Sur le rayonnement secondaire qui prend naissance lorsque les rayons β du radium viennent frapper les lames métalliques minces.Relations entre la vitesse des rayons primaires, l'épaisseur de la lame et l'intensité des rayons secondaires

HAL Id: jpa-00242228

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242228

Submitted on 1 Jan 1907

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

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

lorsque les rayons β du radium viennent frapper les lames métalliques minces.Relations entre la vitesse des rayons primaires, l’épaisseur de la lame et l’intensité des

rayons secondaires

P. Dobler

To cite this version:

P. Dobler. Sur le rayonnement secondaire qui prend naissance lorsque les rayons β du radium vien- nent frapper les lames métalliques minces.Relations entre la vitesse des rayons primaires, l’épaisseur de la lame et l’intensité des rayons secondaires. Radium (Paris), 1907, 4 (3), pp.103-107. �10.1051/ra- dium:0190700403010301�. �jpa-00242228�

trouvée avec la thoriallite dans la province ^{de Saba-}

ragamuwa, à Ceylan. Ce minerai est probablement

de formation récente et sa composition ^{est en} partie

la suivante : Th O2, 6(),26 _pour 100; Ce O2, 7,18 pour 100; ^Zr O2, 2,23 _pour 100; U02, 0,46 pour 100.

Lc plomb ^n’est aucunement mentionné et, d après ^la

teneur en uranium, ^{il faudrait} s’attendre à rencontrer

0,08 pour 100 de plomb : ^cette quantité ^{a sans doute}

été négligée ^{au cours de} l’analyse.

Un résultat semblable a été obtenu par l’auteur dans une étude d’un spécimen ^{de thorite de} Norvège qui contenait seulement 0,40 pour ¹⁰⁰ d’uranium, 52,0 pour 100 de Th ^{01 et moins} de 0,1 _pour ¹⁰⁰

de plomb.

L’hélium n’est aucunement mentionné dans les

premières ^{de ces thorites dont} nous avons harlé ; ^et,

dans les échantillons étudiés par l’auteur, ^{il a été}

impossible ^de déceler des quantités ^mesurables

d’héliurn. - Quoique Ramsay ^ait établi que la quan- tité relativement grande ^{d’hélium contenu dans la}

thoriauite de Sabaragamuwa ^{est une} preuve de la

production de l’hélium _par le thorium, ^{il semble tout}

à fait probable que ^cette thorianite fournit la preuve du contraire : en effets, elle semble ne contenir que la moitié de la quantité ^d’hélium qui ^serait produite par la désagrégation de l’uranium seul.

. Résumé.

Il a été mis en évidence que dans les minéraux

primaires ^{inaltérés d’une méme} provenance, la quan- tité de plomb ^est proportionnelle ^{à la} quantité ^d’ura-

nium contenue dans le minerai; ^et que dans le;

minéraux primaires inaltérés de provenance différente, la teneur en plomb relativement a la teneur en ura-

nium est plus grande ^dans les minéraux dont l’origine

est, d’après les données géologiques, ^{d’une formation} plus ancienne. Ceci est considéré comme une preuve que le plomb ^{est le} produit ^{final de la} désagrégation

de l’uranium.

Il ^a également été montré que, d’après ^{les faits} expérimentaux ^sur lesquels ^on peut s’appuyer aujour- d’hui, ^les quantités ^d’hélium trouvées dans les miné-

raux radioactifs sont environ de l’ordre de grandeur

des quantités auxquelles ^{il faut} s’attendre si l’on sup- pose que l’hélium est produit seulement par la désa-

grégation de l’uranium et de ses produits; ^{en tout}

cas, la quantité d’hélium que l’on rencontre est tou-

jours inférieure à celle que l’on pourrait ^ainsi prévoir.

Il semble ^à présent ^{tout à fait} improbable que le

plomb ^{ou l’hélium} puissent ^{être des} produits ^{de la} désagrégation du thorium.

Sloane physical laboratory. ^Décembre, 27, ^1906.

Traduit de l’anglais par A. LABORDE.

Sur le rayonnement ^secondaire

qui prend

lorsque

rayons 03B2

viennent

frapper

métalliques

Relations entre la vitesse des rayons primaires, l’épaisseur de la lame et l’intensité des rayons secondaires

Par P. DOBLER,

Laboratoire du professeur ^Paschen (Extrait du mémoire original par ^E. BAUER) ^3.

