Les méthodes d'étude expérimentale de la transformation des rayons X et des rayons secondaires qui en résultent

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transformation des rayons X et des rayons secondaires qui en résultent

G. Sagnac

To cite this version:

G. Sagnac. Les méthodes d’étude expérimentale de la transformation des rayons X et des rayons secondaires qui en résultent. Radium (Paris), 1906, 3 (1), pp.9-18. �10.1051/radium:01906003010901�.

�jpa-00242164�

tent beaucoup plus longtemps ^ouvertes que celles qui

sont plus ^ou moins horizontales. Celles-ci sont rapide-

ment comblées par les débris de roches détachées du toit de la crevasse. Quant ^au rétrécissement des filon, métallifères dans le porphyre ^{il est} expliqué par la résistance plus grande qu’offre ^cette roche massive _et

compacte ^{à la} production ^de larges fentes, que celle des schistes.

Dans les micaschistes doux de Joachimsthal., ^les

filons sont plus minéralisés que dans les micaschistes riches ^en quartz, durs, compacts, ^ne donnant que que des ^cassures de peu d’étendue.

Je rappellerai, ^{en outre,} que tandis que les filons nord-sud vont en s’enrichissant ^en profondeur, ^les

filons est-ouest deviennent rapidement stériles dans les niveaux inférieurs et, par conséquent, ^ne contiennent

jamais ^d’uranium puisque ^{celui-ci ne se trouve} qu’en profondeur.

L’absence d’uranium dans les mines d’Abertham au

nord-ouest de Joachimsthal, dans celles du nord-est

(Sch5nerz ^et Reichgeschied, près ^de Gottesgab) ^tient probablement ^{à ce} qu’elles ^sont placées ^{à une altitude}

située au-dessus du niveau de formation de la pechu-

rane.

Il existe un autre fait ren1arquable, ^{observé dans} quelques ^{filons de} Joachimsthal, ^la pechurane ^est peu abondante ^au contact ou au voisinage des couches de calcaire cristallin, ^alors que les minerais d’argent s’y

concentrent.

Quant ^à l’àge ^des dépôts de la formation cobalto-

argentifère, ^{Müller a admis} qu’ils ^étaient tertiaires,

mai· Dalmer pense qu’ils ^sont beaucoup plus ^anciens

et il se base surtout sur le fait que, beaucoup ^{de mi-}

néraux des mines de la partie occidentale de l’Erzge- birge ^{ont subi des} métamorphoses qui ^{ont demandé}

pour ^se produire ^une longue période ^de temps. ^Aussi

Dalmer croit qu’entre ^{la venue} de minerais anciens

(dépôts stannifères et plombo-siliceux) ^et les formations

postérieures ^il n’y ^a pas ^une grande différence d’âge.

La pechurane paraît ^être le minéral primitif ^de

l’uranium. M. d’Andrimont a émis, ^avec beaucoup ^de réserve, l’hypothèse peu probable que ^ce corps ^se trouvait primitivement ^à l’état de carbonate qui, ^en agissant ^{sur le mica} magnésien ^des micaschistes en-

caissants, ^a donné naissance à la dolomie accompagnant

toujours ^{l’uranc. MM. J.} Stèp ^{et Becke se basant sur}

le f’ait que la pechblende ^est toujours ^{associée au} quartz ^{et à} la dolomie et qile les camposés ^d’uranium

sont très solubles dans les eaux chargées d’acide carbo-

nique, ^{ce sont ces dernières} qui ^{ont amené des} pro- fondeurs les trois minéraux à la surface.

Tous les gisements d’uranc de l’ouest de l’Erzge- birge (Joachimsthal, Johanngeorgenstadt, Schneeberg, Annaberg, etc.) ^{sont en relation avec} des filons de

porphyre dépendant du massif de l’Eibenstock-Neudeck,

aussi pour expliquer ^{la venue de} l’uranium, ^{dont le}

poids atomique ^{est très élevé, MM. J.} Stèp ^{et Becke}

admettent qu’à l’époque ^{de ces} intrusions, il y ^{a eu com-}

munication entre les parties ^{de la} lithosphère ^donnant

naissance à ces dernières et les couches très profondes

de 1 intérieur de la terre contenant ce métal devenu très précieux

Les méthodes d’étude expérimentale

de la transformation des rayons X

et des rayons secondaires qui ^{en résultent}

Par G. SAGNAC,

Professeur chargé ^{de cours à} la Faculté des Sciences de Paris.

J’AI montré’ que chaque élément de matière placé

sur le trajet ^des rayons X ^{émet en tous sens des}

rayons ionisants qui déchargent ^les corps ^élec- trisés, impressionnent ^les couches sensibles photogra-

1. G. SAGNAc. Comptes ^j’endus. 1897, ^t. CXXV. pp. 168, 250, 942; 1898, t. ^CXXYI. pp. 36, iG7. 521. 887. t. CXXVII. p. ib;

1899. t. CXXVIU. _pp. 500.346: 1900. t. CXXX, pp. 320, ^1013.

Éclairage électrique, t. ^XIII. 1897, p. ^{531: t.} XIV. 1808.

p. 456: lor., cit. p. 509 ; loc. cit. ; p. ^{547 : t.} XVII. 1899. p. 41 ^et t. XIX. 1899, _{p. 201.}

Journ. de Phys.. t. YIII. 1899. _{pp. 63.} 333. 644 : t. B.1901.

p. 669 et t. I, 1902. p. ^15.

De l’optique ^des rayons X ^{et des} j’ayons secondaires qui ^en

dérivent (Paris. Gautliier-Villars. 1900, in-8°, ¹⁶⁶ _{pages .}

phiqucs, illuminent les écrans au platinoevaiiure ^de baryum.

J’ai appelé ^ces radiations rayons secondaires des rayons X. Les rayons secondaires, ^en rencontrant la

matière, ^{excitent à leur tour} des rayons tertiaires,

et ainsi de suite.

