lacritique
deM.
Eichenberger ;
d’ailleurs elles nepourraient
pasexister si les considérations
théoriques
de ce dernier étaientexactes,
puisque
les valeurs limitesque j’utilise
pour les construire seraient nulles.Puisque
nous ne pouvonsexpliquer
l’existence descourbes r et r’ que s’il y a conductibilité du milieu
et par
conséquent ionisation ;
comme d’autrepart
l’expérience
montre que r obtenue avec unchamp
nul est différente de r’
correspondant
à unchamp
P =
160,
il est natureld’expliquer
cette différencepar
l’apport
des ionsqui
seproduit
sur la lame sous l’action duchamp
P.Quant
au fait que l’on nepeut
mettre en évidence . un courant desaturation,
il ne prouve pasqu’il n’y
apas ionisation : on sait en effet que cette saturation ne
peut
s’obtenir toutes les fois que les radiationsionî-santes ont une intensité très faible ou
atteignent
lessurfaces
métalliques
collectrices de la caged’ionisa-tion,
cequi
est le cas de nosexpériences.
3. Etude directe du
rayonnement. -
Citons encore M.Eichenberger :
Fig. 2.
« Reboul a utilisé un
dispositif
à peu de chosesprès
semblable à celui que
représente
lafigure
2. Lagrille
Gdoit éliminer les
perturbations
dues audiélectrique
électrisé
placé
en L. »« Dans ces conditions Reboul a observé l’existence
de courants d’ionisation
exprimables
en fonction duIl nous a paru
probable
que les courants observés sontdus à l’influence à travers la
grille
des variations del’intensité résiduelle. On
sait,
eneffet,
qu’un
grillage,
aussi fin soit-il et aussi loin
qu’on
seplace,
ne peut être un écranélectrostatique
parfait (Bouasse.
Cours demagnétisme
et d’électricité. 3epartie,
p.li8).
Il est à remarquer que lediélectrique
utilisé estplacé
sinon au
contact,
du moins trèsprès
de lagrille
(fraction
de m.m.)
pour éviter unetrop
grande
absorp-tion du
rayonnement
qu’il
émet. Nous avons effectuédes
expériences
avec dupapier,
del’ébonite,
de laparaffine,
de l’ambre confirmant cette manière de voir et montrantl’inefficacité
de lagrille
en tantqu’écran
électrostatique.
Lagrille
utilisée était une toile delaiton à mailles carrées formée de fils de
0,2
mm dediamètre et de
rapport
videplein égal
à environ1 /1.
»M.
Eichenberger
cite ensuite une série de résultatsbizarres obtenus avec ces écrans
qu’il
sait êtreimpar-faite
et lesprésente
comme infirmant notrehypothèse
d’une ionisation des gaz environnant le
diélectrique.
On voit que M.Eichenberger
paraît
encore icis’attacher
davantage
aux affirmations absolues de la théoriequ’aux
données relatives del’expérience ;
sansdoute,
d’une manièreabsolue,
ungrillage
aussi finsoit-il ne
peut
être un écranélectrostatique parfait,
mais au
point
de vuepratique
il esttoujours possible,
pour une sensibilité donnée des
appareils
de mesure, de trouver unegrille
de constitution telle et de laplacer
dans des conditionsexpérimentales
telles queles
perturbations qu’elle
laisse passer soientcomplè-tement
négligeables.
Lorsqu’une grille
se révèle insuffisante comme écranélectrostatique,
il est en toutcas
plus
indiqué
de laremplacer
par unegrille
derapport
videplein plus
faible ou d’enéloigner
la lameisolante
jusqu’à
ce que lesperturbations disparaissent,
que de l’utiliser pour des
expériences
dont les résultatsne
peuvent
que prouver son insuffisance.Dans mes
expériences j’utilisais
desgrilles
forméesde fils
métalliques
de0,15
mm de diamètre et derapport
videplein égal
à 1/4 ;
ellesformaient,
pour la sensibilitépourtant
grande
de nosappareils,
desécrans
électrostatiques
d’une efficacité tellequ’en
portant
toutprès
de lagrille,
sans ladéformer,
unelame isolante avec une
charge
de densitésuperficielle
égale
àquelques
unitésélectrostatiques,
on ne consta-tait pas deperturbation appréciable, quoique
cette dernière eut dû êtreplusieurs
milliers de foisplus
forte que cellequ’auraient
puproduire
des résidus depolarisation diélectrique.