1. ^-- Introduction.

EU de temps après ^sa découverte des substances

P

frappe par leur rayonnement émet des rayons secondaires 4.

Plus tard, Paschen observa qu’une ^laine métallique

’1. DUNSTAN and BLAKF., ^{loc. cit.}

2. JouJ’n. Chim. Phys., III, 6,17, ’1905.

3. Annalen der Physik, ^t. 92, _p. 227, janvier 1907.

1,. Henri BECQUEREL, Mémoires de l’Académie, 46. p. 57. §9fi5.

mince, placée ^{sur le} chemin des rayons B, ^ne produit

pas d’olnbre : ^au contraire le rayonnement ^secondaire

renforce le rayonnelnent ^{total en} arrière de la lame1.

Il fit agir ^les rayons 8 ^{du radium sur une} plaque pho- tographique recouverte ^en partie par ^{une mince} bande de platine et trouva que le noircissement était plus

considérable sous le platine qu’aux ^endroits frappés

directement par les rayons B. ^{Ce travail,} entrepris

sur le conseil du professeur ^{Paschen, a} pour but de déterminer comment l’intensité du rayonnement ^en

t. P,srHEX. Physik Zeitschr.. 16. p. 502. 1904.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0190700403010301

arrière de la couche de platine dépend ^{de la vitesse}

des rayions 8 ^{et do} l’épaisseur du l’écran.

- IL ^- Dispositif expérimental.

Dans un champ magnétique ^{uniforme H, on} disperse

les rayons B ^{en un} spectre. Chaque espèce de rayon parcourt ^une trajectoire circulaire dont le rayon R ^est donné par la formule ^connue

La mesure de R permet de calculer la vitesse cor-

respondante ^au moyen des tables de Kaufmann (Gôt- tinger lVachrichten, 1901, p. 1). Pour obtenir un

Fig. 1.

spectre pur, Kauf

mann et Becquerel prennent ^comme

source de rayonne- ment un grain ^de

sel de radium A

( fig. 1); les rayons passent par ^un trou B percé ^dans

un écran et vien- nent ensuite frap-

per ^une plaque pho- tographique ^aux points Ci, C2, C3.

A et B étant fixes, ^les points C déterminent chacun

une circonférence dont on peut calculer le rayon.

Comme il s’agit ^ici de détcrminer les points d’égale

intensité dans le spectre ^{direct et le} spectre ^renforcé

(voir 6) ^{il est} important que les points correspon- dant à des rayons d’égale ^{vitesse soient en} ligne ^droite,

ce qui ^11’a pas lieu dans le dispositif ^de Becquerel, qui exige ^de plus ^des temps ^de pose considérables, ^{car on}

ne peut employer ^{duc très} peu de radium pour ^avoir

uu spectre pur. Il ^vaut donc mieux, ^au lieu d’une source

ponctuelle ^{et d’un trou dans l’écran,} employer ^deux

fentes parallèles. ^On peut ^{alors sc servir d’un} petit

tube de verre rempli ^{de radium et les} points d’égale

intensité se trouvent sur des parallèles ^aux fentes. Le

spectre, ^{il est} vrai, ^n’est pas absolument pur; mais l’incertitude qui ^{en résulte est} négligeable par rap-

port ^{aux autres erreurs.}

III. ^- Calcul du diamètre.

Deux dispositifs ^furent employés :

Dispositif I. ^- (Fig. 2). ^{- Le} plan ^{de la} plaque photographique ^{fait un} angle aigu ^{avec le} plan pas- sant par les 2 fentes A ^et B. Les rayons ^ne frappent

pas ^tous la plaque ^{sous le même} angle ; ^les plus ^déviés

ont une incidence plus rasaiite, les plns rapides ^sont

presque ^{normaux .}

Au point ^{E les} rayons ^non déviés viennent agir ^snr

la plaque. On connaît par constriietioii d=4,55 eH1.,

d1 = 2,20 cm.,

d2 = 593 ^{CIII. On}

mesure sur la pla-

que C ^{E = x.}

Ces données _per- mettent de calcu- ler R.