Si la matière que rencontrent les rayons B renferme certains éléments ^en particulier ^du platine ^{ou du} plomb, ^{du nickel ou} du fer. du zinc, du cuivre... et, d’une manière générale. des éléments chimiques ^de

1. A. D’ANDRIMONT. Ann. de la Soc. géol. de Belgique. ^Liége.

t. P. B-91, 1904,

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01906003010901

poids atomique suffisamment élevé, soit purs, soit

mélangés ^{ou combinés avec d’autres éléments, les}

rayons secondaires émis ^sont beaucoup plus ^absor-

bables _{que lcs} rayons X générateurs ^et renferment des

radiations, ^en grande partie arrêtées par ^un millimètre d’air a une atmosphère, qui n’existent pas ^dans le faisceau complexe ^des rayons X excitateurs. Dans ce cas au moins, lcs rayons secondaires ne résultent pas d’une diffusion élective des rayons X, ^{mais d’une trans-} formation des rayons ^{X. Je mc} propose ^{de réunir} dans cette note les diverse méthodes _{que l’on} peut ^em-

ployer pour démontrer cette transformation des rayons X.

Je laisserai de côté les détails d’expérience, ^sauf pour les recherches que je n’ai pas déjà publiées.

J’exposerai : ^{1° Les} méthodes fondées sur l’étude de la transmission des rayons. ^Bien qu’on ^{ne les ait} point systématiquement employées ^en optique, ^elles

ne sont pas particulières ^{aux rayons X et elles peu-}

vent servir en l’absence d’un spectroscope ^{à montrer} la transformation de radiations qnelconques;

2° Les méthodes qui utilisent ^{la nature} cathodique

d’une partie des rayons secondaires (électrisation néga- tive, dédoublement dans le champ magnétique ^en

rayons déviables ^et rayons ^non déviables).

1.

Diffusion élective et transformation.

Les physiciens qui ^ont, après ^moi, étudié la trans- formation des rayons ^{X oiit souvent cru observer cette} transformation en comparant silnplemcnt ^{la transmis-}

sion des rayons X ^{et celle de leurs} rayons ^secon- daires à travers la même lame, ^{sous la même inci-} dence. Cette méthode ne perl11et ^{pas, en} général, ^de distinguer ^entre la transformation d’une radiation et

sa diffusion élective1. De méme, ^en optique, ^{de fines}

fumées ou certains précipités ^{formés de} grains ^ultra- microscopiques, ^éclairés par ^une lumière blanche, _peu-

vent diffuser, ^{sans les} transformer, des rayons ^lumi- neuf, surtout bleus et violets (bleu ^de Tyndalll ; cependant ^{une lame de verre de couleur} orangée qui,

sous l’incidence normale, ^{est encore très} transparente pour la lumière blanche incidente, ^{se montre beau-}

coup moins transparente, ^{sous la même} incidence, pour la lumière ^bleue ditrusée ^sans transformation. La

1. A plus ^{forte raison,} n’étudic-t-on pas vraiment la transfor- mation des rayons X lorsqu’on ^{sc contente} de comparer les ^ac- tivités des rayons secondaires de divers métaux, ^en comparant, par exemple, les vitesses de décharge ^d’un électroscope qui ^les recuit.

J’ai d’ailleurs insiste (Comptes rendus. ^{t. CXXVIII.} p.346, 1899 :

De l’optique des rayons X, _pp. 84-1(0) ^{sur la} complexité ^{de si-} gnification ^des comparaisons ^{ainsi faites,} lorsqu’on ^{ne tient} pa;

compte ^de l’absorption des rayons secondaires par ^{l’air atmu-}

sphérique qu’ils ^{doivent traver ser avant d’entrer dans} la cage de

l’électroscope. En faisant varier simplement 1’épaisseur ^{de cette}

couclie d’air, ^on houlever:e complètement ^l’ordre d’activité se-

condaire des rliverq corps. Ainsi, le fer ^et le nickcl sont moins actifs que ^le plomb, ^si 1 épaisseur d’air absorbante est suf6sam- ment réduite, tandis que ^c’est le contraire si l’épaisseur ^d’air

est assez grande.

méthode que je critique ^ferait donc, ^en principe, ^con-

fondre la dissémination qui produit ^{le bleu de} Tyn-

dall suivant un lnécanisn1e de pure diffusion élective,

et un phénomène ^tout diflërent : la transformation des radiations incidentes ^en radiations de longueurs

d’onde différentes comme dans la luminescence de la fluorescéine, par exemple. Une telle confusion est

impossible ^{avec les méthodes} que j’ai employées ^et

que je vais décrire.

2.

Principe ^de la méthode .de l’ordre des transmissions1.

Pour distinguer ^{entre une diffu-}

sion élective et une transformation de radiations sans

avoir recours à des expériences ^autres que des ^trans- missions, je m’appuie ^sur la remarque suivante : puis-

que ; dans une diffusion élective, ^{rien ne} peut ^distin- guer ^entre les radiations diffusées et une partie ^des

radiations incidentes, ^{il doit être} indifférent de faire subir ^une transmission à ces radiations avant ou

après la diffusion

Inversement si l’ordre des transmissions influe sur

l’intensité ou la nature des rayons disséminés, ^{il faut}

conclure _que la dissélnination n’est pas ^une simple

diffusion élective, ; ^{elle est} certainement accompagnée

d’une transforlnation.

3. 2013Forme principale ^{de la méthode de l’ordre}

des transmissions. - J’étudie uniquement l’intensité des _rayons disséminés, ^{isolés des} rayons incidents; je place ^une lame d’abord ^sur le trajet ^des rayons inci-

dents, puis, je ^la transporte ^{sur le} trajet des rayons disséminés en opérant dans les deux cas de façon

que la lame soit traversée normalement par les rayons; si l’intensité des rayons disséminés n’est pas la même dans les deux _cas, c’est que les rayons dissé- minés sont, ^{en totalité ou en} partie, formés de rayons transformés ^et _{que la} transformation a altéré la transmissibilité des radiations.