Néanmoins
j’ai jugé
utile de fairereprendre
cesexpériences ;
M. F. Perrier les arépétées
en lescomplé-tant
(5).
Ses résultats nepeuvent
laisser subsisteraucun
doute,
ils montrent que, si l’onpeut
discuterl’origine
de l’ionisation des gaz environnant unisolant
électrisé,
son existence nepeut
pas êtrecontestée. Si on admet que cette ionisation est due à
un
rayonnement
issu del’isolant,
onpeut
le caractériserpar ses coefficients
d’absorption
dans l’air et lecellu-loïd. Ces coefficients varient avec la nature de la
substance isolante étudiée dans des limites assez
étroites
(de
4 à 14 cm-1 dansl’air) ;
de leurs valeursdans l’air et le celluloïd on
peut
déduire sansambi-guïté
larégion
du domaine intermédiaire àlaquelle
appartiennent
les radiations émises : on trouve pourelles des
longueurs
d’onde de l’ordre d’unevingtaine
d’angstr6ms.
II. Cas des isolants soumis à l’action des cellules semiconductrices.
I. - Ce cas constitue la
partie
essentielle de la thèsede M.
Eichenberger qui
en a limité l’étude à l’actionphotographique, jugeant
sans doute suffisammentdécisives les
critiques qu’il
a faites de l’actionioni-sante
présentée
par les isolantsélectrisés,
puisque
l’action d’une cellule sur undiélectrique
peut
avoirpour effet de le
charger
électriquement.
L’argument
que M.Eichenberger
tire du résultatdes
expériences qu’il
a faites avec les isolantsélec-trisés contre l’action ionisante des
diélectriques
soumisà l’action de cellules ne
peut
être retenu et noussommes
prêts
à fairerépéter
avec succès parqui
le désirerait lesexpériences
montrant l’action ionisante des isolants électrisés.Il
paraît
d’ailleurs bienprobable
que l’ionisationproduite
par les isolants soumis à l’action d’unecellule semi conductrice est due à leur
charge
élec-trique :
on constate en eff et que cette ionisation estfaible et assez
capricieuse
quand
onplace
la lame étudiée au delà de l’électrodegrille
de lacellule,
elleest au contraire notable et
régulière quand
on la metentre la substance semi-conductrice et
l’électrode,
or dans lapremière position
lacharge
de la lame estfaible et
irrégulière,
tandis que dans la deuxième elle secharge
fortement.Quoiqu’il
ensoit,
l’étude de M.Eichenberger
setrouvant
limitée,
dans ce deuxième cas, à l’action surla
plaque,
il ne nous resteplus
qu’à
discuter sur cedernier
point
lesparties
essentielles de son travail.2. Confirmation des résultats. - Les
expériences
de M.Eichenberger
confirment les résultats quej’ai
obtenus en lescomplétant
sur diverspoints.
Il montre notamment que l’activitéproduite
parl’exposition
des substances à l’action des cellules tend vers une valeurmaxima et que la saturation est atteinte au bout de
30 à 40 min
d’exposition.
Il établit ensuite que cetteactivité décroît en fonction du
temps
suivant uneexponentielle
et que la vitesse de désactivationaug-mente avec la
température,
ce dernierpoint
résultant d’ailleurs dufait,
quej’ai signalé,
que l’actionphoto-graphique
d’un corps activé est d’autantplus grande
que latempérature
est elle-mêmeplus
élevée. Ces dernièresparticularités complètent
l’analogie
existant156
cependant
que s’il ne s’estjamais
agi
dans notreesprit
de
phénomènes
radioactifs au sens ordinaire dumot,
il nepeut
nonplus
êtrequestion
dephosphorescence
ordinaire et on ne
peut
tirerargument
comme le faitM.
Eichenberger,
du fait que les diverses substancessusceptibles
de s’activer n’ont pas tous les caractères,
des corps
phosphorescents
ordinaires et notamment nelaissent voir ni
phosphorescence
ni fluorescence sous l’action de la lumière ultraviolette.3. Limite de sensibilité des
plaques.
