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A propos d'une thèse sur les phénomènes radioactifs de second ordre

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A propos d’une thèse sur les phénomènes radioactifs de

second ordre

G. Reboul

To cite this version:

(2)

A PROPOS D’UNE

THÈSE

SUR LES

PHÉNOMÈNES

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 : Phénomènes

radioactifs

de second ordre et

d’origine

artificielle,

traitait des

parti-cularités

présentées

par les substances

isolantes,

après

avoir été soumises à l’action de cellules

semi-conduc-trices ;

l’autre

(2)

relatif à l’émission d’un

rayonnement

peu

pénétrant

par les isolants

électrisés,

mettait en

évi-dence l’existence de ce

rayonnement

et en

esquissait

l’étude.

Sous le titre : Au

sujet

des

phénomènes radioactifs,

de second ordre et

d’origine

artificielle

signalés

par

Reboul,

M.

Eichenberger

a

publié

une thèse

(3)

dans

laquelle

il soutient que les actions

photographiques

que

j’ai signalées

sont dues

uniquement

à une action

chimique

au sens ordinaire du mot et que les effets

électrométriques

constatés résultent de

perturbations

produites

par des résidus de

polarisation diélectrique.

Mon silence

pouvant

être

interprété

comme une

adhésion à la thèse de M.

Eichenberger,

d’autre

part,

les conclusions de son travail

pouvant

laisser croire

que les déterminations

électrométriques

que

j’ai

faites

l’ont été avec une

légèreté

par

trop excessive,

je

me vois dans

l’obligation

de relever ses

critiques

et de discuter son travail. D’aucuns trouveront

peut-être

qu’il

s’est écoulé un

laps

de

temps

bien

long

entre la

parution

de la thèse de M.

Eichenberger

et celle de

cet article : cela tient à ce que

j’ai

voulu faire

reprendre

les

expériences

par un troisième

expérimentateur

se

plaçant,

autant que

possible,

dans des conditions à

l’abri de toute

critique.

I. Cas des isolants électrisés.

Les

expériences qui

m’ont amené à affirmer

qu’un

isolant électrisé émet un

rayonnement

ionisant très

absorbable,

forment trois séries

correspondant

cha-cune à un

principe

et un

montage

différents. Dans les

deux

premières,

j’ai

utilisé des anomalies que

pré-sentent les isolants électrisés pour mettre en évidence

l’existence d’une

ionisation ;

dans la

dernière,

j’en

ai tenté l’étude directe en

employant

des

grilles

métal-liques

pour

protéger

les

appareils

contre les

perturba-tions

produites

par la

polarisation

et la conductibilité

du

diélectrique.

Dans ces

études,

je

me suis

placé

uniquement

au

point

de vue

expérimental,

sans le

moindre essai

d’interprétation

théorique

des

expé-riences ;

une théorie faisant intervenir des

diélec-triques

réels avec leur

conductibilité,

leur

polarisa-tion et ses

résidus,

amène à des résultats

mathéma-tiques

difficiles à

interpréter,

même dans des cas

d’apparence

peu

compliquée,

comme ceux

qui

corres-pondent

aux conditions

expérimentales simples,

dans

lesquelles

je

me suis naturellement

placé.

M.

Eichen-berger

a tenté

d’étayer

ses

critiques

sur des considé-rations

théoriques

faisant

uniquement

intervenir la

polarisation diélectrique

et ses résidus dans des

phé-nomènes où la conductibilité

joue

un rôle tellement

essentiel que, sans

elle,

il serait difficile

d’expliquer

non seulement les

particularités,

mais même

l’exis-tence de ces

phénomènes.

Je fais le lecteur

juge,

en lui

rappelant

successivement les

expériences

discutées

et les

critiques

de M.

Eichenberger.

1. Première anomalie. - Voici

intégralement

le

texte de M.

Eichenberger :

« Reboul a électrisé

négativement

une lame de soufre. Il l’a

placée

sur le

plateau

Ci

d’une chambre

d’ionisation semblable à celle que nous avons utilisée

et dessinée

(fig. 1).

Ci

et

C2

étaient initialement au sol. Puis

Ci

a été relié à l’électromètre et l’auteur a

observé un courant de

charge

qui

peut

être

représenté

en fonction du

temps

par l’une des courbes

1,

2 ou 3 de la

figure 1,

suivant la manière dont l’électrisation

a été faite. Reboul

interprète

ces résultats comme

suit : il y a

superposition

de deux

phénomènes :

10

Ci reçoit

les

charges

que

perd

progressivement

l’isolant ;

20 l’isolant émet un

rayonnement

qui

ionise

le gaz environnant. Le

diélectrique

étant

chargé

néga-tivement,

par

exemple,

des ions

positifs

arrivent

en

Ci,

de sorte

qu’à

un moment

donné,

il

peut

se

pro-duire une inversion de

charge.

»

«

Remarquons

que cette inversion

peut

être

expli-quée

par la théorie de la

polarisation,

en

appliquant

le

principe

de la

superposition

des

polarisations

induites de

Boltzmann-Hopkinson.

(Voir Bouasse,

cours de

magnétisme

et

électricité,

p.

189-192.)

(3)

152

L’hypothèse

de Reboul

n’explique

pas

pourquoi

on

obtient des courbes différentes suivant la manière

dont l’électrisation a été

faite,

la théorie de Boltz-mann

l’explique.

Nous avons

constaté,

à

plusieurs

reprises,

que des courbes semblables à celles

indiquées

par Reboul

pouvaient

être observées

après

que le

diélectrique

a été

placé

dans des

champs

alternés

(c’est-à-dire

polarisé plusieurs

fois de suite en sens

inverse).