Pour plus ^{de clarté,} considérons d’abord le cas de la dissémination de la lumière :

Soit ^{un vase} d’eau M (fig. 1) ^où nous avons jeté ^de

la fluorescéine. Exposée à la lumière du soleil, ^{la fluo-}

rescéine répandue dans l’eau dissémine de la lumière

verte. Devant le vase d’eau et du côté du soleil, pla-

çons ^une lame de verre bleu AA. La fluorescéine continue â disséminer de la lumière verte encore très vive. Mais si la même lame de verre bleu est trans-

portée ^{entre l’0153il et le vase en A’A’} (fig. 2j ^{de manière}

à être traversée maintenant par les rayons disséminés,

la fluorescéine ahparaît presque noire. Ainsi il n’est pas indifférent de placer ^{le même verre sur le} trajct

des rayons ^{incidents ou sur celui des} rayons disséminés.

La fluorescéine a donc transformé la lumière solaire.

1. 6. S Comptes rendus, ^t. CXXV, p. 942, 1897;

t. CXXYL _p. 467, 1898. Journal de Physique (5’, ^{t. VIII,}

p. 69, ^{février 1899. De} l’optique des rayons X, p. ^{31. etc.}

Cette démonstration est indépendante ^{de la} complexité

des radiations ; le bleu dont il est parlé n’a pas besoin d’être exempt ^{de yert. Même on} peut ^ne plus parler

de bleu, ^{de vert,} imaginer que l’oeil ^est incapable ^de

Fig. ^1.

distinguer ^{les couleurs, ou bien} qu’il ^est remplacé ^par

une pile thcrmoélectriquc ^{ou un bolométre} capable d’apprécier seulement l’intensité des radiations _reçues;

la démonstration subsiste entièrement. Une expérience

du même genre, répétée ^{dans le cas} d’une diffusion élective, ^{donnerait un résultat} négatif, quelle que fùt la couleur de la lallle de vcrre ou de l’écran servant à la transmission.

Il me suffira maintenant, pour faire comprendre l’application de la méthode aux rayons X, de dire que l’on peut ^étudier qualitativement l’intensité des rayons X

à l’aide de la plaque photographique, ^{ou d’un écran}

Fig. ^2.

luminescent, ^{ou en} utilisant Faction ionisante. D’où trois foriiies différentes de la même méthode. Je lacs ai employées ^toutes les trois Je Ille con Lente de repro- duire ici, ^{avec une} légende explicative, ^la figure 3, qui représente schématiquement ^{l’un des} dispositifs que

j’ai employés ^en utilisant l’action Ionisante des rayons S.

Pour les détails d’expérience, l’influence de 1 al-

sorption des rayons secondaires par l’air atmosphé- rique ^{et les divers} résultats, je renvoie à mes publi-

cations antérieures1.

i. De l’optique ^des rayons X, pp. 52-106.

Le dispositif ^{de la figure 3 permet} détudier les rayons secondaires S que la lame L ^émet du côté oil elle reçoit ^les rayons X. En donnant à la même lame la position ^{eh au lieu de} gh ^{on reçoit dans} l’électroscope

Fig. 5.

1, ^lamp l’octn, ^source des rayons X.

E1 E1,’ £2 E,, ^{écr ans de} plomb qui limitent le faisceau de rayons X issu dr 1.

E’ E’(1 E’, £’2’ ^{écrans de} plomb qui limitent le fai...cpau de rayons secondaires utilisable.

M, espace commun aux deux faisceaux.

LL, lame qui reç oit ^les rayons X ^et émet de, _rayons secondaires S.

C, cage ^d’un électroscope qui reçoit ^les rayons S par l’ouverture a’ b’

de l’écran de plomh E’1 E’1.

B. t. f, ^{boutou. tige et feuille ou} d’alumininm[battu. qui forment

ir conducteur électisé.

DD, support isolant du co nducteur B t f.

AA, première position ^{de la lame} auxiliaire (ébonite. mica, parar- fine, etc.), Ivlacée ^{sur le} trajet ^{des rayons} X. Première experience 1 secondes, durée nécessaire pour ^une decharge determinée de Blf.

A’ A’, ^seconde position (le la même lame auxiliaire, placée ^mainte-

nant sur le trajet des rayons S. Seconde experience: secondes durée

nécessaire pour la mmle dec harge entre les mêmes positions ^extrêmes

de la feuille f. Résultat : l’>l. (Le nombre c= t’-t t est le coefficient

de transformation qui caractérise la transformation dans les conditions de l’expérience. La valeur du coeffïcient c augmente ^avec l’epaisseur de la laitie auxiliaire AA. Elle augmente quand l’epaisseur ^dans qui sépare LI lame LL de l’entrée a’ b’ l’électroscope ^diminue.

les rayons secondaires que ^cette lame dissémine au

delà de la face de sortie des rayons X.

Rigoureusement ^la méthode suppose que la lame auxiliaire A ne dissémine pas ^{et ne} transforme pas les rayons qu’elle ^{reçoit. Dans le cas} des rayons X, il ^est

impossible ^de supprimer ^cette dissémination : la lame auxiliaire émet des rayons secondaires dans la position AA, des rayons tertiaires dans la position A’ A’. ^Un s’arrange pour que l’influence de ces rayons soit faible dans les deux cas.

4.

Cas de la transformation _par un couple

de lames superposées.

La hune auBiliaire AA du

dispositif ^{de la} lig. 5 ^est suppose maintenant recou-

Brir la lame l, ou être recouverte par 1,. de ^sorte (lue maintenant les _rayons secondaires émis par 1 doivent ^l’Il

général influer. Si ces rayons secondaires ^ne donnaient

pas de rayons tertiaires ^sur lat lame 1,. l de même les

rayons secondaires de L ^ne donnaient _pas de ^rayons

tertiaires sur la lame A, ^on pourrait dire : soit dans

une preruiëre expérience ^le couple de lames traversé par les rayons X dans l’ordre AL (fig. 4); ^{soit dans une}

secon le expérience ^le couple ^{de lames} traversé par les rayons ^X dans l’ordre LA’ (ng. 5). ^{Dans les deux cas}

on étudie l’intensité des rayons secondaires ^{S émis}

Fig. 4.

dans une méme direction symétrique de la direction des rayons X incidents par rapport ^au plan ^{des deux}

lames parallèles superposées. Alors les rayons S ^tra-

versent les lames sous les mêmes épaisseurs que les rayons ^X et, s’il n’y avait pas changement ^{de transmis-}

Fig. 5.

sibilité des rayons par transformation, ^{il devrait être} indifférent de placer ^le couple ^{de lames dans l’ordre}

AL ou de le retourner face pour face dans l’ordre LA’.