-- M.Ei-chenberger
admet commeparfaitement
établi le faitsignalé
par Hollweck(s)
que lesplaques
commercialesne sont pas
impressionnées
par les radiations dont leslongueurs
d’onde sontcomprises
entre 10 et 2265 A,
il en conclut quepuisqu’on
opère
ici avec desplaques
du commerce et
qu’il
y aimpression,
celle-ci nepeut
être due à des
radiations,
car ces dernières devraientappartenir
soit auproche
ultraviolet,
soit auxrayons
X ;
on nepeut, dit-il,
avoir affaire aupremier
puisque
lequartz
ne laisse pas passerl’action,
ni auxdeuxièmes
puisqu’il
n’y
a pasionisation
(d’après
sesexpériences)
il ne reste doncplus qu’une explication
faisant intervenir une actionchimique
proprement
dite.Il convient d’être moins absolu : M. G. Thibaud
a
pris
(7)
desplaques
commerciales pour faire l’étude auspectrographe
à vide des radiations du domaineintermédiaire ;
onpeut
aussi voir dans la thèse deM. G. Déchêne
(8)
des clichés obtenus dans unspec-trographe
à vide avec desplaques
«Opta»
de la MaisonLumière et
présentant
des bandes diffractées par unréseau
tangent
qui correspondent
à desrégions
situées,
l’une vers 20À,
l’autre entre 50 et 70 A etmême une bande à bord
plus imprécis
s’étendantentre 250 et 700.
Il faut d’ailleurs remarquer que l’étude de la sensi-bilité des
plaques
pour les radiations du domaineintermédiaire n’a été faite que dans le
vide,
alors que lesexpériences
dont ils’agit
ici sont faites pour laplupart
dans les conditions ordinaires depression
où il
peut
fort bien seproduire
des effets secondairesvenant renforcer l’action sur la
plaque :
il est fortpossible,
disons mêmeprobable,
quel’impression
soitdue,
enpartie
ou entotalité,
à l’action de vapeurs d’eauoxygénée
se formant dans l’air à lapression
ordinaire et nepouvant
seproduire
dans levide,
uneplaque
déterminée seraimpressionnée
dans lepremier
cas alors
qu’elle
se révèle insensible dans le deuxième. Il seproduirait quelque
chose de tout à faitanalogue
à cequi
seproduit
dans l’action de certains métaux(Zn,
Mg, Cd)
sur laplaque
pourlesquels
lesimpressions
sont renforcées par la
production
d’eauoxygénée ( 9).
Dans le cas
qui
nous occupe, comme dans celui desmétaux,
cette intervention d’eauoxygénée
n’infirmepas
forcément,
comme le croitM.
Eichenberger,
l’hypothèse
d’une émission de radiations et il n’est pas nécessaired’imaginer,
comme il lefait,
un processuschimique plus
ou moins vraisemblable pourexpliquer
la formation de
H202, l’hypothèse
« radiations »suffit on sait en effet que des radiations ultraviolettes
de
longueur
d’onde inférieure à 1 900 Aprovoquent
à l’air humide la formation d’eauoxygénée (1°~,
laprésence
de cette dernière n’a donc rien de biensurprenant
dans lesphénomènes qui
nousoccupent.
M.
Eichenberger indique
que lesplaques
qui
lui ont donné les meilleurs résultats sont les «Lumi-chromes » de la Maison
Lumière ;
nous les avonscomparées
aux «Guilleminot-Fulgur
» que nous avions nous-mêmeemployées,
ces dernières se sont montréesbeaucoup plus
sensibles à ce genre d’action que lespremières,
elles donnaient desimpressions
de mêmedensité pour des poses environ 15 fois
plus
courtes ;
aussin’y
a-t-il rien desurprenant
à ce que les « ombresportées »
par obstaclesinterposés
obtenues parM.