»

Fig. 1.

Le lecteur notera la différence

qui

existe entre les conditions des

expériences

invoquées

par M.

Eichen-berger

à la fin de la citation et celles des

expériences

que

j’ai

faites et

qui

sont

indiquées

au début. Dans

les cas où il a constaté l’existence

d’inversion,

il fait

agir

sur le

diélectrique

des

champs

alternés

successifs,

à des intervalles de

temps

notables et bien

définis,

il est alors incontestable que ces inversions

peuvent

s’expliquer

en ne faisant intervenir que la

polarisa-tion

diélectrique

et ses résidus

puisqu’il s’agit

d’iso-lant à l’état neutre ne

portant,

par

conséquent,

aucune

charge

réelle.

D’ailleurs,

le cas

auquel

se trouve

appli-quée

la théorie de Boltzamnn dans les pages du Traité

de

Bouasse,

citées

plus

haut est celui d’un isolant à l’état neutre dont on suit la

polarisation

dans un

claam p

nul

après

l’avoir

placé

dans un

champ

P entre les

temps 0 et

T,

puis

dans un

champ

nul de T à

T’, enfin

dans un

champ

P’ entre les

temps

T’ et T".

Dans les cas que

j’ai

étudiés il

s’agit

d’isolants

élec-trisés,

portant,

par

conséquent,

des

charges réelles ;

si l’on a

pris

soin

d’opérer

avec une lame

primitive-ment à l’état

neutre,

maintenue dans un

champ

nul

pendant

son électrisation

(ce

qu’il

est facile de

réali-ser),

le

champ agissant

sur le

diélectrique

a

toujours

la même direction et on ne

peut

lui

appliquer

les consi-dérations

théoriques invoquées

par M.

Eichenberger.

Si l’électrisation de l’isolant n’était pas effectuée en

champ

nul,

on

pourrait

justifier

l’existence d’une

inversion,

ne

correspondant

d’ailleurs pas à celle

qu’indique l’expérience ;

la théorie de ce dernier cas

en ne tenant

compte

que de la

polarisation

et de ses

résidus est

exposée

plus

loin

(voir :

deuxième

ano-malie,

deuxième

expérience),

elle donne pour le

cou-rant i

qu’accuse

l’électromètre une

expression

de la

forme :

dans

laquelle P, désigne

le

champ auquel

est soumis le

diélectrique

du fait de son électrisation et T le

temps

au bout

duquel

on l’a introduit dans le

champ

nul de

l’appareil ;

la

fonction ~

constitue le terme d’oubli

auquel l’expérience

a fixé une valeur

a et b étant des coefficients

positifs

et de valeur telle

que le terme d’oubli est

pratiquement

nul au bout de

quelques

minutes.

On voit que la dérivée de b s’annule pour

l’inversion se

produit

donc au bout d’un

temps

infé-rieur à

T ~2,

comme T est de l’ordre de

quelques

secondes,

elle sera

pratiquement

inobservable et ne

peut

rien avoir de commun avec celle que nous avons

signalée qui

s’observe au bout de

plusieurs

minutes

et

parfois

de

plus

d’une heure. La formule

(1)

montre aussi que le courant à l’électromètre doit s’annuler avec le terme

d’oubli,

c’est-à-dire au bout de

quelques

minutes,

l’expérience

montre que ce courant

persiste

après plusieurs

heures et ntême

plusieurs

jours,

or, si

le

diélectrique

et le milieu environnant

étaient,

comme le suppose

Eichenberger,

des isolants par-faits ne

présentant

que de

l’hystérésis diélectrique,

l’équilibre

serait atteint au bout de

quelques

minutes.

En réalité,

c’est,

en même

temps

que la

cliarge

réelle,

ia conductibilité du

diélectrique

et

du

miKej

envircn-qui jou-

le rôle

essentiel,

Sl.ns elle

J’éfJuiliDre

s’établ*rait

après

les

quelques

minutes nécessaires

p~ ur faire

disparaître

leb résidus de

pt,laiisati

Hl et

l’électromètre ne déferait plus. Une théorie correcte du

phénomène

devrait donc teni compte non

seule-ment du

principe

de

superposition

mais rie la

conductibilité ;

F. Perrier a montré

(4)

1

que, pour

qu’il

y ait inversion dans le cas

particulier

de notre

expérience,

il fau:,

qu’*]

y ait condurtihiÚte du

diélectrique

et du milieu

environnant ;

l’air entou-rant la lame isolante doit donc être conducteur et cette conductibilité ne

peut

être due

qu’à

une

ion’sa-tion

Qu ant

à la forme différente

qu’affectent

les courbes du fait que l’inversion se

produit

au bout d’un

temps

plus

ou moins

long,

elle tient à la valeur de~

(4)

elle-mênie liée à l’état d’électrisation de la lame

iso-lante. Comment la théorie de

Boltzmann,

telle

qu’elle

est

appliquée

dans

l’exemple

traité dans

Bouasse,

sans faire intervenir la

conductibilité,

pourrait-elle

expliquer

les différences de forme de courbes dont

elle ne

peut

même pas

justifier

l’existence?

2. Deuxième anomalie. - Voici le texte de M.

Ei-chenberger :

« Reboul a constaté que la courbe de

décharge

de la

paraffine

électrisée était la

courbè A

relevée

(fig. 1)

lorsque

C2

était relié au sol. La courbe était 13 si

C2

était

porté

à un

potentiel

de -- 160 V. Ces deux

courbes résultent d’une

extrapolation

assez

grossière,

nous

semble-t-il,

effectuée à

partir

de toute une série de mesures

accomplies

en établissant et

supprimant

plusieurs

fois de suite la tension - 160 V. Reboul admet que, dans le cas

représenté

par la courbe

B,

il

vient

s’ajouter

aux

charges

transmises

à CI

par le

diélectrique

(données

par la courbe

A)

les

charges

apportées

par le courant d’ionisation dû au

rayonne-ment émis par le

diélectrique.