Si donc ^ce retournement influe sur l’intensité des rayons S émis par le couple, ^c’est qu*il y ^a transfor- mation par l’une des deux lames du couple ^ou par toutes les deux.

L’influence des rayons tertiaires peut rendre l’inter-

prétation des résultats plus complexe. ^Il y ^a intérêt à choisir l’une A des deux lames d’une matière, qui ^dis-

sémine relativement très peu les rayons X employés, ^et

les rayons secondaires de la lame L avec laquelle ^elle

est associée. C’est d’ailleurs dans ^ces conditions _que la sensibilité de la n1éthode est le plus grande ; ^{on voit,}

en effet, que plus les lames A et L différent dans leur mode d’action sur les rayons X, plus ^{doit être}

sensible l’influence de l’ordre des deux lames sur la

dissémination des rayons X ; ^la méthode est, ^en quel-

que sorte, différentielle.

Les dispositifs figurés schématiquement (fig. ^{4 et} 5)

utilisent seulement les rayons secondaires Sdisséminés

au delà de la face de sortie des rayons ^{X. Il} importe

de _remarquer qu’on ^ne peut pas rechercher la trans-

formation en utilisant de même les rayons secondaires disséminés du côté par lequel arrivent les rayons X.

Supposons, ^{en effet,} qu’on reçoive ^{dans un} récepteur,

tel qu’un électroscope, ^un faisceau de rayons ^secon- daires allant de gauche ^à droite suivant les flèches

pointillées ^des fig. ^{4 et} 5. On voit que, dans l’expé-

riellce de la fig. ^4, les rayons secondaires que L envoie

vers la droite sont transniis par A, ^{mais les} rayons X

incidents sont aussi transmis par A. ^Au contraire,

dans l’expérience ^{de la} fige ^{5, ni les} rayons secondaires de L, ⁿⁱ les rayons ^X qui ^{les excitent ne sont transmis}

par A; les rayons secondaires de ^{L sont donc} plus

intenses dans la seconde expérience que dans ^la pre- mière, ^{même s’ils résultent d’une} simple ^diffusion

élective sans transformation, ^{et il} pourra ^en être de même des rayons secondaires du couple ^{AL si les}

rayons secondaires de ^{L sont} notablement plus ^intenses

que ^ceux de A. On voit, ^encore plus simplement, ^dans

le cas particulier ^où L serait très opaque ^aux rayons X,

que A’ ^ne jouerait plus ^{aucun rôle dans la seconde} expérience ^et que, l’influence des rayons tertiaires misc à part, ^{on se hornerait à} comparer l’intensité des rayons secondaires ^émis par A ^et celle des rayons secondaires émis par L, ^ce qui ^{n’a aucun} rapport ^avec

la recherche d’une transformation des rayons X.

5. - Cas particulier : transparence apparente d’un couple ^{de lames} superposées.

Reprenons

Fig. ^6. _Fig. 7.

les expériences ^des fige ^{4 et 5, dans le cas} particu-

lier où les lames A et L sont perpendiculaires ^aux

rayons X. Les ^rayons secondaires S sont maintenant de même direction _{que les} rayons X et, par suite, ^mé-

langés ^{avec eux.} Les nouvelles expériences correspon-

dent ^aux schénias des fig. 6 ^{et 7.} 60n étudie l’inten-

sité du faisceau de rayons X ^transmis mélangé ^avec

les rayons secondaires de même direction. C’est ce

qu’on peut appeler l’étude de la transparence appa- rente du couple AL. Avec les mèmes réserves relatiBes à l’émission de rayons tertiaires, ^on peut dire que si l’ordre des deux lames (AL ^ou L.A’) ^{int1ue sur la trans-}

parence du couple, ^{il y a} transformation des ravons X

par 1 une des deux lames ^ou par ^toutes les deux 1.

Il est évident que ^cette méthode est moins sensible,

en principe, que les précédentes, puisquc ^la partic

variable de l’effet observé, ^{à savoir} 1 intensité des rayons secondaires, ^n’est plus qu’une partie ^{de l’effet}

total. Mais la simplicité ^du dispositif le rend intéres- sant.

Dans le ^cas les rayons secondaires très absorbables par l’air, Finftucnce de l’ordre des lames sur la trans- parence apparente ^du couple augmente ^{très vite} quand

on diminue la distance entre le couple ^{de lames et le} récepteur ^des rayons.

On peut réduire le dispositif ^{à une très} grande ^sinl- plicité ^{et éviter le} plus possible l’absorption par l’air :

on place ^le couple ^{AL des}

lames contre le récepteur,

sans intervalle. Par exem-

ple, les deux feuilles sont

appliquées ^{contre la sur-}

face sensible d’une plaque

Fig. ^8. photographique ( fig. 8)

Fig. 8. dans l’ordre AL, ^{et à côté}

un second couple identique

est disposé dans l’ordre L’A’ de façon que les ^trans- parences apparentes ^{des deux} couples ^sont comparées

en une seule expérience par les impressions inégales

des deux plages contiguës qu’ils recouvrent sur la même couche sensible 2.

On peut ^aussi employer ^le couple ^{AL colnme} paroi

d’un électroscope ^et étudier la vitesse de décharge ^de l’électroscope quand les rayons X y pénètrent ^{à tra-}

vers AL, puis ^{retourner le} couple dans l’ordre inverse LA’ et comparer les deux vitesses de décharge3.

