HAL Id: jpa-00242611
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242611
Submitted on 1 Jan 1913
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.
d’ions produits par une particule α du polonium le long de son parcours dans l’air
René Girard
To cite this version:
René Girard. Étude d’une méthode de détermination du nombre d’ions produits par une particuleα du polonium le long de son parcours dans l’air. Radium (Paris), 1913, 10 (6), pp.195-198. �10.1051/ra- dium:01913001006019501�. �jpa-00242611�
graphiques des renseignements nombreux et précis permet d’espérer des progrès rapides et précieux.
(La 2e partie de ce mémoire contiendra une discussion des résultats concernent les longueurs d’onde et un grand nombre
de photographies.)
LÉGENDES DES FIGURES DE LA FLECHE.
Dans les figures 1, 5, 5 et fi de la planche 1, ainsi que dans les figures 15, 16 et 17 qui viennent ensuite, les phénomènes de diffraction sont obscrv és du côté où se
produitla réflexion régulière sur la face d’enlrtc; la plaque photographique étant perpendiculaire à la fois au plan
d’incidence et au plan de réflexion à une distance d variant de 4o ii 60mm. La figure 5 est obtenue avec du sel
gemme : angle d’incidence cu = 800, plan d’incidence
parallèle à une d es arctes de la face carrée de rétirxion.
La figure 1 est obtenue dans les mêmes conditions, mais
le plan d’incidence faisant 45° avec les arètes de la face carrée de réflexion.
La figure 6 représente la partie centiale d’une photo- graphie obtenue avec un échantillon de fluorine dans les conditions de la fige 5. On remarque 3 franges dans les images.
La figue 5 est obtenue en faisant tomber le faisceau
sous un angle de 80° sur une face octaédrique d’un cristal de magnétite.
Un remarque dans les taches 2 systèmes de franges
croisées.
La ngure 2 est obtenue suivant le dispositif ordinaire de Laue : plaque perpendiculaire au raBon incident et placée
en arrière du cristal. Le cristal est une lame de magné-
tite que les rayons traversent normalement â une face de l’octaèdre.
La figure 4 est également obtenue avec ce dispositif.
Le cristal est une lame de fluorine parallèle aux faces du
cube et presque normale aux rayons.
Étude d’une méthode de détermination du nombre d’ions
produits par une particule 03B1 du polonium
le long de son parcours dans l’air
Par René GIRARD
[Faculté des Sciences de Paris. 2014 Laboratoire de Mme CURIE.]
État de la question. - Dans une étude précise, publiée par M. Geiger (Le Radium, 1909), cet auteur
détcrminait le nombre d’ions produits par une par- ticule x du RaC. Il en déduisait le nombre corres.
pondant pour différents produits radioactifs. Il trou- vait pour le polonium le nombre
162000
Il y avait donc lieu de chercher à déterminer ce
nombre directement. C’est ce que j’ai entrepris sur
les conseils de :Mme Curie.
Pendant l’exécution de ce travail, M. Taylor (Plzil.
Mag., avril 1912) a publié les résultats de recherches
sur le mêmes sujet. Il donne le nombrc 164000
Ce nombre est obtenu par l’application d’une mé-
thode différente de celle que j’ai employée.
Exposé de la méthodes. - La méthode qui ln’a
été indiquée était la suivant
Il Etant donnée une lame de polonium, supposée
infiniment mince, on mesure le courant de saturation obtenu en absorbant dans l’air tout le rayonnement de cette lame. Soit 1 l’intensité de ce courant mesurée
en valeur absolue,
2° On compte le nombre de parlicales ce envoyées pendant un temps donné dans un petit angle solide
et, supposant cluc l’émission est uniforme, dans toutes les directions, on calcule le nombre N de particules x
émises par la lame en une seconde. - Si e est la
charge d’un ion et X le nombre d’ions cherché, on doit avoir :
Le travail comprend donc truis parties :
Il Préparation de lames actives;
2° Mesure du courant de saturation;
5° Numération des particules.
