Sur la déviation de certains rayons positifs (Réponse à une note de M. Moulin)

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Sur la déviation de certains rayons positifs (Réponse à une note de M. Moulin)

Jean Becquerel

To cite this version:

Jean Becquerel. Sur la déviation de certains rayons positifs (Réponse à une note de M. Moulin).

Radium (Paris), 1909, 6 (2), pp.45-47. �10.1051/radium:019090060204501�. �jpa-00242331�

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normaux aussi, tandis que les doublets, ^anormaux

cette fois, du groupe 5970 donnent ^une polarisation

circulaire inconlplète, ^non signalée par M. J. Bec-

querel. ^Il faut remarquer qu’on ^ne peut pas attribuer

ce résultat à un défaut des quarts d’onde, ^{car les bandes} anormales a résidu de polarisation ^{se trouvent cnca-}

drées d’un côté par les raies du sodium qui ^{ne don-}

nent pab de résidu ^et de l’autre par les bandes 6151, normales, ^ne donnant aussi aucun résidu, ^{toutes ces} raies et bandes ayant des intensités du même ordre de grandeur.

Ces bandes de l’yttrium, ^étudiées incomplètement

par ^{M. J.} Becquerel, ^{viennent donc} ajouter ^{un exem-} ple ^de plus ^{à la} règle que j’ai énoncée pour les vapeurs,

et qui jusqu’à présent ^me paraît générale.

Avant de quitter ^ce sujet, je ^{donnerai un autre ré-}

sultat. Ces bandes de l’yttrium ^{sont fournie, avec} beaucoup ^{d’autres raies} d’ailleurs, par la ^flammc de l’arc de M. Urbain, jaillissant ^{comme on sait sons}

bas voltage (100 ^{à 200} volts) dans l’air à la pression ordinaire, ^entre deux électrodes faites de la matière

qui constitue les filaments des lampes Nernst. Cet _arc, surtout quand ^le courant est alternatif, subsiste dans

un champ magnétique ^{de 10 à 20 000 unités, s’il} jail-

lit parallèlement ^aux lignes de force. C’est dans ces

conditions (pie j’avais ^{étudié ces mêmes bandes, li la}

lin de l’année 1907, perpendiculairement ^aux lignes

de force, ^{avant de} m’occuper ^{des fluorures et chlo-}

rures alcalino-tcrreux. Cette étude, que je n’avais pas

publiée, ^sera reprise ^{dans des} champs plus puissants,

mais je puis dire dès maintenant _{que, dans} ces condi- tions d’observation, ^{ces bandes} paraissent ^{donner des} quadruplets ^ou des doublets.

III.- M. J. Becquerel revendique pour lui l’idée de la considération de la molécule dans la cause des phéno-

mènes de Zeeman anormaux. Je ne puis ^le satisfaire.

J’ai signalé ^des corps gazeux donnant le phénomène

anormale1 et j’ai fait remarquer que les spectres ^étu- diés étaient des spectres ^de composés -2. ^Puis j’ai ^moi-

même trouvé quc pour ^un corps simple, l’hydrogène,

certaines raies présentent ^{le même} phénomène ^anor-

mal 3. J’ai constaté que précisén1ent ^{ces raies} appar- tiennent ^au second spectre ^de l’hydrogène, ^dont j’ayais

fait auparavant ^{une étude} détaillée4; les conclusions de ce travail altérieur étaient que ^ce second spectre pouvait ^{être attribué à} la molécule non dissociée. J’ai

rappelé ^en temps opportun, ^{en note% cette conclusion} qui ^{modifiait sans} la détruire mon idée première.

Postérieurement, ^{M. J.} Becquerel ^{a trouvé le même} phénomène anormal dans des bandes de l’yttrium5;

il rappelle que ^ces bandes sont connues comme étant bien caractéristiques ^de l’yttrium ^{lui-même, mais il} n’apporte ^{aucune raison} expérimentale pour qu’un puisse ^{les attribuer à} la molécule plutôt qu’à ^l’atollce.

Ce qui ^est propre à flI. J. Becquerel, ^c’est l’hypothèse d’après laquelle le phénomène de Zeentan longitudi-

nal anormal est dû à des électrons positifs, ^et que

ces électrons positifs peuvent acquérir ^un degré ^dc

liberté suffisant pour ^se manifester dans les phéno-

mènes optiques, grâce ^{aux actions} qui s’exercent entre les atomes groupés ^{dans une} même molécule.

IV.

Enfin, en ce qui ^{concerne les} expériences ^de

M. J. Becquerel ^{dans les tubes à vide et dont il inter-} prète les résultats ^en supposant l’existence d’elec- trons positifs ^{libres 6, existence} qui ^rendrait plus

vraisemblable leur intervention dans les théories du

phénomène ^de Zeeman, J’attendrai pour ^en parler

que ^les tentatives _que j’ai ^{faites et} que je poursuis

actuellement pour observer les fails qu’il ^{a annoncés}

111’ aient donné un résultat.