L’interprétation des résultats devient délicate quand

on n’isole pas ^un pinceau de rayons secondaires dans la direction normale aux faces des lames. Malheureu- sement cet isolement de rayons devient de plus ^en plus

difficile à mesure que le couple ^{de lames se} rapproche

du récepteur des rayons.

Voici un exemple ^{relatif à une} lame L de zinc

(épaisseur : 0mm, 05) associée à une lan1e A d’alumi- nium (épaisseur : 0mm,33). L électroscope ^recevrait

les rayons X et les rayons S ^{à travers une} mince feuille d’aluminium (épaisseur : 3 ^microns) qui ^for-

mait l’une des parois ^{de sa} cage. ^On enlevait cette feuille lorsque ^le couple AL des deux lames était placé

1. G. SAGNAC. Compte.., ^{rendus. t.} CXXV, p, 230, 1897 ;

t. CXXVI. _p. 467 et p. 887. 1898. De l’optique des rayons X,

p. 114.

2. G. SAGNAC. Comptes ^{rendus. t.} LB.BB’, p. 230, 1897.

3. G. SAGNAC. Comptes ^{rendus. t.} CXXVI, p. ^887. 1898.

contre la _cage de l’électroscope ^{et en} furmait ainsi la paroi ^{(d=0 dans} le tableau suivant) La distance centre le couple ^{AL et la} paroi d’aluminium battu de l’électroscope ^{allant en} augmentant, l’influence de l’ordre des deux lames du couple ^{sur leur} tranSp3-

rence apparente ^{Na en diminuant comme} le montre le tableau suivant oû x désigne ^le rapport des vitesses de décharge ^de l’électroscope obtenues successivement

en plaçant ^{la lamc} d’aluminium ^vers la source des

rayons X ^(ordre AL)) ^{ou bien vers} l’électroscope, ^sur

le trajet des rayons S (ordre LA’).

Dans ces expériences, la lame d’aluminium placée

en A’ arrête la plus grande partie ^des rayons S ^émis

par la lame de zinc L ^et ellc n’émet que des rayons secondaires beaucoup moins actifs que ^ceux du zinc.

L’influence de la distance vient de ^ce qu’une partie ^de plus ^en plus grande ^des rayons S passe ^en dehors de

l’électroscope quand ^on éloigne ^le couple ^{AL et aussi}

de ce que les rayons S qui pénètrent ^{encore dans} l’électroscope j- ^arrivent après avoir subi une absorp-

tion de plus ^en plus grande ^dans l’épaisseur d’air crois- sante qui ^{les en} sépare.

Les rayons ^X en1ployés étaient tels que la lame de zinc placée normalement sur leur trajet, ^{loin de} l’électroscope, réduisait à 0,1 la vitesse de décharge

de l’électroscope; ^autrement dit le coefficient vrai de transmission des rayons X employés, ^{à travers} 0mm,05 de zinc était 0,1.

Après ^{moi, Roïti 1 a} étudié l’influence de l’ordre d’un système ^{de lames sur la} transparence apparente

du système ^{en observant la} luminescence d’un écran

au platinocyanurc ^de baryum. Cette étude n’a pu être (me qualitative, ^lc phénomène ^étant beaucoup ^moins marqué ^avec l’écran luminescent qu’avec l’électroscope

ou la plaque photographique. ^{J’ai observé, d’ullc Ina-}

nière générale, que l’activité des rayons S relative- ment à celle des rayons X qui ^les produisent est ^beau-

coup plus importante ^{si on l’ftudie avec un électro-}

scope ^{ou une} plaque photographique que si ^on l’étudie

avec un écran luminescent.

Depuis que j’ai employé ^cette Inetlloâe pour les rayons X, elle a été appliquée ^à l’étude de la transfor- mation d’autres radiations, ^en particulier des rayons 03B1 du polonium 1.

6.

Rayons secondaires très absorbables.

2013Quand la transformation des rayons X ^{est suffisam-}

ment profonde, ^{il n’est plu,} indispensable pour ^en affirmer l’existence dt-’ reconnaître sous une des formes

1. Rendiconli d. n. trcad. dei lancet. t. VII. p. 89,

26 fevrier 1898.

2. Mme (’uRiF-. TIÙ-,se de Doctorat Paris, Gauthier-Villars.

1903, _p. 8;) ,

indiquées, l’innuence de 1 ordre des transmissions. Il suffit alors de remarquer que les rayons secondaires émis par ^le plomb ^{ou le} platine, ^{l’étain, le nickel ou}

le fer, ^le zinc, etc., ^ont leur action photographique,

ou leur action ionisante sur les gaz, considérablement affaiblies après ^un trajet d’un millimètre dans l’atmo-

sphère, ^tandis qu’au voisinage ^{immédiat du} 111étal,

ces actions sont comparables ^{à celles des} rayons X

incidents ^ou mêmc beaucoup plus ^intenses1.

Il peut arriver même que des rayons X (ou ^des

rayons secondaires) ^soient trop peu absorbables _pour

impressionner ^un récepteur ^{et soient décelés} cepen- dant par les rayons secondaires (ou tertiaires) ^trans- formés, ^et beaucoup plus absorbables, qu’ils ^excitent

en rencontrant certains métaux. J’en ai cité des

exemples ^{dans mes} publications antérieures en étu- diant la production des rayons tertia ires 2.

7.

Émission secondaire et radioactivité.