Préparation des lames actives. - J’avais n
ma disposition une solution de polonium dans l’acide
chlorhydrique. Pour préparer les lames, j’ai mis o profil la facilité avec laquelle le polonium se dépose
sur l’argent. Sur une lame, de ce métal, je déposais
une goutte de solution, j’étendais d’eau distillée, de façon à agrandir la goutte et à lui faire occuper toute la surface de la lame. L’évaporaiion était rendue très faible. Au liout de dcul jours, la lame laiée conser-
vait l’aspect brillant et poli. Les calll de lavage
étaient inactives. Toute la matière radioactive avait donc été déposée.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01913001006019501
J’ai alors fait, pour les plaques qui ont servi aux expériences, une étude de la répartition de l’activité,
et j’ai constaté qu’il était très difficile d’obtenir une
répartition uniforme. Il sera donc bon de ne pas sup- poser dans les calculs que cette condition est réalisée.
Mesure du courant de saturation. - Pour
mesurer l’intensité de ce courant en valeur absolue, ,j’ai employé la méthode du quartz piézol’lectrique.
J’ai installé un électromètre associé à un quartz (Pierre Curie, OEuvres). Ces deux appareils étaient
bien isolés et sans fuites appréciables au voisinage
du zéro. La constance du quartz n’étant pas connue,
j’ai entrepris de la déterminer. La méthode directe
(emploi d’un condensateur étalon) et la comparaison
avec un quartz étalonné m’ont donné des résultats concordants amenant pour la constante à la valeur :
Le condensateur dans lequel je produisais la satu-
ration était un condensateur à plateaux circulaires, de 10 cm de rayon. distants de 5 crn. Le plateau
inférieur porté à un haut potentiel était isolé par des supports en éhonite. Le plateau supérieur qui com- muniquait avec l’électrométre était isolé à l’ambre.
La cage était mise au sol. La lame active était dé-
posée au centre du pliteau inférieur. Le parcours des rayons a étant de 5 cm 8, le rayonnement était com- plèternent absorbé. Les dimensions des plateaux
étaient assez grandes pour qu’il n’y ait pas à craindre de dérivations verts la cage. Je mc suis cl’ailleurs assuré de ce fait à l’aide d’un condensateur difftrent.
Les mesures faites dans ce dernier donnaient les mèmcs résultats.
La saturation étant souvent difficile à obtenir avec
les rayons a, j’ai construit plusieurs courbes de satu- ration qui montrent que pour lc potentiel 1670 volts environ, on peut considérer a
1 200 près le courant
maximum comme atteint.
L’intensité du courant en valeur absolue est donnée par la furmule :
où K représente la constante du quarlz, P le poids
utilisé et le temps pcndant lequel la compensation
était obtenue. Il faut d’ailleurs retrancher de cette
valeur l’intensité du courant spontané, toujours très faible, qui est donnée par la mème expression.
Exemple d’urlc mesure :
Activité spontanée :
P=0kg01 t=15"8 (Moyenne de 10 mesures).
Activité de la lanie :
T’ - -f4 kgs t= 16"7 (Moyenne de 30 mesures).
On avait donc :
La somme des différentes erreurs possibles conduit
à évaluer a
100 environ l’erreur relative commise sur
la mesure du courant.
Numération des particules. - Les particules
oc ont été comptées en employant la méthodc des scintillations (Crookes, Chem. News, 1905). Je rece-
vais les particules 03B1 sur un écran de sulfure de zinc.
L’appareil était en verre à la partie supérieure, en
laiton à la partie inférieure, les deux parties étant
réunies par un joint en cire. La plaque active était placée à une distance connue d’un trou de diamètre 0 cm 107 sous lequel élait disposé l’écran. Je pouvais
observer celui-ci par une tubulure latérale fermée par une lame de ierre à faces parallèles. L’observa-
tion se faisait à l’aide d’un microscope de faible gros-
sissement. Le sulfure pouvait être légèrement éclairé
par une petite lampe électr iyue placée devant une
seconde tubulure latérale. Le vide pouvait être fait
au 50 de millimètre, pression assez basse pour que la diffusion soit inappréciable et que les scintillations soient assez brillantes.
Une série d’expériences était conduite de la façon
suivante : l’appareil était monté, vidé, fermé dans un
laboratoire inaclif’ ct disposé dans la chambre noire.