»

« Nous pouvons

appliquer

à ce cas la théorie de

Boltzmann. En

simplifiant

(nous

ne tenons pas

compte

des variations du

champ

au cours des

mesures)

on a :

si

Po désigne

le

champ auquel

a été soumise la

paraf-fine au moment de son électrisation entre les

temps

0

et

T,

et

Po

+

Pi

le

champ

entre

Ci

et

C2,

l’intensité de

polarisation

est a

où T est le

temps compté

vers le

passé

à

partir

de

l’époque

actuelle

prise

comme

origine,

T étant le

temps

à

partir duquel

est

imposé

le

champ Po

-E-

Pl.

» « Dans un cas

Po

-E- 0

(courbe A),

dans l’autre

(courbe B)

Pa -E- Pl =160 V /cm.

A un facteur

constant

près,

le courant mesuré à l’électromètre est :

i sera donc

représenté

en fonction du

temps

par deux

courbes A et B distinctes. Cette

interprétation explique

pourquoi

Reboul ne

peut

mettre en évidence

l’exis-tence d’un courant de saturation. »

Ici encore ma

pensée

ne

paraît

pas avoir été

com-prise,

les courbes A et B dont

parle

M.

Eichenberger

ne sont pas celles

qui

sont

envisagées

dans mon article

(1)

et ses considérations

théoriques s’appliquent

à des conditions

qui

ne sont pas celles de mes

expé-riences.

Voici ces

expériences

et ce que

donne,

dans leur cas,

l’application

du

principe

de

superposition ;

comme M.

Eichenberger,

nous

emploierons

les notations

indiquées

par Bouasse dans son Traité de

111 magnétisme

et

d’Electricité,

p. 190.

a)

PREMIÈRE EXPÉRIENCE. - Prenons une lame

isolante

(paraffine,

par

exemple);

assurons-nous

qu’elle

n’est pas électrisée et introduisons-la dans un

champ

électrique P

(160

V/cm)

maintenu constant au moyen

de

petits

accumulateurs.

Quelle

sera l’intensité de

polarisation

au

temps

t

après

que l’on a

appliqué

le

champ P ?

Si on

prend

comme

origine

l’époque

actuelle et si on

compte

le

temps

vers le

passé,

tout se passe comme si le

diélec-trique

avait été à l’état neutre et dans un

champ

nul

depuis

le

temps

oo

jusqu’au

temps t,

puis

dans un

champ P

de l’instant t

jusqu’au

moment actuel. Le facteur d’oubli étant

représenté

par la

fonction ~ (r),

la valeur actuelle de l’intensité de

polarisation

sera :

et l’intensité i du courant à l’électromètre :

L’expérience

montre que, pour la lame

expérimen-tée,

l’électromètre ne dévie

plus

15 min environ

après

qu’on

a introduit la lame dans le

champ

P,

le courant i

étant nul c’est donc que le terme

d’oubli ~ (r)

est

négligeable après

ce

laps

de

temps.

Si,

sans toucher au

diélectrique,

on

supprime

le

champ

P,

on constate

qu’il

y a de nouveau courant à

l’électromètre

puisque

tout se passe comme si

l’iso-lant se souvenait des xnodifications

qu’il

a

éprouvées

antérieurement ;

l’expérience

montre encore que ce souvenir est

pratiquement

effacé au bout d’une

quin-zaine de minutes.

On

peut

donc admettre que le terme

d’oubli ~ (t)

est nul

pour t

= 15 min. Ceci

établi,

puisqu’en

vertu

du

principe

de

superposition

toute modification

éprouvée

par l’isolant sous l’influence d’une

défor-mation est

indépendante

des déformations

antérieures,

nous pouvons admettre que,

quelle

que soit la défor-mation que nous ferons subir à une

lame,

au bout

d’une

quinzaine

de minutes

après qu’on

l’aura

placée

dans un

champ électrique

auxiliaire

P,

la

modifica-tion

qu’elle

aura subie de ce dernier fait cessera de faire sentir son

effet ;

les manifestations

qui

continue-ront à se

produire

au bout de ce

laps

de

temps

ne

pourront,

en aucune

façon,

être

imputées

à la

polari-sation

diélectrique produite

par P ni à ses résidus.

b)

DEUXIÈME EXPÉRIENCE. -

Quand

la

lame,

étudiée dans

l’expérience précédente,

est revenue à

son état

antérieur,

on l’électrise par frottement et on

la

place

entre les armatures

CI, C2

mises toutes deux

au sol. Du fait de son électrisation la lame se trouva

dans un

champ électrique Po, quand

on la

place,

au

temps T,

dans un

champ

nul,

on lui

impose

à

partir

de ce

temps

un

champ.

supplémentaire

P1

tel que

Si on

adopte

les mêmes conventions que

plus

haut

pour

compter

le

temps

r, la valeur actuelle de l’inten-sité de

polarisation

sera :

(5)

154

et

puisque Po

~---

Pl

=

0,

on aura une intensité :

La

première expérience

a montré que les

termes ~

(t)

et ~

(t

-

T)

sont nuls au bout de 15 min

[(t

-

T)

étant peu différent de

t],

il s’ensuit que si la théorie

précédente

était

acceptable,

les courants i

indiqués

à

l’électromètre devraient être nuls au bout de ce

temps.