Eichenberger
présentent
des bordsbeaucoup plus
flous que les notrespuisqu’elles
ont nécessité des posesbeaucoup plus longues ;
il nous est d’ailleurs arrivéde n’obtenir aucune
impression,
dans certainescondi-tions,
avec des « LumièreSigma
» de sensibilitéanalogue
à celle des « Lumichromes » alorsque les
«
Guilleminot-Fulgur
» ou « les « LumièreOpta »
donnaient des
impressions
fort nettes.Quant
auxplaques
Schumann que M.Eichenberger
aessayées,
elles conviennent
peut-être
dans larégion
corres-pondant
à 1 000Á,
mais elles sontavantageusement
remplacées
par certainesplaques
commerciales sensi-bilisées soit ausalicylate,
soit avec une huile fluo-rescente.4. Différence entre isolants et conducteurs. - Nous
avons
indiqué
que la condition nécessairepour
qu’un
corpspuisse
être activé étaitqu’il
futisolant,
cette conditionpouvant
d’ailleurs n’être passuffisante,
nous citions comme isolants lepapier
sec, laparaffine,
l’ébonite,
le soufre et comme conducteurs les métaux ou des substancesimprégnées
de solutionsacides,
basiques
ou salines. M.Eichenberger
tout enreconnaissant
qu’être
isolant n’est pas une conditionsuffisante, ajoute
qu’elle
ne luiparaît
pas nécessaire età
l’appui
de cette dernière affirmation ilsignale qu’il
a pu activer des résines de
bois,
des huiles deparaffine,
de
lin,
depied
deboeuf, d’olive, d’arachide,
ducaout-chouc,
de la peau de daim...Remarquons
que tous ces corps sontplus
voisins des isolants que desconducteurs,
ensuite
soulignons
que nous avons volontairement limité notre étude aux cas où il y a action simultanéesur la
plaque
et àl’électromètre ;
nous n’avonsjamais
prétendu
donner uneexplication
valablepour tous les cas
plus
ou moinscomplexes
où il y aimpression
de laplaque photographique.
5.
tiypothése
chimique :
formation d’ozonides. - M.Eichenberger explique
l’action sur laplaque
de lamanière suivantel’ozone,
produit
dans levoisinage
d’une cellule en fonctionnement, forme à la surface de
de
l’air,
donne de l’eauoxygénée
venantimpres-sionner la
plaque.
Cette
explication
qui
est,
sommetoute,
vrai-semblable,
ne va pas sanshypothèse supplémentaire.
D’abord la formation d’ozonide
exige
laprésence,
dansle corps sur
lequel
réagit l’ozone,
d’une double liaisonchimique ;
or ce n’est pas le cas de la cellulose(papier
filtre pourgravimétrie),
il faut donc supposer que cette cellulosepuisqu’elle
estsusceptible
des’activer,
contient des traces de
lzgj2ine qui
possède, elle,
ungroupe à double
liaison ;
ce n’est pas nonplus
le cas de laparaffine,
dusoufre,
de l’ébonite ou d’autresisolants pour
lesquels
la nature desimpuretés
à double liaison n’est pasprécisée,
cequi
entraînerait autantd’hypothèses particulières qu’il
seprésente
de cas.Ces
hypothèses
seules sont d’ailleurs insuffisantes :des lames de
paraffine
ou d’ébonite s’activentplus
fortementquand
elles sontrayées
ougrattées
avec de l’érneri à grosgrain
quelorsqu’elles
sontpolies,
ilfaut donc supposer
qu’il
y acatalyse.
Pour
expliquer
lesparticularités présentées
par lafatigue
àl’activation,
M.Eichenberger
supposequ’il
seforme,
sous l’action del’ozone,
despéroxydes qui
constituent,
soit directement soit par leursproduits
dedécomposition,
une couchesuperficielle protectrice.
Ensuite comme cette
fatigue, après
avoirpersisté
untemps
assezlong,
finit pardisparaître,
il faut supposer que cette coucheprotectrice disparaît
lentement et quel’impureté
à double liaison nécessaire à laforma-
,tion d’ozonide se
régénère
lentement.Cet ozonide ne
peut
êtrequ’un
solide ou unliquide
à très basse tension de vapeur
puisque
le maintienprolongé
du corps activé dans le vide n’en fait pasdisparaître
l’activité,
d’autrepart
l’humiditénéces-saire à sa
décomposition
et à la formation de H 202 nepeut
provenir
que del’atmosphère
environnante,
comment
expliquer
alors que l’action sur laplaque
augmente
constammentquand
on diminuel’épaisseur
de cetteatmosphère
et soit maximaquand
on établitpar
pression
un contactquasi parfait
entre laplaque
et lecorps ?