La transformation des rayons X par les gros ^atomes fournit (§ 6) ^des phénomènes ^apparents d’élnission

spontanée qui font penser ^aux phénomènes de radioac- tivité de l’uranium ou du radium. Justement, ^l’une des hypothèses émises, pour expliquer l’origine ^{de l’éner-} gie ^fournie par les corps radioactifs, ^{consiste à admettre}

quc l’espace ^{est traversé} par ^un rayonncment ^inconnu

capable ^{de traverser la} plupart des corps ^sans que que ^nous puissions ^nous apercevoir d’aucun effct

notable ; par exception les gros ^atomes particuliers, qui constituent les corps radioactifs, transformeraient

sur place ^une partie ^de l’énergie ^{de ce} rayonnement

inconnu vis-à-vis duquel ^{ils se} comporteraient ^un peu

comme les atomes de plomb, ^de platine, ^{etc., sc com-}

portent ^{vis-a-vis des} rayons X ^très pénétrants (Mme Curie). ^La désintégration ^{dcs atomes radioac-}

tifs n’a rien de contradictoirc, je pense, ^avec l’hypo-

thèse précédente ; ^on peut ^{très bien la} supposer pro-

voquée par le rayonnement inconnu 3; d’ailleurs, ^les rayons X désintègrent ^{les atomes dans ce sens} qu’ils

leur font émettre des électrons (P. Curic et G. Sagnac) ;

seulement la désintégration ^n’est pas définitive ^comme eUe semble l’éire pour les ^atomes radioaclifs. On a

voulu encore ruiner l’hypothèse ^en question ^{en disant} qu’il ^{est peu} philosophique d’imaginer ^un rayonne-

ment inconnu, qui ^nous échappe, ^pour expliquer ^des

effets qui ^{ont leur} siège ^{évident sur} ces atomes radio- actifs. Mais si nous poussons ^cette objection ^{à l’ex-} trèmc, ^nous dcvons dire que les vibrations lumineuses

ou électromagnétiques ^{n’ont aucune existence en de-}

hors de la source qui ^{les émet et du} corps matériel

qui ^{les reçoit} puisqu’elles ^ne produisent ^{aucun effet}

1. G. SAGNAC. Comptes ^{rendus, 1.} CXXV, p. 230, 18U7;

t. CBXVIt,p, 46, ^1898.

2. G. SAGNAC. Société française ^de physique, ^{IBn7, fin} l’op- tique des rayons X, Paris, Gauthier-Villars. 1900, _p, 60.

3. Notre mnnh’rc dr B uil’ s’accorde hica avec cclle que )1. Debierne a cBposju ^en janvier ¹⁹⁰⁴ Rev. ^{Gén. de} Sc.)

observable dans le vide et que ^nous les connaissons seulement par leur action sur la matière ; ^{alors nous} supprimerions ^la conception de l’éther lumineux

comme antiphilosophique. ^On peut ^bien décrire les

phénomèncs ^{lumineux sans} parler ^{de l’éther; mais ce}

n’est pas ^une description satisfaisante des phénomènes

lumineux _{que l’on} peut présenter ^{ainsi ;} il y manque la satisfaction _que nous avons pris l’habitude d’éprou-

ver quand nous avons éliniiné les actions à distance,

exercées sans aucun intermédiaire. _{Tant que} nous ne

voudrons pas ^{renoncer à cette} satisfaction, l’llypothèse, d’après laquelle les corpsradioactifs emprunteraient ^leur énergie ^{à un} milieu ambiant qui ^{existe encore dans le}

vide, ^{sera tout} aussi intéressante à conserver que l’hy- pothèse de l’éther lumineux. Sous cette forme plus générale, l’explication de la radioactivité se montre-

rait liée à l’hypothèse ^{d’un réservoir} d’énergie qui remplirait ^tout l’univers. Il me semblerait philoso- phique d’admettre que ^{ce réservoir} d’énergie qui

aurait son siège dans les espaces interplanétaires ^et

intersidéraux serait l’origine ^de l’énergie ^de gravita-

tion des astres et de toutes les énergies de l’univers.

La radiation lumineuse du soleil ^ou d’une étoile serait elle-même entretenue par l’énergie indéfinie de l’es- pace intersidéral; ^{le soleil ne serait} qu’une petite région de discontinuité du réservoir général d’énergie,

un peu ^{comme un trou} percé ^{dans la} paroi ^d’un

immense réservoir d’eau. Un atome radioactif serait

un diminutif du soleil comme un petit ^trou percé ^dans

la paroi ^{du réservoir} d’énergie de l’univers.

Au cot1trairc, ^si l’on voulaitvoir la source de l’éner-

gie dans ^l’atome radioactif lui-même, ^{on en revien-} drait à la conception ^{ancienne des} points ^sources qui, malgré ^son J Ôle brillant à l’époque ^de Laplace, ^de

Coulomb, semble bien avoir aujourd’hui épuisé ^toute

sa fertilité et fut déjà ^{dénoncée comme} insuffisante par ^Newton lui-même.

8.

Expériences ^{dans les} gaz ^raréfiés.

"ai monté par diverses expériences que le faisceau ^secon- daire émis même par ^un métal pur ^est toujours ^fort complexe; ^sa transmissibilité est d’autant plus grande qu’il ^{a été} plus affaibli par des transmissions ^anté- rieures; ^{il en était du moins} ainsi dans toutes mes

expériences; ^cette propriété ^est comparable ^{a celle}

que MM. Benoist ^et HurIDuzescu 1 ont reconnue pour ^les rayons ^X. Si le récepteur n’est pas tout contre la source

des rayons secondaires, ^l’air intermédiaire supprime

dans le faisceau secondaire les _rayons les plus ^absor- bables, qui ^{sont les} plus intéressants à étudier comme

le plus différents des rayons X. La transformation la

plus profonde ^des rayons ^X échappe ^{alors à l’observa-}

tion. Si, ^au contraire, ^le récepteur ^{touche la source}

de rayons secondaires, ^colnme dans certaines de mes

1. BENOIST et HURMUZESCU. Comptes ^{rendus, t. CXXVII,} p. 235,

1896. Le fait a été retrouvé ensuite par Iioïti ^et par Rüntgcn.

expériences, ^on éprouve ^certaines difficultés pour in-

terpréter ^les résultats, parce que Ion n’opère plus ^sur

un faisceau de rayons secondaires de direction défi- nie.