Or,

l’expérience

montre que ces courants ont une valeur

appréciable

au bout de

plusieurs

heures et

même de

plusieurs jours ;

la théorie ébauchée par M.

Eichenberger

est donc notoirement insuffisante et les courants mesurés sont forcément dus à autre chose

qu’à

la

polarisation diélectrique

et à ses résidus.

En

réalité,

comme nous l’avons

indiqué

à propos

de la

première

anomalie,

la

charge

réelle du

diélec-trique

varie avec le

temps,

les

champs

Po

et

7B

des

formules

précédentes

sont fonction de t et le courant i

ne

peut

avoir la forme

simple

que lui donne M.

Eichen-berger.

Quoiqu’il

en soit de

l’interprétation théorique

cor-recte,

cette deuxième

expérience

montre que le courant

tend vers une valeur limite non nulle.

c)

TROISIÈME EXPÉRIENCE. -

L’expérience

est conduite comme la

précédente,

mais au

temps

T au

lieu de

placer

la lame électrisée dans un

champ

nul

(P 0

+

Pi

=

0),

on la

place

dans un

champ

P, 4

Pl

=

160,

l’intensité de

polarisation

sera :

et le courant

d’après

M.

Eichenberger :

Comme les

fonctions ~ (t) et ~ (t -

T),

ce dernier

devrait être nul au bout de 15 min.

Les courbes A et B dont

parle

M.

Eichenberger

correspondent

aux

équations (2)

et

(3),

elles devraient

toutes deux tendre vers une limite nulle si nous admettions sa

théorie ;

cette conclusion étant

con-traire aux faits

d’expérience,

la théorie ne

peut

être

acceptée

et doit être

complétée

en faisant intervenir

les conductibilités.

Une théorie correcte est fort

complexe,

aussi

m’étais-je

placé

au

point

de vue strictement

expéri-mental. Pour n’avoir pas à tenir

compte

de la

polari-sation et de ses résidus

provenant

de

l’application

des

champs

électriques,

je

n’ai utilisé que les résultats

obtenus

après

qu’il

s’est écoulé une

quinzaine

de minutes

depuis

qu’ont

été établis les

champs

élec-triques

auxiliaires

imposés

à la lame isolante. Les

courbes r et r’

qui

interviennent dans mon article

(2)

sont construites avec les tronçons limites des courbes

successives

(que

M.

Eichenberger

appelle

A et

B),

obtenues en

plaçant

alternativement un certain

nombre de fois la lame électrisée dans un

champ

nul

puis

dans un

champ P,

on

complète

le tracé r et r’ en

interpolant

les résultats entre les tronçons successifs.

Ces courbes r et r’ sont nettement différentes des

courbes A et B sur

lesquelles

porte

la

critique

de

M.

Eichenberger ;

d’ailleurs elles ne

pourraient

pas

exister si les considérations

théoriques

de ce dernier étaient

exactes,

puisque

les valeurs limites

que j’utilise

pour les construire seraient nulles.

Puisque

nous ne pouvons

expliquer

l’existence des

courbes r et r’ que s’il y a conductibilité du milieu

et par

conséquent ionisation ;

comme d’autre

part

l’expérience

montre que r obtenue avec un

champ

nul est différente de r’

correspondant

à un

champ

P =

160,

il est naturel

d’expliquer

cette différence

par

l’apport

des ions

qui

se

produit

sur la lame sous l’action du

champ

P.

Quant

au fait que l’on ne

peut

mettre en évidence . un courant de

saturation,

il ne prouve pas

qu’il n’y

a

pas ionisation : on sait en effet que cette saturation ne

peut

s’obtenir toutes les fois que les radiations

ionî-santes ont une intensité très faible ou

atteignent

les

surfaces

métalliques

collectrices de la cage

d’ionisa-tion,

ce

qui

est le cas de nos

expériences.

3. Etude directe du

rayonnement. -

Citons encore M.

Eichenberger :

Fig. 2.

« Reboul a utilisé un

dispositif

à peu de choses

près

semblable à celui que

représente

la

figure

2. La

grille

G

doit éliminer les

perturbations

dues au

diélectrique

électrisé

placé

en L. »

« Dans ces conditions Reboul a observé l’existence

de courants d’ionisation

exprimables

en fonction du

(6)

Il nous a paru

probable

que les courants observés sont

dus à l’influence à travers la

grille

des variations de

l’intensité résiduelle. On

sait,

en

effet,

qu’un

grillage,

aussi fin soit-il et aussi loin

qu’on

se

place,

ne peut être un écran

électrostatique

parfait (Bouasse.

Cours de

magnétisme

et d’électricité. 3e

partie,

p.

li8).

Il est à remarquer que le

diélectrique

utilisé est

placé

sinon au

contact,

du moins très

près

de la

grille

(fraction

de m.

m.)

pour éviter une

trop

grande

absorp-tion du

rayonnement

qu’il

émet. Nous avons effectué

des

expériences

avec du

papier,

de

l’ébonite,

de la

paraffine,

de l’ambre confirmant cette manière de voir et montrant

l’inefficacité

de la

grille

en tant

qu’écran

électrostatique.

La

grille

utilisée était une toile de

laiton à mailles carrées formée de fils de

0,2

mm de

diamètre et de

rapport

vide

plein égal

à environ

1 /1.

»

M.

Eichenberger

cite ensuite une série de résultats

bizarres obtenus avec ces écrans

qu’il

sait être

impar-faite

et les

présente

comme infirmant notre

hypothèse

d’une ionisation des gaz environnant le

diélectrique.

On voit que M.