Dispositif ^{II. -} (Fig. 3). ^{- Pour}

éviter les erreurs

qui pourraient pro- venir des dinercn-

ces entre les angles

d’incidence des rayons ^et pour ^con-

Fig. ^2.

trôler les résultats donnés par le dispositif ^{1 on em-} ploya ^{une méthode} analogue ^{à celle de} Becquerel ^et

pour laquelle ^tous

les rayons coupent

à angle ^{droit la} pla-

que photographi-

que. A cet effet,

on place ^la plaque parallèlement ^{à la}

fente B et dans le

plan perpendicu-

laire au milieu de

Fig. 5.

A B. Ici les _{rayons y} ne viennent pas laisser de ^trace nette sur la plaque photographique, il faut donc que le bord de la plaque ^soit toujours ^{à la même distance}

du plan ^AB (2cm,25 ^dans l’appareil utilisé) pour pou- voir comparer les mesures sur les diverses plaques.

Le rayon de courbure ^est donné par la formule

(Cf. figure 5) ^{a était} égal à 1 centimètre.

IV. ^- Appareils.

Pour les _mesures, on se servit tantôt de 15 milli- grammes tantôt,

de 20 milliâram-

mes de bromure de radium pur ^ren- fcrmés dans deux

petits ^{tubes de}

verre mince. Le tube rempli ^{de sub-}

stance active est

placé ^{dans une rai-}

nure R creusée

Fig. 4.

dans un bloc de plomb ^{B et recouvert} d’une lame de

plomb ^B (fig. 4). Le bloc B est taillé de façon ^à

arrèter la plupart ^des rayons qui ^{ne vont} pas dans ^la direction de la fente.

Au-dessous du radium se trouve un écran duc

plonlh ^S, percé d’une fente C. L’écran a 2,5 ^ccmi-

Fig. ^5.

mètrcs d’épais-

seur et une lar- geur de 5, ^{1 centi-} mètres ; ^{il arrête} les rayons y les

plus pénétrants.

Pour arrêter les rayons ^secon- daires qui ^au-

raient pu être émis par l’écran

on place, ^parallè-

lement à celui-ci et à une distance d’un demi-centi-

mètre, ^une plaque ^{de laiton M.}

Les morceaux de plomb étaient fixés dans une boite

en bois, placée ^{entre les} pôles ^d’un électro-aimant de manière que ^le radium, ^{la fente et la} plaque photo- graphique ^{ftissent dans un} champ magnétique ^uni-

forme.

Les expériences furent faites dans la chambre noire,

la boîte était de plus enveloppée d’une étoffe noire.

La plaque photographique ^était placée ^{dans un}

châssis en bois et introduite dans la boîte par ^la

glissière ^F.

La figure ⁴ représente ^le dispositif ^en demi-gran-

deur :

Dans le dispositif ^II (fig. 5) la substance était pla-

cée au fond d’une boîte de plomb ^{B, dont les} pa- rois étaient épaisses ^{de 0,5} centimètre et larges ^de

5,5 centimètres . Le tout était t fixé dans une boîte

en bois.

V. ^- Mesure du champ magnétique.

Le champ magnétique ^était produit par ^un électro- aimant excité au moyen d’un batterie d’accumula- teurs. Les surfaces terminales des pôles ^{étaient des}

cercles de 8 centimètres de diamètre et leur distance était de 4 centimètres.

Des mesures faites avec une spirale de bismuth montrèrent que si, ^avant chaque expérience, ^{on a}

soin d’inverser plusieurs ^{fois le courant} pour détruire le magnétisme rémanent, ^le champ ^est parfaitement

défini par l’intensité du cou1-ant. ’

Il suefit alors de mesurer une fois pour ^toutes le

champ correspondant ^à chaque ^valeur de l’inten-

sité, ^au moyen d’un appareil ^{dû au} professeur ^Pas-

chen 1. Dans les expériences ultérieures la simple

mesure de l’intensité du courant permit ^{de déter-}

111iner H.

1. PASCHEN. Physik Z eitschl’., 6, p. 571. 1905.

VI. ^- Vitesse des rayons B ^{pour lesquels} l’absorption des rayons primaires ^est égale ^à l’émission des rayons secondaires par ^{la lame} de platine.

Si on a placé ^dans l’appareil ^llllc plaque photogra- phique ^non recouverte de platine, ^clle présente ^la

trace des rayons ^en deux endroits : on voit d’abord

une mince bande noire qui ^{traverse la} plaque ^et qui

est due aux rayons y du radium. Ce trait donne le

point ^{E de la} figure ^2.