[Reçu ^le 13 f.-vrier 1909.]

Sur la déviation de certains rayons positifs

(Réponse ^{à une note de M.} Moulin)

Par Jean BECQUEREL [Laboratoire ^de Physique ^du Muséum.]

Dans quelques ^{notes récemment} publiées, j’ai ^mon-

tré qu’on peut ^{réaliser, dans un tube de} Crookes,

un rayonnement positif possédant ^une déviabilité

magnétique comparable ^{à celle d’un} rayon ^ca-

thodique. L’interprétation que j’avais provisoirement adoptée, ^celle de l’existence d’électrons positifs ^li- bres, ^vient d’être, ^{dans le dernier} numéro du Rfc- dium 1, l’objet ^de quelques critiyues ^{de la} part ^de

M. Moulin.

1. Le Radium. 6-1909-4.

M. Moulin commence par citer la note de M. Bes-

telmeyeri ^{et celle de M. Dufour 8,} qui ^{avaient, avant}

lui, ^soulevé quelques objections; ^{mais il ne} dit pas

1. C. R., 146-118-229-1908.

2. C. R., 146-229-1908.

5. C. R., 146-634-1908.

1. Thèses 1906.

3. C. R., 146-685-1908.

6. Le Radium, 5-199. Voir les conclusions.

î. .Le Radiium, 5-1908-309.

8. Le Radium, 5-1908-291-306.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019090060204501

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un seul nlot des réponses ^{1 dans} lesquelles j’ai expli- qué pourquoi ^ces objections ^{ne 111e} paraissent pas suffisamment fondées. Je ^ne puis que regretter ^cette omission, certainement involontaire, ^mais surprenante

de la part ^d’un physicien qui s’intéresse à la question

et qui, ^de plus, ^{est un des} collaborateurs les plus

actifs du journal ^{oit toutes mes notes et} réponses ^ont

été publiées.

La lecturc de la note de M. lloulin laisse l’iulpres-

sion que j’ai ^{cru démontrer d’une} façon ^{absolue ct}

décinitive la production d’électrons positifs ^{libres :}

c’est une erreur que je ^ne puis laisser passer. Voici,

en effet, textuellement citées, les conclusions que j’ai

données :

1°) ^{Note des} comptes ^{rendus de} l’Acadéntie des Sciences, ²² juin 1908, 146-1908-1311, lignes 1 ^et

suivantes :

lf On peut donc réaliser ^un flux d’électricité posi-

tive ayant ^une déviabilité magnétique comparable ^à

celle d’un rayon cathodique.

« La seule interprétation qui ln’ait paru actuelle- ment vraisemblable est que le faisceau, ^{dans la}

région ^{où il} peut ^{être dévié, est formé non} plus ^d’ions,

mais d’électrons positifs libres.... »

2°) ^Mémoire plus détaillé, ^Le Radium, ^5-1908- J 99, ^2e colonne, lignes ^{19 et} suivantes :

« Il ne m’a donc pas paru possible d’expliquer ^les

résultats expérimentaux ^à l’aide des phénomènes

actuellement _connus, et, ^tanl qu’une ^auti-e eaplica-

tion ne ser’a pas donnée, ^{il est} permis de penser que le faisceau déviré est composé, ^non plus ^{d’ions, mais}

d’électrons positifs libres.... »

Il me semble que les ^termes que j’ai employés, ^et

surtout les mots que je souligne ^{ici à dessein} indiquent le caractère hypothétique ^de l’interprétation

et contrastent, par leur modératioli ^et leur prudence,

avec l’idée d’affirmation absolue clue ^me prête

M. Moulin.

Différentes personnes, dit M. Moulin, ^{ont maintes} fois observé une déviation des rayons canaux sur un

tube appartenant ^au Laboratoire de physique ^{du Col-} lège de France. Je suis très heureux de savoir que

plusieurs physiciens ^{ont observé une déviation} magné- tique ^{de rayons} positifs, ^{car mes} expériences ^ne

resteiil plus ^{isolées et se trouvent} confirmées. Toute- fois M. Moulin, ^{est très} sobre de détails sur l’expérience

à laquelle ^{il fait} allusion, et j’aurais aimé à connaitrc tout au moins le sens et l’ordre de grandeur ^{de la}

déviation des rayons; je ^ne puis, pour ^ma part, ^rai-

sonner sans ces indications, ^mais je remarque cepen- dant _que M. Moulin admet et aftirnte, ^{sans auclllle} discussion, que dans son expérience les rayons déviés

sont des rayons ^{canaux :} n’est-ce pas justement ^la question ^à résoudre? S’il peut ^démontrer que les rayons déviés qu’il ^{obtient sont bien sur tout leur}

1. Le Radium, 5-1908-329-356.

trajet des rayons ^canaux ordinaires, ^et que, d’autre

part, les phénomènes qu’il ^{observe sont} identiques ^à

ceux que j’ai ^décrits, je ^{serai le} premier ^{a dirc} que M. Moulin aura eu le mérite d’élucider cette impor-

tante question.