Eichenberger

paraît

encore ici

s’attacher

davantage

aux affirmations absolues de la théorie

qu’aux

données relatives de

l’expérience ;

sans

doute,

d’une manière

absolue,

un

grillage

aussi fin

soit-il ne

peut

être un écran

électrostatique parfait,

mais au

point

de vue

pratique

il est

toujours possible,

pour une sensibilité donnée des

appareils

de mesure, de trouver une

grille

de constitution telle et de la

placer

dans des conditions

expérimentales

telles que

les

perturbations qu’elle

laisse passer soient

complè-tement

négligeables.

Lorsqu’une grille

se révèle insuffisante comme écran

électrostatique,

il est en tout

cas

plus

indiqué

de la

remplacer

par une

grille

de

rapport

vide

plein plus

faible ou d’en

éloigner

la lame

isolante

jusqu’à

ce que les

perturbations disparaissent,

que de l’utiliser pour des

expériences

dont les résultats

ne

peuvent

que prouver son insuffisance.

Dans mes

expériences j’utilisais

des

grilles

formées

de fils

métalliques

de

0,15

mm de diamètre et de

rapport

vide

plein égal

à 1

/4 ;

elles

formaient,

pour la sensibilité

pourtant

grande

de nos

appareils,

des

écrans

électrostatiques

d’une efficacité telle

qu’en

portant

tout

près

de la

grille,

sans la

déformer,

une

lame isolante avec une

charge

de densité

superficielle

égale

à

quelques

unités

électrostatiques,

on ne consta-tait pas de

perturbation appréciable, quoique

cette dernière eut dû être

plusieurs

milliers de fois

plus

forte que celle

qu’auraient

pu

produire

des résidus de

polarisation diélectrique.

Néanmoins

j’ai jugé

utile de faire

reprendre

ces

expériences ;

M. F. Perrier les a

répétées

en les

complé-tant

(5).

Ses résultats ne

peuvent

laisser subsister

aucun

doute,

ils montrent que, si l’on

peut

discuter

l’origine

de l’ionisation des gaz environnant un

isolant

électrisé,

son existence ne

peut

pas être

contestée. Si on admet que cette ionisation est due à

un

rayonnement

issu de

l’isolant,

on

peut

le caractériser

par ses coefficients

d’absorption

dans l’air et le

cellu-loïd. Ces coefficients varient avec la nature de la

substance isolante étudiée dans des limites assez

étroites

(de

4 à 14 cm-1 dans

l’air) ;

de leurs valeurs

dans l’air et le celluloïd on

peut

déduire sans

ambi-guïté

la

région

du domaine intermédiaire à

laquelle

appartiennent

les radiations émises : on trouve pour

elles des

longueurs

d’onde de l’ordre d’une

vingtaine

d’angstr6ms.

II. Cas des isolants soumis à l’action des cellules semiconductrices.

I. - Ce cas constitue la

partie

essentielle de la thèse

de M.

Eichenberger qui

en a limité l’étude à l’action

photographique, jugeant

sans doute suffisamment

décisives les

critiques qu’il

a faites de l’action

ioni-sante

présentée

par les isolants

électrisés,

puisque

l’action d’une cellule sur un

diélectrique

peut

avoir

pour effet de le

charger

électriquement.

L’argument

que M.

Eichenberger

tire du résultat

des

expériences qu’il

a faites avec les isolants

élec-trisés contre l’action ionisante des

diélectriques

soumis

à l’action de cellules ne

peut

être retenu et nous

sommes

prêts

à faire

répéter

avec succès par

qui

le désirerait les

expériences

montrant l’action ionisante des isolants électrisés.

Il

paraît

d’ailleurs bien

probable

que l’ionisation

produite

par les isolants soumis à l’action d’une

cellule semi conductrice est due à leur

charge

élec-trique :

on constate en eff et que cette ionisation est

faible et assez

capricieuse

quand

on

place

la lame étudiée au delà de l’électrode

grille

de la

cellule,

elle

est au contraire notable et

régulière quand

on la met

entre la substance semi-conductrice et

l’électrode,

or dans la

première position

la

charge

de la lame est

faible et

irrégulière,

tandis que dans la deuxième elle se

charge

fortement.

Quoiqu’il

en

soit,

l’étude de M.

Eichenberger

se

trouvant

limitée,

dans ce deuxième cas, à l’action sur

la

plaque,

il ne nous reste

plus

qu’à

discuter sur ce

dernier

point

les

parties

essentielles de son travail.

2. Confirmation des résultats. - Les

expériences

de M.

Eichenberger

confirment les résultats que

j’ai

obtenus en les

complétant

sur divers

points.

Il montre notamment que l’activité

produite

par

l’exposition

des substances à l’action des cellules tend vers une valeur

maxima et que la saturation est atteinte au bout de

30 à 40 min

d’exposition.

Il établit ensuite que cette

activité décroît en fonction du

temps

suivant une

exponentielle

et que la vitesse de désactivation

aug-mente avec la

température,

ce dernier

point

résultant d’ailleurs du

fait,

que

j’ai signalé,

que l’action

photo-graphique

d’un corps activé est d’autant

plus grande

que la

température

est elle-même

plus

élevée. Ces dernières

particularités complètent

l’analogie

existant

(7)

156

cependant

que s’il ne s’est

jamais

agi

dans notre

esprit

de

phénomènes

radioactifs au sens ordinaire du

mot,

il ne

peut

non

plus

être

question

de

phosphorescence

ordinaire et on ne

peut

tirer

argument

comme le fait

M.

Eichenberger,

du fait que les diverses substances

susceptibles

de s’activer n’ont pas tous les caractères

,

des corps

phosphorescents

ordinaires et notamment ne

laissent voir ni

phosphorescence

ni fluorescence sous l’action de la lumière ultraviolette.