Après ^un petit intervalle qui dépend ^de l’intensité du champ magnétique, ^la plaque ^est impressionnée

par le spectre des rayons 8. ^{Les traces} des rayons ^de même vitesse se trouvent ^sur des parallèles ^{au trait}

des rayons y.

Tous les rayons 6 n’ont pas la mème action sur la

plaque : ^la plus ^{faible est celle des} plus rapides ^et

des plus ^{lents, la} plus ^forte pour ^les plaques ^utilisées

est celle des rayons de ^{vitesse v =} g,6 ^{1010 centi-}

mètres : sec.

Si la plaque est recouverte en partie par ^{une mince} bande de platine ^de façon que ^tous les _rayons puissent

la frapper, ^{on constate} que, ^sous le platine, ^{l’action sur}

la plaque ^est plus considérable dans ^une certaine

région, ^moins considérable dans une autre qu’aux points ^non recouverts frappés par des rayons de ^même vitesse. On détermine alors la région ^où 1"intensité est

la même dans le spectre direct, ^{et dans le} spectre ^ren- forcé, c’est-à-dire ou l’absorption ^des rayons primaires

est justement égale ^à l’émission des rayons ^secon- daires. Pour déterminer cette région, ^on promène ^der-

rière la plaque ^{le filament} rectilignc ^d’une lampe ^à incandescence, jusqu’à ^ce qu’il semble également ^bril-

lant ^sur toute sa longueur. Cette détermination peut

se faire avec assez de précision. ^{On mesure la dis-}

tance de cette région ^{au trait} produit par les rayons y, ^ce qui permet de calculer le rayon de ^cour- bure de la trajectoire ^et la vitesse des rayons B ^cor- respondants. L’épaisseur ^de platine ^{traversée est}

d sin a, d étant l’épaisseur ^{de la lame, x} l’angle ^d’inci-

dence des rayons. On obtient ainsi le tableau suivant ;

Tableau A.

Les différences maxima entre les valeurs observées de RH et la valeur moyenne

sont de 4 à 5 pour 100.

Cependant ^{le verre aussi}

est le siège d’une émission de rayons secondaires. ^{Tout se} passe donc ^{comme si une très} mince couche de platine ^était

éfenduc à la surface de la pla-

que. C’est pourquoi il fut in- stitué une série d’expériences

où l’on couvrit toute la plaque

d’une feuille de platine ^sur laquelle ^on plaça ^{des bandes} d’épaisseur variable. Ce pro- cédé a de plus l’avantage d’empêcher les rayons ^secon- daires très absorbables émis par les parois de la boite

d’agir ^{sur la} gélatine (fig. 6).

On compare donc ^sur la

plaque ^deux spectres qui ^se

sont formés ^sous des épais-

seurs différentes de platine.

Comme tout à l’heure on

détermine les lignes d’égale

intensité dans les deux spec-

tres. yloici les résultats de ces déterminations :

Tableaux B, C et D.

Les résultats sont représentés par les courbes de la

Iigure ^{7 où l’on} porte l’épaisseur ^totale de la couche de platine ^{en abscisse et la vitesse} correspondante ^en

ordonnées. Les courbes correspondent ^{aux résultats}

des tableaux B, ^{C et D.}

Des mesures faites avec le dispositif ^{Il donnéreut des}

résultats concordants aux erreurs d’expérience près.

Fig. ^6.

VII. ^- Relations entre l’intensité du rayonne- ment, ^la vitesse des rayons B ^et l’épaisseur

de la couche traversée.

Une mesure approximative du noircissement des

plaques, ^ainsi que les résultats du ë ^VI pPrmettent ^de

déterminer graphiquement ^comment varie l’intensité du rayonnement ^avec l’épaisseur de la couche de pla-

tine et la vitesse des rayons 8.

Portons en abscisses l’épaisseur ^de platine ^traversée

Fig. 7,

(en p) ^{et en} ordonnées l’intensité 1 du rayonnement.

A chaque valeur de d et 1 correspond ^un point ^du plan. Attribuons u chacun de ces points ^{une cote} représentant la vitesse des rayons B qui ^{pour une} épaisseur égale ^{à son} abscisse donnent nn noircisse- ment du la placlue égal ^{à son ordonnée.}

Si on relie les points (Totale ^{vitesse au} moyen d’une courbe (analogue ^aux courbes de niveau d’une carte géo- graphique), ^on obtientdans lc plan un système de courbes (fig. 8). Ne furent utilises pour la construction que

Fig. 8.

les résultats inscrits aux tableaux B, C et D. Chacun des mesures donne deux points d’une des courbes.