Les numérations ne pouvaient commencer qu’après
un séjour d’une demi-heure dans l’obscurité la plus complète. Je in’assurais, au début et à la fin de chaque
série de numérations, de l’activité spontanée du sul-
fUl’e. Le temps m’était indiqué toutes les minutes par
une sonnerie électrique,. Jc comptais les scintillations
qui apparaissaient pendant une ininule. Voici, à titre d’exemple, les nombres que j’observais pendant vingt
iiiiiiutcs :
19 13 18 18 15 18 22 1 I 2U 20 18 1J 19 16 16 17 23 17 18 Un grand nombre de scintillations était compté
pour diminuer les erreurs provenant de la répartition
au hasard des émissions. Ces expériences durant plu-
sieurs jours et la décroissance d’activité étant alors
sensible, je ramenais toutes les numérations à un
jour moyen en appliquant la formule :
où IBo représente le nombre observé, N le nombres
corrigée t le temps en jours, cn prenant comme ori- gine le jour moyen choisi, et où Ã, constante radioac- tive, a la valeur :
J’ai d’ailleurs déterminé cette valeur de l, en obser-
vant et mesurant pendant plusieurs mois la décrois-
sance d’ acti ,’i 1 é de mes lames acli;es.
Pour une série entière d’expériences, je pouvais
dresser le tableau suivant :
Le nombre moyen au 5 mars qui devra être admis
pour cette série est donc 17,7 par minute.
J’ai effectuc quatre séries de numérations en va-
riant les dimensions de l’appareil.
Les particules étaient reçues dans un angle solide
détermine par la circonférence du trou et par un point
de la plaque. Si cl est la distance du trou à la plaque,
r le rayon du trou, R le rayon de la plaque active, on
voit facilement que la valeur moyenne de l’angle
solide est :
L’expression R2 d2 n’atteignant
jamais 1 500
dans mesdifférentes mesures, j’ai pris
ce qui revirent à supposer l’activité concentrée au centre de la plaque.
Pour calculer le nombre de particules envoyées au-
dessus de lu plaquc, j’ai admis que rémission est uniforme dans toutes les directions (REGENER. Ra- diuJn, 1910).
Si a est le nombre de particules envoyées dans l’angle !! par seconde, le nombre total des particules
émises sera :
Je mesurais la distance d au cathétomètre et l’er-
reur relative sur d2 était de l’ordre de 1 500 L erreur
sur le rayon j 2r=0cm,107) mesuré an micromètre
oculaire était plus importante et j’ai admis comme
erreur relative sur r2 environ 1 100.
L’erreur sur le nombre de particules était plus dif-
ficile à évaluer. J’ai cherché à rendre petite celle pro-
venant de la répartition au hasard en comptant un grand nombre de particules. Si a est la valeur
moyenne dn nombre de rayons émis et .1 l’écart moyen théorique à partir de cette valeur moyenne,
on a, d’après la loi de Schvveidier,
0394 =~03B1.
L’écart moyen observé a toujours été inférieur à l’écart théorique (1,7 pour 2,1; par exemple). Cela
prouve que l’erreur de ce côté est faible.
L’erreur provenant de ce que les particules ne pro- duisent pas toutes la scintillation est certainement
plus élevée. Mme Curie (RadÜun, octobre 1911) a
évalué cette erreur à 4 pour 100 par défaut environ..
L’erreur relative totale sur N sera donc prise égale à
5 pour 100 environ. Quatre séries de mesures m’ont conduit aux résultats saivants :
Application des résultats expérimentaux.
- L’application de la formule X - I est résumée
dans le tableau suivant où les valseurs de 1 et de N
sont ramenées à un même jour. J’ai pris pour e la valeur : e=4,17 X t0-1o U.E.S.
La valeur moyenne est donc X=U6.000.
La considération des différentes erreurs commise amène à admettre que ce nombre est le nombre
cherché à 1 10 prés emiron.
Discussion des résultats. - Le nombre trouve est très différent du nombre prévu par M. Geiger
et déterminé expérimentalement par M. Taylor (164.000).
Il semble que la divergence des résultats doive être cherchée dans la différence des méthodes employées.
Celles-ci dînèrent surtout en ce que mes prédéces-
seurs ont mesuré l’ionisation pour un faisceau étroit de rayons normaul alors que j’ai mesuré l’ionisation totale.