3. Limite de sensibilité des

plaques.

-- M.

Ei-chenberger

admet comme

parfaitement

établi le fait

signalé

par Hollweck

(s)

que les

plaques

commerciales

ne sont pas

impressionnées

par les radiations dont les

longueurs

d’onde sont

comprises

entre 10 et 2

265 A,

il en conclut que

puisqu’on

opère

ici avec des

plaques

du commerce et

qu’il

y a

impression,

celle-ci ne

peut

être due à des

radiations,

car ces dernières devraient

appartenir

soit au

proche

ultraviolet,

soit aux

rayons

X ;

on ne

peut, dit-il,

avoir affaire au

premier

puisque

le

quartz

ne laisse pas passer

l’action,

ni aux

deuxièmes

puisqu’il

n’y

a pas

ionisation

(d’après

ses

expériences)

il ne reste donc

plus qu’une explication

faisant intervenir une action

chimique

proprement

dite.

Il convient d’être moins absolu : M. G. Thibaud

a

pris

(7)

des

plaques

commerciales pour faire l’étude au

spectrographe

à vide des radiations du domaine

intermédiaire ;

on

peut

aussi voir dans la thèse de

M. G. Déchêne

(8)

des clichés obtenus dans un

spec-trographe

à vide avec des

plaques

«

Opta»

de la Maison

Lumière et

présentant

des bandes diffractées par un

réseau

tangent

qui correspondent

à des

régions

situées,

l’une vers 20

À,

l’autre entre 50 et 70 A et

même une bande à bord

plus imprécis

s’étendant

entre 250 et 700.

Il faut d’ailleurs remarquer que l’étude de la sensi-bilité des

plaques

pour les radiations du domaine

intermédiaire n’a été faite que dans le

vide,

alors que les

expériences

dont il

s’agit

ici sont faites pour la

plupart

dans les conditions ordinaires de

pression

où il

peut

fort bien se

produire

des effets secondaires

venant renforcer l’action sur la

plaque :

il est fort

possible,

disons même

probable,

que

l’impression

soit

due,

en

partie

ou en

totalité,

à l’action de vapeurs d’eau

oxygénée

se formant dans l’air à la

pression

ordinaire et ne

pouvant

se

produire

dans le

vide,

une

plaque

déterminée sera

impressionnée

dans le

premier

cas alors

qu’elle

se révèle insensible dans le deuxième. Il se

produirait quelque

chose de tout à fait

analogue

à ce

qui

se

produit

dans l’action de certains métaux

(Zn,

Mg, Cd)

sur la

plaque

pour

lesquels

les

impressions

sont renforcées par la

production

d’eau

oxygénée ( 9).

Dans le cas

qui

nous occupe, comme dans celui des

métaux,

cette intervention d’eau

oxygénée

n’infirme

pas

forcément,

comme le croit

M.

Eichenberger,

l’hypothèse

d’une émission de radiations et il n’est pas nécessaire

d’imaginer,

comme il le

fait,

un processus

chimique plus

ou moins vraisemblable pour

expliquer

la formation de

H202, l’hypothèse

« radiations »

suffit on sait en effet que des radiations ultraviolettes

de

longueur

d’onde inférieure à 1 900 A

provoquent

à l’air humide la formation d’eau

oxygénée (1°~,

la

présence

de cette dernière n’a donc rien de bien

surprenant

dans les

phénomènes qui

nous

occupent.

M.

Eichenberger indique

que les

plaques

qui

lui ont donné les meilleurs résultats sont les «

Lumi-chromes » de la Maison

Lumière ;

nous les avons

comparées

aux «

Guilleminot-Fulgur

» que nous avions nous-même

employées,

ces dernières se sont montrées

beaucoup plus

sensibles à ce genre d’action que les

premières,

elles donnaient des

impressions

de même

densité pour des poses environ 15 fois

plus

courtes ;

aussi

n’y

a-t-il rien de

surprenant

à ce que les « ombres

portées »

par obstacles

interposés

obtenues par

M.

Eichenberger

présentent

des bords

beaucoup plus

flous que les notres

puisqu’elles

ont nécessité des poses

beaucoup plus longues ;

il nous est d’ailleurs arrivé

de n’obtenir aucune

impression,

dans certaines

condi-tions,

avec des « Lumière

Sigma

» de sensibilité

analogue

à celle des « Lumichromes » alors

que les

«

Guilleminot-Fulgur

» ou « les « Lumière

Opta »

donnaient des

impressions

fort nettes.

Quant

aux

plaques

Schumann que M.

Eichenberger

a

essayées,

elles conviennent

peut-être

dans la

région

corres-pondant

à 1 000

Á,

mais elles sont

avantageusement

remplacées

par certaines

plaques

commerciales sensi-bilisées soit au

salicylate,

soit avec une huile fluo-rescente.

4. Différence entre isolants et conducteurs. - Nous

avons

indiqué

que la condition nécessaire

pour

qu’un

corps

puisse

être activé était

qu’il

fut

isolant,

cette condition

pouvant

d’ailleurs n’être pas

suffisante,

nous citions comme isolants le

papier

sec, la

paraffine,

l’ébonite,

le soufre et comme conducteurs les métaux ou des substances

imprégnées

de solutions

acides,

basiques

ou salines. M.

Eichenberger

tout en

reconnaissant

qu’être

isolant n’est pas une condition

suffisante, ajoute

qu’elle

ne lui

paraît

pas nécessaire et

à

l’appui

de cette dernière affirmation il

signale qu’il

a pu activer des résines de

bois,

des huiles de

paraffine,

de

lin,

de

pied

de

boeuf, d’olive, d’arachide,

du

caout-chouc,

de la peau de daim...