On necomprend
d’ailleurs pasmieux,
pour des raisons
analogues, qu’en
mettant au contactun corps activé et une feuille de
papier, séparés
par une lame decellophane,
lepapier
devienne à son touractif,
lacellophane
restant inactive.Enfin il semble
qu’une
fois l’ozonide formé sur lecorps
activé,
l’humidification directe decelui-ci,
soit au moyen d’unegoutte
d’eau,
soit par contact avecun corps
humide,
doive,
en vertu du mécanismeinvoqué
faireapparaître
de l’eauoxygénée-qui
conti-nuera à
impressionner
laplaque
tant que le corps enrestera
imprégné ;
orl’expérience
montre quel’humi-dification fait
disparaître
toute activité.On voit que tout n’est pas
simple
dansl’hypothèse
«
chimique » ;
;quant
aux faitsqu’elle
permet
d’expli-quer alors que,
d’après
M.Eichenberger, l’hypothèse
« radiation » ne le
permet
pas, nous allons lesexa-miner
rapidement
en confrontant sesexplications
et les nôtres.6.
Comparaison
des deuxhypothèses
M.
Eichenberger
reconnaît n’avoir pu déceler par desvariations de
poids
ou par des réactifs indiscutables la formation des diverscomposés
que fait intervenir sonexplication,
celle-ci n’est doncqu’une hypothèse
vérifiable seulement par sesconséquences
et niplus
ni moins vraisemblable apriorz
que celle d’uneémission de radiations
provenant
de l’instabilité de certains atomes.Cette émission serait la
conséquence
soit de l’élec-trisationproduite
par les centreschargés projetés
par lacellule,
soit d’un effetphotoélectrique
interne pro-duit dans les couchessuperficielles
de l’isolant par les radiations très absorbables émises par lacellule :
un certain nombre
d’atomes
sortis
de leur étatd’équi-libre
électronique, n’y
reviendraientqu’avec
unelenteur relative en émettant à leur tour un
rayon-nement peu
pénétrant.
a)
Cette dernièrehypothèse
explique
fortsim-plement,
ce que nepeut
fairel’hypothèse
chimique,
pourquoi
ce sont nécessairement les mauvaisconduc-teurs
qui
s’activent etpourquoi
il y aparfois
ioni-sation des gaz. Elle n’exclue pas la
présence
d’eauoxygénée
venant renforcer l’action sur laplaque
puisqu’elle
permet
d’enexpliquer simplement
la formation.b)
L’hypothèse chimique explique
facilementpour-quoi
dans le vide la désactivation estplus
lente quedans l’air à la
pression
ordinairepuisqu’il n’y
a pasde vapeur d’eau pour
décomposer
l’ozonide dont laprésence
sur le corps maintient son activité.L’hypo-thèse radiations
l’explique
tout aussiaisément,
soitque l’on dise que dans le vide l’absence de vapeur
d’eau
permet
aupapier
de resterisolant,
soit encoreque l’on dise que dans le vide il
n’y
a pas formation d’ions venant faciliter le retour àl’équilibre
des atomesen état métastable dans les couches
superficielles
ducorps.
c)
Dupapier
humecté d’eau soumis à une cellule ne s’active pas : il faut donc supposer que l’eaudécom-pose instantanément l’ozonide formé
(mais
alors quedevient l’eau
oxygénée produite
?)
ou bien nepermet
pas sa
formation ;
dansl’hypothèse
« radiation » nous’disons que le
papier humide
ne s’active pas parce queconducteur. L’humidification d’une feuille de
papier
préalablement
activée en faitdisparaître
l’activité :dans notre
hypothèse
oncomprend pourquoi
cette désactivation seproduit
sans laisser de trace, tandis que dansl’hypothèse
«chimique
» l’eauoxygénée
dueà la
décomposition
de l’ozonide devraitimprégner
la feuille et continuer son action sur laplaque.