J’ai ainsi été conduit à maintenir, entre la source

de ra-ons S et le récepteur, ^une distance suffisante pour poumoir, ^au moyen d*écrans convenables, définir

un pinceau ^de rayons S, mais au lieu d’opérer ^dans l’atmosphère, j’ai enlevé l’air dans la région qui sépare

la source de rayons S ^{et le} récepteur.

I. J’ai opéré ^en prenant pour récepteur l’air de la cage d’un électroscope ^dans laquelle les ravons ^secon- daires ionisants ^entrent à travers une très mince feuille de collodion (épaisseur 5 microns) ^soutenue par

une toile métallique; ^{cette feuille est} nécessaire pour

séparer ^{l’air de la} cage, à la pression atmosphérique,

et l’air extérieur que je raréfie pour diminuer l’absorp-

tion des rayons S qui y naissent ^et s’y propagent. A

mesure que la raréfaction de l’air extérieur augmente,

la vitesse de décharge ^de l’électroscope augmente ^1.

Entre le centre de la source des rayons S (miroir ^de platine placé dans l’air raréfié) ^et l’air de l’électro- scope ionisé par les rayons S, il y avait trois microns de collodion et 4 cm, 5 d’air raréfié. Le tableau sui- vant montre pour diverses pressions p (en centimètres de mercure) ^les rapports ^des vitesses successives v de

décharge ^de l’électroscope.

On voit que les dernières ^traces d’air sont, a égalité

de masse, de bcaucoup ^les plus absorbantes.

On peut expliquer ^ce résultat par la complexité ^du

faisceau de rayons S ^et le comparer à celui-ci : ^un écran d’une certaine épaisseur, placé ^{sur le} trajet ^de

rayons X ^ou de rayons S, ^ou d’un faisceau lumineux

complexe, ^affaiblit plus les rayons transmis lorsque ^cet

écran est seul interpose que lorsqu’il y ^a déjà ^un

autre écran interposé ^{avant le} premier.

II. J’ai repris ^ces expériences ^en remplaçant ^l’élcc- troscope par ^une plaque photographique ^de façon qu’il ^n’existe plus ^{aucune membrane, si} mince soit-

elle, ^{entre le} récepteur formé par la couche sensible et la source des rayons S (miroir ^de platine). ^J’ai opéré dans le vide de Crookes (1 ^lnicron ,de ^mercure

de pression). Les rayons X ^sont excités par ^{une ma-} chine il influence afin d’éviter autant que possible que des oscillations électriques, prenant naissance dans le tubc de Crookes, n ïnduisent dans le gaz raréfié, ^autour de la plaque photographique, des oscillations qui ^voi-

leraient la plaque ^{et feraient} perdre le bénéfice d’une

expérience toujours ^assez pénible ^{u exécuter correcte-}

ment. Les rayons secondaire émis ^sous l’influence de rayons X, déjà peu pénétrants, ^{étaient eux-mêmes si}

peu pénétrants que j’ai pu isoler ^un faisceau de

1. G. SAGNAC. De l’optique des i-ayons X, p. ^{89 et} suiB’.

rayons secondaires ^bien défini avec de simples ^dia- phragn1es ^{d’ébonite.}

La figure ⁹ représente ^{une section} longitudinale ^de l’appareil employé. Les rayons X pénètrent ^{à travers}

une lame de mica mince m (3 microns d épaisseur)

dans un récipient ^{de Nerre V ou} règne ^{le Nide de} Crookes. Ils traversent une feuille de papier ^noir f

sans aucun trou et pénètrent ^{dans une sorte d’obus en}

ébonite i EE démontable et entièrement étanche il la lumière. Ils frappent ^sous l’incidence de 43 degrés une

Fig. 9.

lame de platine polie ^et plane ^L qui les arrête com-

plètement ^{et émet} des rayons secondaires en tous sens

du côté de sa face frappée par les rayons ^{X. Le} faisceau de rayons secondaires étudié ^est isolé _par trois fenêtres F1, F,, FJ de 5 millimètres de large per- cées dans trois dîaphragnlcs ^d’ébonite (épaisseur

1 mm,8); distance du milieu du miroir L au milieu de Fi : ¹⁵ millimètre; distance entre les diaphragmes Fi ^{et F, ou} F, ^et F5 : 50 millimètres. Le diaphi agiiie F 3 supprime ^les pénombres définies par F2 ^{et en dé-}

finit de nouvelles; F:2 ^{sert à} empêcher les rayons ^se- condaires entrés par F1 ^{de se} disséminer sur la paroi

d’ébonite comprise ^entre F2 ^et F3.

C’ne plaque photographique (rapide) ^e;t placée ^en

pi) parallèlement ^{aux trois} diaphragmes, a 35 milli- métrés de F3, ^{de sorte} que le faisceau de rayons S qui l’impressionne ^a parcouru 11 centimètres dans le 1 ide de Crookes. Une bande découpée ^{dans une feuille}

1. L a été choisie pour que lu mon" appareil puisse.

à l’ocasion être eiiipludc commodément à des recherches ^sur

la dé, ialioll électrique des rayons secondaires.

16

de papier ^{noir ou dans une} mince feuille d’aluminium battu est fixée en travers de la plaque ^{sur la couche}

sensible, perpendiculairement ^{a la} longueur ^{des fentes} Fi, F, et F3.

L’appareil ^{une fois} réglé, ^la plaque sensible pp ^est installée dans l’obscurité ou à la lumière _rouge ^{sur un} rebord du système ^{d’ébonite EE. On ferme} alors l’obus d’ébonite EE ^avec un couvercle d’ébonite CC et l’on glisse

l’obus dans le ^vase de verre VV en amenant la région f’ ^{de la} fenêtre de l’obus recouverte par le papier ^noir,

en face de la fenêtre de mica m de VV. Deux ressorts r, r, fixés à la surface extérieure de l’obus, viennent

s’appuyer ^{contre la} paroi ^{de VV et} maintiennent par leur pression l’immohilité de l’obus. On ferme alors le vasc VV herlnétiquement du côté de CC à l’aide d’une plaque ^{de verre rodée PP} légèrement graissée qui s’appuie ^très exactement sur les bords rodés du

vase VV. Puis on fait le vide de Crookes (j’emploie ^la

trompe ^{à mercure à} remontage automatique ^très ingé-

nicusement constrnitc par M. Berlémont de Paris).