Remarquons

que tous ces corps sont

plus

voisins des isolants que des

conducteurs,

ensuite

soulignons

que nous avons volontairement limité notre étude aux cas où il y a action simultanée

sur la

plaque

et à

l’électromètre ;

nous n’avons

jamais

prétendu

donner une

explication

valable

pour tous les cas

plus

ou moins

complexes

où il y a

impression

de la

plaque photographique.

5.

tiypothése

chimique :

formation d’ozonides. - M.

Eichenberger explique

l’action sur la

plaque

de lamanière suivante

l’ozone,

produit

dans le

voisinage

d’une cellule en fonctionnement, forme à la surface de

(8)

de

l’air,

donne de l’eau

oxygénée

venant

impres-sionner la

plaque.

Cette

explication

qui

est,

somme

toute,

vrai-semblable,

ne va pas sans

hypothèse supplémentaire.

D’abord la formation d’ozonide

exige

la

présence,

dans

le corps sur

lequel

réagit l’ozone,

d’une double liaison

chimique ;

or ce n’est pas le cas de la cellulose

(papier

filtre pour

gravimétrie),

il faut donc supposer que cette cellulose

puisqu’elle

est

susceptible

de

s’activer,

contient des traces de

lzgj2ine qui

possède, elle,

un

groupe à double

liaison ;

ce n’est pas non

plus

le cas de la

paraffine,

du

soufre,

de l’ébonite ou d’autres

isolants pour

lesquels

la nature des

impuretés

à double liaison n’est pas

précisée,

ce

qui

entraînerait autant

d’hypothèses particulières qu’il

se

présente

de cas.

Ces

hypothèses

seules sont d’ailleurs insuffisantes :

des lames de

paraffine

ou d’ébonite s’activent

plus

fortement

quand

elles sont

rayées

ou

grattées

avec de l’érneri à gros

grain

que

lorsqu’elles

sont

polies,

il

faut donc supposer

qu’il

y a

catalyse.

Pour

expliquer

les

particularités présentées

par la

fatigue

à

l’activation,

M.

Eichenberger

suppose

qu’il

se

forme,

sous l’action de

l’ozone,

des

péroxydes qui

constituent,

soit directement soit par leurs

produits

de

décomposition,

une couche

superficielle protectrice.

Ensuite comme cette

fatigue, après

avoir

persisté

un

temps

assez

long,

finit par

disparaître,

il faut supposer que cette couche

protectrice disparaît

lentement et que

l’impureté

à double liaison nécessaire à la

forma-

,

tion d’ozonide se

régénère

lentement.

Cet ozonide ne

peut

être

qu’un

solide ou un

liquide

à très basse tension de vapeur

puisque

le maintien

prolongé

du corps activé dans le vide n’en fait pas

disparaître

l’activité,

d’autre

part

l’humidité

néces-saire à sa

décomposition

et à la formation de H 202 ne

peut

provenir

que de

l’atmosphère

environnante,

comment

expliquer

alors que l’action sur la

plaque

augmente

constamment

quand

on diminue

l’épaisseur

de cette

atmosphère

et soit maxima

quand

on établit

par

pression

un contact

quasi parfait

entre la

plaque

et le

corps ?

On ne

comprend

d’ailleurs pas

mieux,

pour des raisons

analogues, qu’en

mettant au contact

un corps activé et une feuille de

papier, séparés

par une lame de

cellophane,

le

papier

devienne à son tour

actif,

la

cellophane

restant inactive.

Enfin il semble

qu’une

fois l’ozonide formé sur le

corps

activé,

l’humidification directe de

celui-ci,

soit au moyen d’une

goutte

d’eau,

soit par contact avec

un corps

humide,

doive,

en vertu du mécanisme

invoqué

faire

apparaître

de l’eau

oxygénée-qui

conti-nuera à

impressionner

la

plaque

tant que le corps en

restera

imprégné ;

or

l’expérience

montre que

l’humi-dification fait

disparaître

toute activité.

On voit que tout n’est pas

simple

dans

l’hypothèse

«

chimique » ;

;

quant

aux faits

qu’elle

permet

d’expli-quer alors que,

d’après

M.

Eichenberger, l’hypothèse

« radiation » ne le

permet

pas, nous allons les

exa-miner

rapidement

en confrontant ses

explications

et les nôtres.

6.

Comparaison

des deux

hypothèses

M.

Eichenberger

reconnaît n’avoir pu déceler par des

variations de

poids

ou par des réactifs indiscutables la formation des divers

composés

que fait intervenir son

explication,

celle-ci n’est donc

qu’une hypothèse

vérifiable seulement par ses

conséquences

et ni

plus

ni moins vraisemblable a

priorz

que celle d’une

émission de radiations

provenant

de l’instabilité de certains atomes.

Cette émission serait la

conséquence

soit de l’élec-trisation

produite

par les centres

chargés projetés

par la

cellule,

soit d’un effet

photoélectrique

interne pro-duit dans les couches

superficielles

de l’isolant par les radiations très absorbables émises par la

cellule :

un certain nombre

d’atomes

sortis

de leur état

d’équi-libre

électronique, n’y

reviendraient

qu’avec

une

lenteur relative en émettant à leur tour un

rayon-nement peu

pénétrant.

a)

Cette dernière

hypothèse

explique

fort

sim-plement,

ce que ne

peut

faire

l’hypothèse

chimique,

pourquoi

ce sont nécessairement les mauvais

conduc-teurs

qui

s’activent et

pourquoi

il y a

parfois

ioni-sation des gaz. Elle n’exclue pas la

présence

d’eau

oxygénée

venant renforcer l’action sur la

plaque

puisqu’elle

permet

d’en

expliquer simplement

la formation.

b)

L’hypothèse chimique explique

facilement

pour-quoi

dans le vide la désactivation est

plus

lente que

dans l’air à la

pression

ordinaire

puisqu’il n’y

a pas

de vapeur d’eau pour

décomposer

l’ozonide dont la

présence

sur le corps maintient son activité.