Guidé par cette observation, j’ai isolé un tel fais-
ceau normal et j’ai mesuré l’ionisation qu’il produit.
Cette façon de procéder, quoique assez grossière dans
mes essais, m’a conduit à des nombres plus élevés
que mon premier résultat et voisins de ceux de
NI. Taylor. Ces mesures, faites longtemps après les numérations, manquent de précision et leurs résul- tats (160.000 et 169.000) ne peuvent être considérés
que comme une indication.
Ils font penser que sans doute 1 épaisseur de la
couche active apporte des perturbations dans la
mesure de l’ionisation totale. Alors que les rayon
normaux traversent une épaisseur négligeable, il peut
se faire que les rayons très inclinés traversent une
épaisseur suffisante pour que l’absorption intervienne, dinlinue la vitesse et par suite le nombre d’ions pro- duits. Une étude théorique de la question m’a montré qu’il en est bien ainsi et qu’il suffit d’une épaisseur
de quelques microns ponr abaisser le nombre cherché dans de fortes proportions. Cette épaisseur est encore
diminuée si le coefficient d’absorption par la matière active est plus grand que celui de l’aluminium.
On pourrait aussi penser qu’en réalité le rayonne-
ment n’e·t pas uniforme dans toutes les directions. Le
problème résolu théoriquement confirme cependant
les résultats de M. Regener.
Conclusions.
L’étude de la méthode proposée par Mme Curie pour la détermination du nombre d’ions produits
par une particule x du polonium m’a amené au résul-
tat :
116000 ions par particule.
Ce nombre est très inférieur au nombre 164000
prévu par M. Geiger, trouvé par M. Taylor pendant
l’exécution de ce travail. La différence entre les deux résultats est trop importante pour ètre due à des
f’autes expérimentales ; il y a lieu d’en rechercher la
cause dans la diversité des méthodes. Une étude théo-
rique explique la divergence des résultats par l’exis- tence d’un très petit parcours des particules x dans
la matière active.
Dans ces conditions, le nombre 116000 serait
applicable pour calculer l’ionisation totale due à une
couche très mince.
I;nfin, au cours de ce travail, j’ai eu l’occasion de déterminer la constante À du polonium et sa période.
Pour ce dernier nombres, j’ai obtenu la valeur T=135 jours, 6
nombre en accord avec les dernières valeurs publiées.
Ce travail a été fait au laboratoire de Mme Pierre Curie. Je la prie de bien vouloir trouver ici l’expres-
sion de ma reconnaissance. Je remercie bien sincère- ment M. Debierne qui n’a cessé de me prodiguer ses
conseils sûres et éclairés.
[Manuscrit reçu le ler juin HH 3.]
Nouvelles recherches sur les rotations ionomagnétiques
Par A. RIGHI
[Université de Bologne. 2014 Laboratoire de Physique.]1
1. Introduotion. - Au cours de mes expériences
sur l’action mécanique produite par les étincelles dans les gaz raréfiés 2 j ’eus occasion d’observer
une action particulière du champ magnétique sur
des corps pouvant tourner autour d’un axe paral-
lèle à la direction du champ lorsque le gaz qui
les entourait était ionisé. L’étude de cette action, qui produit les rotations, que j’appelle ionomagnétiques,
donna origine à d’autres publications3, dans les-
1. Traduction abrébée en quelques points (l’un mémoire lu à lAc. de Bologne, séance du 16 Février 1913.
i. Le Radium, janvier 1912.
3. Le Radium. juillet 1912.
quelles est exposée aussi la théorie du phénomène.
Suivant cette théorie les dites rotations sont dues à
ce que les trajectoires des ions (et des électrons s’il y
en a) prennent entre un choc et l’autre des formes cur-
vili,nes telles, que les directions des chocs sur le corps mobile, et pour les ions d’un signe donné, s’in- clinent toutes dans un même sens tout autoui de lui.
Mais cette inclinaison se produit dans des sens con-
traires pour les ions des deux signes, et la rotation
constatée, bien qu’étant assez vive lorsque le gaz est ionise au moyen d étincelles, n’est qu’un phéno-
mène différentiel, provenant du fait que l’action due