Mais, pour l’instant, ^le problème n’est pas aussi

simple. ^{M. Moulin} parle de déviation très nette dcs rayons ^{canaux :} n’aurait-il donc observé qu’un ^seul

faisceau positif? ^{Dans mon} expérience j’ai ^{deux fais-}

ceaux positif qui ^sont passés ^{au milieu de l’anneau}

formant catllode secondaire : l’un n’est pas, ^ou du moins n’est guère déviable, ^et paraît présenter ^les propriétés habituelles des rayons ^canaux; l’autre est très déviable et est absolument séparé ^du premier par

un champ magnétique faible. Il m’avait paru logique duc distinguer ^ces deux rayons ^et de penser que si l’un d’eux est un rayon canal, ^l’autre pourrait ^{bien étl’c}

dînèrent.

M. Moulin fait observer que les ^centres peuvent perdre ^leur charge ^{sur une} partie ^{de leur} trajectoire

au voisinage de la cathode. En résulte-t-il pour cela

une plus grande ^{déviation sous} l’influence d’un aimant?

J’en suis d’autant moins certain que, si j’ai ^{bien com-} pris le mémoire de M. Wien (cité par M. Moulin), ^la

perte ^{de la} charge diminue la déviation des rayons

canaux :

«

Es treten vielmehr alle Ablenkungen ^{von der} geraden Richtung stetig ^{bis zu eiiiem} gröBten 13etra,,e

auf. Die gröBte Ablenkung ^ist dieselhe, ^{die ein} posi-

tives Atom des Gases bei der Geschwindigkeit ^erfahren vvürde, ^{die es unter} Beschleunigung der vollen Entla-

dungsspannung erlangt 2. ^»

Il ne faut _pas perdre ^{de vue que,} pendant que les rayons ^{ne sont} plus chargés, ^le champ magnétique ^ne

les dévie pas. On peut, ^{il est} vrai, supposer que les rayons ^{se trouvent} chargés ^{à l’endroit où l’on fait} agir

le champ, ^tandis qu’ils ^ont perdu ^leur charge ^{dans les}

autres régions, ^{mais cela} n’explique ^{encore pas la} grande déviabilité. En effet, supposons les rayons

composés ^d’ions d’hydrogène partant du repos; pour obtenir la déviation _que j’ai ^{observée, il faudrait} qu’ils

aient parcouru seulement, dans l’état de charge,

1 2000 de la chute totale de potentiel au-dessus de la cathode secondaire (voir ^mon mémoire3) : ^{c’est un}

résultat qui ^me semble inadmissihle si l’on produit

le champ précisélnent contre cette cathode. Si cepen- dant il en était ainsi, c’est-à dire si les rayons étaient restés déchargés pendant la presque totalité de leur parcours, ils n’auraient jamais ^une f’orce vive sufff-

sante pour produire ^{la tache} lumineuse du verre et pour exciter la phosphorescence de la willémite aussi

1. Le Radium, 5-1U08-196 (§ 9 et § 10).

2. W. WIEN, ^{Ann, r/.} Phys., 27-1908-1025, lignes ^{4et suiv.}

Voir aubsi Le Radium, 6-1909-16-17.

3. Le Radium, 5-1908-199, 1re colonne lignes ^{23 et suivantes.}

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bien _que ceux qui ^{eut conservé leur} charge ^{sur tout}

le parcours ^et que l’on voit à côté d’eux.

Suivant QI, lliiilin, ^{ce n’est} qu’après avoir traversé la cathode _{que les} centres ont acquis la vitesse cor-

respondant ^{à la chute de} potentiel totale. Tel n’est pas

mon avis : ce n’est pas a jmès avoir traversé la cathode que la ^{vitesse est} la plus grande, ^{c’est à la cathode}

même, ^car ensuite les rayons ^{sont dans un} champ ^ré-

sistant s’ils sont chargés, ^{ou dans un} champ ^neutre

s’ils perdent ^leur charge. ^{En tout cas,} après ^avoir

traversé la cathode, ^{ils ne} peuvent que ^se ralentir.