L’hypo-thèse radiations

l’explique

tout aussi

aisément,

soit

que l’on dise que dans le vide l’absence de vapeur

d’eau

permet

au

papier

de rester

isolant,

soit encore

que l’on dise que dans le vide il

n’y

a pas formation d’ions venant faciliter le retour à

l’équilibre

des atomes

en état métastable dans les couches

superficielles

du

corps.

c)

Du

papier

humecté d’eau soumis à une cellule ne s’active pas : il faut donc supposer que l’eau

décom-pose instantanément l’ozonide formé

(mais

alors que

devient l’eau

oxygénée produite

?)

ou bien ne

permet

pas sa

formation ;

dans

l’hypothèse

« radiation » nous

’disons que le

papier humide

ne s’active pas parce que

conducteur. L’humidification d’une feuille de

papier

préalablement

activée en fait

disparaître

l’activité :

dans notre

hypothèse

on

comprend pourquoi

cette désactivation se

produit

sans laisser de trace, tandis que dans

l’hypothèse

«

chimique

» l’eau

oxygénée

due

à la

décomposition

de l’ozonide devrait

imprégner

la feuille et continuer son action sur la

plaque.

(9)

158

10 de l’azote et de

l’hydrogène

purs,

passant

dans un

appareil

à effluves n’activent pas des feuilles de

papier,

tandis que cette activation se

produit

dès

qu’il

y a

des traces

d’oxygène ;

20 on

peut

activer des feuilles

de

papier

par

simple

contact avec de l’ozone obtenu

par

oxydation

du

phosphore

ou par le fonctionnement

d’une

lampe

à ultraviolet.

Bien

qu’il

nous soit

arrivé,

dans

quelques

cas, de

n’obtenir aucune

impression

avec des

plaques

de

sensibilité médiocre comme les Lumichromes tandis que les

Fulgur

donnaient des résultats fort

nets,

admettons le

premier

fait comme

parfaitement

établi :

il montre

simplement

que c’est

l’oxygène qui

joue

le rôle

principal

dans ces effets

d’activation,

cela n’a

rien pour

surprendre quand

on pense à l’affinité

élec-tronique particulièrement remarquable

(11)

présentée

par ce gaz et à la formation d’ozone dont les

carac-tères d’instabilité sont favorables à notre thèse.

Quant

au deuxième

fait,

bien

qu’il s’agisse

d’impres-sions

beaucoup

plus

faibles que celles

qui

corres-pondent

aux cas des cellules et que

je

me défende de

prétendre expliquer

tous les cas d’action sur la

plaque,

il ne me

paraît

pas essentiellement différent de ceux

que

j’ai signalés

et

peut

s’interpréter

de manière

analogue.

J’ai en effet montré que l’activation d’un

isolant se

produit

par contact avec l’air

provenant

du

voisinage

d’une cellule et

j’expliquais

ce fait en

disant que les atomes de gaz sortis de leur état

d’équilibre

sous l’action des radiations émises par la

cellule,

y revenaient en émettant à leur tour un

rayonnement

susceptible

d’activer le corps. Il

n’y

a

rien à

changer

à cette

explication

que l’ozone

provienne

du

voisinage

d’un morceau de

phosphore,

d’une

lampe

à

ultraviolet,

d’un

appareil

à effluves ou d’une cellule

semiconductrice,

puisque

dans tous ces cas, même

dans celui du

phosphore

(1~), il

y a action sur

l’oxygène

de radiations de courte

longueur

d’onde avec

for-mation d’ozone.

En

conséquence

de notre

hypothèse

les gaz issus du

voisinage

d’une cellule en fonctionnement doivent

impressionner

la

plaque

sensible,

c’est bien ce que

l’expérience

montre ;

il doit en être de même de l’ozone

quelle qu’en

soit

l’origine :

c’est là un

point

que

l’expé-rience n’a pas encore nettement

tranché,

certains

auteurs ont annoncé des résultats

positifs

d’autres n’ont obtenu aucune action

quand

l’ozone est pur

(13).

Ces résultats contradictoires ne

s’opposent

pas à notre

thèse : on

conçoit

en effet que, suivant la manière

dont sont conduites les

expériences

les résultats

puissent

différer

puisqu’aux

propriétés

oxydantes

de l’ozone

s’opposeraient

l’action réductrice des radia-tions que ce gaz émettrait en revenant à l’état

d’oxy-gène.

7. Conclusions. - En résumé

l’hypothèse

«

chi-mique

» de M.

Eichenberger

n’est pas aussi

simple

qu’elle

peut

le sembler a

priori,

elle

n’explique

rien

que

l’hypothèse

« radiation » ne

puisse expliquer

aussi

facilement avec moins

d’hypothèses supplémentaires.

Je ne

prétends

d’ailleurs pas

qu’elle

soit

complè-tement

inexacte,

elle est dans certains cas

possible

pour

expliquer

l’action sur la

plaque,

mais elle ne dit

rien des effets

d’ionisation,

aussi ne

permet-elle

pas

de conclure à la condamnation définitive des

tenta-tives d’explication

que

j’ai

données pour les divers

faits expérimentaux

que

j’ai signalés

et dont

je

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

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(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.

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