Pour cela on fait communiquer ^la trompe ^{avec l’inté-} rieur de VV par l’intermédiaire d’un tube de ^verre rodé TT légèrement graissé qui pénètre ^dans l’épais-

seur du verrc du côté de h où elle est le plus grande;

le vase VV est un solide flacon cylindrique ^{de verre} épais dont la base est du côté de L. Tout cet appareil,

très maniable, ^{a été} construit par ^M. Werlein, ^de Paris, _que je ^{tiens à remercier ici de sa très habile}

collaboration.

Avant de faire tomber les rayons X ^{sur L à travers} f et m, ^on entoure le cylindrc ^{de verre d’un} épais cylindre ^de plomb percé ^d’une fenêtre vis-a-vis de m

et destiné à empccher les rayons ^X de voiler la plaque

sensible ou de venir exciter des rayons secondaires ailleurs _que ^sur la lame L de platine. ^Les rayons ^secon- daires du plomb, ^émis par les bords de la fenêtre qui

entoure rrz, peuvent seulement donner sur L un peu de rayons tertiaires, d’ailleurs négligeables.

La durée de la pose s’élève ordinairement ^à plusieurs

heures (vingt ^{heures par} exemple).

La plaque ^{sensible, sortie de} l’appareil, débarrassée de la bande de papier ^{noir ou} d’aluminium qui ^{la tra-}

verse et développée, ^{montre une trace bien nette du}

faisceau transmis par les diaphragmes. ^{En dehors de}

cette trace, la plaque ^{se montre non voilée, à mains} qu’on ^ne pousse le développement ^{à fond ; encore le}

voile est-il très faible. Les diaphragmes ^{ont donc nette-}

ment isolé un faisceau de rayon3 ^S qui ^a parcouru 11 centimètres dans le vide de Crookes depuis ^{la sur-}

face du miroir de platine.

Ce faisceau de _{rayons S} est très absorbable. La trace transversale d’une mince bande de papier ^noir

ou d’une bande d’aluminium d’un demi-micron dépais-

scur affaibli, ^en effet, considérablement la trace du l’aiscuau secondaire, ^{ou même la} supprime complète-

ment si le développement n’est pas poussé ^{à fond.}

Il est cependant certain que la même épaisseur ^de papier ^{noir ou} d’aluminium, transportée ^{devant la}

fenêtres sur le trajet ^des rayons X incidents, ^ne pro- duirait aucun affaiblissement notable des mêmes rayons sccondaires ; ^on peut ^ainsi considérer cette

expérience ^{comme une} démonstration de la transfor- mation des rayons X, ^{comme si l’on} avait réellement

employé la méthode de l’ordre des transmissions.

On peut objecter que la lame de platine ^{a recu,} par suite d’un tléfaut d’installation, ^{de très} faibles rayons lumineux qui ^{ont bien} pu agir après ^{une très} longue

pose. ^Cette objection tombe devant le résultat suivant : J’ai vérifié que le quartz ^{et le} spath ^{fluor arrêtent, sans}

les réfracter, les rayons ^{S émis} par la lame. ^{A cet} effet, ^{un tiers de la} largeur ^{de la fenêtre} F3 ^était occupé

par ^un prisme ^de spath ^{fluor s ; le} milieu de la fenêtre

F3 ^{était libre sur un second} tiers ; ^{le troisième tiers}

était recouvert par ^un prisme ^de quartz q. Les arêtes de ces deux prismes ^{de 50} degrés d’angle, taillées vives par ^M. Werlein, ^{se faisaient vis-à-vis et} liminaient ainsi ^une fente de 1mm,7 ^de largeur. ^{C’est cette fente} qui ^a réellement limité le faisceau de rayons ^secon- daires, ^{comme si les} prismes ^étaient remplacés par

n’importe quel corps très opaque ^aux rayons ^S du

platine. ^Il n’y ^a pas, d’ailleurs, de faisceau réfracté par le prisme ^de quartz, ⁿⁱ par le prisme ^de spath

fluor, ^{de sorte} que l’impression photographique ^absor-

bable si énergiquement par le papier ^{noir ou l’alumi-}

nium, ^{est aussi} arrêtée, ^{sans être} réfractée, _{par les} corps les plus transparents ^aux rayons lumineux ^ou ultra-violets connus. Un prisme ^de graphite ^s’est éga-

lement montré très opaque ^{et non} réfringent.

Toutefois, je ^{dois dire} qu’en poussant ^{à fond le dé-} veloppement, il y ^{a eu} (du ^{côté du} prisme ^de quartz

et du prisme ^de graphite) ^une impression ^lrès faible,

suivant une bande parallèle ^{aux fentes et aux arêtes}

des prislnes, comparable ^à la silhouette directe don- née par ^la fente, ^mais déplacée latéralement. Les expé-

riences ne sont pas ^assez nombreuses, ^{ni assez variées} pour que je puisse ^{donner une} explication ^{de ce résul-}

tat accessoire. Peut-être est-il dù à une déviation d’une

partie ^{du faisceau} secondaire sous l’action du champ magnétique ^du tube de Crookes. Si cela était, ^{il fau-}

drait conclure que la presque totalité du faisceau se-

condaire étudié était formée de rayons ^non déviahles dans le champ magnétique. ^{Cela semble en contradic-}

tion avec les expériences ^{de M. Dorn} indiquées plus

loin. Mais je ^dois dire que les rayons X excitateurs

étaient, ^{dans les} expériences que je ^{viens de décrire,}

des rayons déjà peu pénétrants issus d’un tube focus

»inu excité par ^une machine à influence avec quelques

centimètres seulement (ordinairement ^{de 2 à} 4) ^d’étin-

celle équivalente.

9. -Transformation cathodique des rayons X.

- J’ai comparé ^les rayons X à des rayons ultra-violets.