158
10 de l’azote et de
l’hydrogène
purs,passant
dans unappareil
à effluves n’activent pas des feuilles depapier,
tandis que cette activation se
produit
dèsqu’il
y ades traces
d’oxygène ;
20 onpeut
activer des feuillesde
papier
parsimple
contact avec de l’ozone obtenupar
oxydation
duphosphore
ou par le fonctionnementd’une
lampe
à ultraviolet.Bien
qu’il
nous soitarrivé,
dansquelques
cas, den’obtenir aucune
impression
avec desplaques
desensibilité médiocre comme les Lumichromes tandis que les
Fulgur
donnaient des résultats fortnets,
admettons le
premier
fait commeparfaitement
établi :il montre
simplement
que c’estl’oxygène qui
joue
le rôleprincipal
dans ces effetsd’activation,
cela n’arien pour
surprendre quand
on pense à l’affinitéélec-tronique particulièrement remarquable
(11)
présentée
par ce gaz et à la formation d’ozone dont lescarac-tères d’instabilité sont favorables à notre thèse.
Quant
au deuxièmefait,
bienqu’il s’agisse
d’impres-sions
beaucoup
plus
faibles que cellesqui
corres-pondent
aux cas des cellules et queje
me défende deprétendre expliquer
tous les cas d’action sur laplaque,
il ne me
paraît
pas essentiellement différent de ceuxque
j’ai signalés
etpeut
s’interpréter
de manièreanalogue.
J’ai en effet montré que l’activation d’unisolant se
produit
par contact avec l’airprovenant
duvoisinage
d’une cellule etj’expliquais
ce fait endisant que les atomes de gaz sortis de leur état
d’équilibre
sous l’action des radiations émises par lacellule,
y revenaient en émettant à leur tour unrayonnement
susceptible
d’activer le corps. Iln’y
arien à
changer
à cetteexplication
que l’ozoneprovienne
duvoisinage
d’un morceau dephosphore,
d’unelampe
à
ultraviolet,
d’unappareil
à effluves ou d’une cellulesemiconductrice,
puisque
dans tous ces cas, mêmedans celui du
phosphore
(1~), il
y a action surl’oxygène
de radiations de courte
longueur
d’onde avecfor-mation d’ozone.
En
conséquence
de notrehypothèse
les gaz issus duvoisinage
d’une cellule en fonctionnement doiventimpressionner
laplaque
sensible,
c’est bien ce quel’expérience
montre ;
il doit en être de même de l’ozonequelle qu’en
soitl’origine :
c’est là unpoint
quel’expé-rience n’a pas encore nettement
tranché,
certainsauteurs ont annoncé des résultats
positifs
d’autres n’ont obtenu aucune actionquand
l’ozone est pur(13).
Ces résultats contradictoires nes’opposent
pas à notrethèse : on
conçoit
en effet que, suivant la manièredont sont conduites les
expériences
les résultatspuissent
différerpuisqu’aux
propriétés
oxydantes
de l’ozones’opposeraient
l’action réductrice des radia-tions que ce gaz émettrait en revenant à l’étatd’oxy-gène.
7. Conclusions. - En résumé
l’hypothèse
«chi-mique
» de M.Eichenberger
n’est pas aussisimple
qu’elle
peut
le sembler apriori,
ellen’explique
rienque
l’hypothèse
« radiation » nepuisse expliquer
aussifacilement avec moins
d’hypothèses supplémentaires.
Je neprétends
d’ailleurs pasqu’elle
soitcomplè-tement
inexacte,
elle est dans certains caspossible
pour
expliquer
l’action sur laplaque,
mais elle ne ditrien des effets
d’ionisation,
aussi nepermet-elle
pasde conclure à la condamnation définitive des
tenta-tives d’explication
quej’ai
données pour les diversfaits expérimentaux
quej’ai signalés
et dontje
continue à affirmer l’existence.
Manuscrit reçu le 1er novembre 1938.
BIBLIOGRAPHIE
(1) G. REBOUL. Journal de Physique, 1933, 4, p. 73. (2) G. REBOUL. Journal de Physique, 1934, 5, p. 329. (3) W. EICHENBERGER. (Thèse Neufchatel, 1936). 2014 Helvetica
Physiqua Acta, IX, p. 467.
(4) F. PERRIER. C. R., 1937, 204, p. 1174. 2014
1937, 205, p. 33. (5) F. PERRIER. C. R., 1938, 206, p. 107 et p. 831.
(6) HOLLWECK. De la lumière aux rayons X. Conf. rapport. 1927.
(1) G. THIBAUD. Journal de Physique, 1927, 8, p. 484. (8) G. DÉCHÈNE. Thèse Paris, 1934.