M. Mouhn fait encore observer qu’aux environs de la cathode secondaire le champ électrique ^{doit vatier}

par l’approche ^d’un aimant. Ceci est parfaitement

exact et, ^en lisant mes notes, le lecteur pôurra- ^aisé-

ment constater que j’ai pensé ^{à cette} interprétation,

et que je l’ai examinée avec soin l : j’ai même montré

expérimentalement, par des observations très simples.

que ^la modification du champ électrique, ^d’ailleurs

très petite, dévie les rayons positifs ^{dans le sens con-}

ltaire au sens observé _pour le faisceau ^{très dé-}

viabme. L’influence dont parle ^{M. Moulin a} donc poLlh effet d’atténuer, ^{et non} d’augmenter ^la déviation, et, par conséquent, ^{elle est en faveur de} l’hypothèsc que

j’ai ^émis.

Il y ^a cependant ^une objection ^assez grave à l’ly-po-

thèse des électrons positifs, ^{et il est curieux} qu aucun

de mes contradicteurs ne paraisse ^l’avoir ren1arquée.

Comment se fait-il, ^{si l’on a affaire à} des é’ectrons

positifs, que ^ces électrons se transforment et donnent naissance à un faisceau non déviable sitôt qu’ils ^sont

sortis de l’atmosphère ^de corpuscules cathodiques ?

Je n’ai pas résolu la question ; j’ai ^seulement exprimé

il ce sujet quelques ^idées d’après lesquelles je ^{ne vois}

pas dans cette difficulté une raison suffisante _pour rejeter l’hypothèse des électrons positifs 1.

J’ai eu déjà ^{à maintes} reprises l’occasion de dire que ^cette hypothèse ^ne repose pas ^{sur une} seule expé- rience, ^{mais est basée sur un} ensemble de faits ^éta-

blis dans des voies différentes?. ^Il n’y ^a pas seule- ment un faisceau positif ^déviable dans les gaz raréfiés,

il existe aussi, ^en magnéto-optique, ^{un effet de sens}

contraire au phénomène ^découvert par :B1. Zeeman, ^et il ne faut pas oublier le vieux phénomène ^{de Hall.}

Sans doute, l’hypothèse des électrons positifs ^n’est

pas nécessaire, ^{mais elle est} utile, parce qu’elle ^seule rapproche aujourd’hui ^{tous ces faits,} de même que

l’hypothèse des électrons négatifs ^est seule parvenue ^à grouper ^les phénomènes qui ^{s’étaient trouvés connus}

les premiers.

Dans tous les _cas, l’hypothèse des électrons négatil’s, quelle que puisse ^{être la} part ^{de vérité} qu’elle ^ren- ferme, ^aura dans ces derniers temps ^soulevé plus

d’une controverse : n’est-ce pas ^un des meilleuus rôles de l’hypothèse? J«espère ^{que la} question ^{ne se}

bornera plus iiiainlenant à des discussions sur un

même travail d’un seul auteur, mais que ^les physi-

ciens qui s’intéressent à ce problème (et ^{ils se révè-}

lent de plus ^en plus nombreux) préféreront ^contribuer

aux progrès ^{de la science en} réalisant dans cette voie des expériences nouvelles. L’hypothèse ^{si discutée} aujourd’hui ^sera peut-être abandonnée demain, ^su-

bissant le sort de tant d’autres, ^mais elle aura au

moins servi à guider ^les premières recherches dans

un domaine encore inexploré : ^ce résultat, je l’espère,

on ne le contestera pas.

[Reçu le là lévrier 1909.]

MÉMOIRES TRADUITS

Nature des particules 03B1 ^des substances radioactives

Par E. RUTHERFORD et T. ROYDS

[Laboratoire ^de physique de l’Université de Manchester.]

Les résultats expérimentaux ^obtenus pendant ^ces

dernières années ont puissamment ^{contribué à faire}

admettre _{que la} particule ^{a est un atome d’hélium} chargé ; toutefois il ^a paru jusdu’ici ^{très difficile d’en}

fournir une preuve directe. Dans ^un travail récent, Rutherford et Geiger’ ^{ont donné une nouvelle confirma-}

L Le Radium, 5-1908-198, culonne, lignes 24 et sui, alltes.

2 RUIHERFORD et GERGER. Le Radium. 5-1908-257-264.

tion de l’exactitude de cette hypothèse. ^{Ils ont} compte

le nombre de particules ^x émises par ^un gramme ^de radium et ont détermine la charge ^d’une particule.

Les valeurs de plusieurs quantités radioactives calcu-

l. Le Radium, 5-1908-199 (S ¹³ et § ^11.

2. Voir à ce sujet ^{Le Radium,} 5-1908-360, ^/lrp colonne.

lignes 41 et suivantes.

3. Mémoire présente ^{à la} Philosophical Society of ^Man-

chester.