L’allure générale ^ne dépend que très peu de l’éva- luation de l’intensité (qui ^{ne se fait} naturellement

qu’en valeur relative et d’une manière approximative).

VIII. ^- Conclusion.

Toutes ces courbes ^ont une allure caractéristique.

Elles s’élèvent d’abord rapidement, ^{restent un moment}

presque horizontales, puis s’abaissent lentement. La branche qui ^s’abaisse présente ^un point d’inflexion.

En admettant que l’absorption ^des rayons B ^{se fait} d’après ^{la loi e- rzd,}

(d ⁼ 1 épaisseur ^{de la couche} absorbante ; ^{x == cocf-}

ficient d’absorption), ^le professeur ^{Paschen a établi,}

pour le rayonnement secondaire donné par de minces couches de platine ^{la formule :}

où 8 représente ^le coefficients d’absorption des rayons secondaires.

Si on prend i petit par iapport à p ^{et si on dessine}

les courbes représentées par ^cette formule, ^{on obtient}

un système de courbes tout à fait analogue ^{à celui de}

la figure ^8.

La formule de Paschen représente bien les faits en

première approximation, ^{mais la} précision ^{des mesures}

ne permet pas de déterminer exactement A, ^a et B.

Théorie des

phénomènes

magnéto-optiques

Par Jean BECQUEREL,

Ingénieur ^des ponts ^et chaussées. Assistant au Muséum.

ANS une précédente étude, ^{on a vu} que certains

D

variables sous l’action d’un champ magnétique,

et que les ^autres phénomènes magnéto-optiques ^tels

que la biréfringence magnétique, ^{et la} polarisation

rotatoire magnétique ^{sont liés aux} modifications que subissent les bandes 1.

On peut ^rendre compte ^des principaux ^résultats expérimentaux par ^une généralisation ^{de la théorie}

que M. W. Voigt ^{a donnée} pour l’explication ^du phé-

nomène de Zeeman dans les corps isotropes présen-

tant des bandes d’absorption infiniment fines.

Dans le cas des cristaux, ^il faut tenir compte ^{de la}

variabilité des propriétés optiques ^{suivant l’orienta-}

tion de la vibration lumineuse à l’intérieur de la sub- stance. D’autre part, ^la largeur des bandes ne peut, ^en générale ^être négligée ^{dans un} corps solide 3.

1. Jean BECQUEREL. Radium, février 1907.

2. W. VOIGT. Wied. Ann. 6. (1899), page 346, ⁶ (1901),

page 784; ⁸ (1902), page 872.

5. Jean BECQUEREL, ^{C. Ii.} de l’Académie des Sciences, 19 novembre, 5, 10 et 24 décembre 1906. A l’époque ^où je ^fai-

sais cette généralisation ^{de ses anciennes théories, JI.} Voigt, ^de

son côté, ^sans que j’en ^{aie eu} connaissance, ^avait entropris ^le

Supposons ^{un cristal} traversé par ^un faisceau lu- mineux. Soient X, Y, Z; L, n, N, ^les composantes des forces électrique ^et magnétique ^{dont l’éther de-}

vient le siège ^a l’intérieur de la substance, ^{et dési-}

gnons par X, D, S ; L, M, N, ^les composantes ^des polarisations électrique ^et magnétique. ^La polarisation électrique ^{est la} résultante de deux vecteurs dont l’un X, Y, Z, est la force électrique, qui correspond ^à

l’éther libre, ^{et l’autre} Laeh, EDh, ESh, exprime ^l’effet

de la matière pondérable.

Chaque groupe de composantes Xh, fflh, Sh repré-

sente une force électrique engendrée par ^un ensemble d’électrons h de même nature capables ^{de mouve-}

ments propres. Nous appellerons ^{ces forces} polarisa-

tions partielles.

mème travail qui, ^{en décembre dernier, a} paru dans les Yach.

d. K. Gesell. d. Jr1SS. ^mu GoltÍ1lgen. tes résultats de M. Voigt présentés ^{sous une forme} différente, ^et plus généraux ^{sur cer-}

tains points, ^{sont très} concordants avec les résultats que j’ai pu- bliés dans les Comptes ^{rendus et} que j’expose ^{ici avec} plus de détails.