Rapport de la charge à la masse et vitesse des rayons cathodiques secondaires produits par les rayons de Röntgen

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Submitted on 1 Jan 1907

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Röntgen

A. Bestelmeyer, E. Bauer

To cite this version:

A. Bestelmeyer, E. Bauer. Rapport de la charge à la masse et vitesse des rayons cathodiques sec-

ondaires produits par les rayons de Röntgen. Radium (Paris), 1907, 4 (4), pp.164-167. �10.1051/ra-

dium:0190700404016400�. �jpa-00242238�

Rapport ^{de la charge à la masse et vitesse}

des rayons cathodiques secondaires produits ^{par les} rayons ^de Röntgen

Par A. BESTELMEYER,

[Travail de l’Institut de Physique ^de l’Université de Gottingen.]

Extraits par ^{E. BAUER1.}

LORSQU’ON ^{fait tomber} des rayons de Rontgen ^sur

un corps, ^en particulier ^{sur un métal lourd, les} points frappés émettent un rayonnement ^secon-

daire constitué en partie, par des rayons de Rüntgen,

en partie par des rayons cathodiques. ^Ce phénomène

permet de déterminer le rapport dl de la charge ^{u la}

masse dans des conditions très bien délinics.

Rappelions ^{que la} plupart ^des expériences ^{ont donné}

pour les rayons cathodiques lents - = 1,8... 107 CGS.

Dispositif expërimental. - Parmi les rayons

cathodiques diffus émis par le métal dans ^{toutes les} directions et avec des vitesses très variables, ^{on isole}

un faisceau mince de rayons dont les ^{vitesses ne sont}

plus ^variables qu’entre des limites étroites. Pour cela

on fait passer les rayons ^entre leb dcux plateaux ^très rapprochés ^d’un condensateur placé ^{dans un} champ magnétique ^de façon que la force électrique ^soit oppo- sée à la force exercée par le champ niagnétiquc ^sur

les électrons. A la sortie du condensateur les rayons

ne sont plus ^soumis qu’au champ magnétique. ^On

mesure leur rayon de courbure.

Appareil ^à rayons cathodiques (ûg. ^{1 et} 2).

Tout l’appareil ^est enfermé dans une boite en laiton

Fig. 1.

cylindrique ^de 8 centimètres de diamètre en Commu-

nication avec la trompe. ^Les rayons de R6nL,en ^vice-

lient tomber _par la fenêtre d aluminium A (0mm, 1 d’é- paisseur) ^{sur la lame de} platine ^Pt, qui ^{émet les}

rayons cathodiques ^{diffus. Les deux} plateaux ^{du con-}

deiisateur C sont séparés par quatre lamelles de verre

Fig. ²

placées ^aux quatre coins, ^sur lesquelles ^{ils sont} appuyés légèrement paf ^{deux vis isolées à l’ébonite.}

Le condensateur est tixé, par quatre vis isolées de même, ^aux écrans B, B2 ^en communication avec le sol.

Ces écrans sont percés de deux fentes de 0, ,1 ^centi-

mètre de large et 6 centimètres de haut. La plaque photographique ^{P est} pressée ^{contre les rails SS sur} lesquelles ^on peut ^{la faire} glisser.

L’épaisseur des lamelles de verre qui séparent ^les

1. AUllalen der Physik, ^t. 22, p. 429, ^19U7.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0190700404016400

en faisant glisser ^{dans le} condensateur des boules de

verre de diamètre connu montrèrent que ^ce nombre

représente la distancc moyenne dcs plateaux ^{à moins}

de 1 pour 100 près.

La longueur ^des plateaux ^{est de} 6,68 centimètres;

ils sont isolés des écrans Bi ^et B2 par ^{du mica} de 0,0005 centimètre d’épaisseur. La distance de P à O2

est de 6,65 centimètres.

Champ magnétique. - ^Tout l’appareil ^est placé

dans une bobine verticale de section carrée, ^et n’rayant qu’une couche de fils dont le nombre par centimètre est de 2,55 ^en moyenne (ce nombre varie d’un point

à un autre de la bobine entre 2,50 ^et 2,42. ^La moyenne n’est donc du’approchée).

La hauteur de la bobine est de 76,78 centimètres.

Le champ magnétique ^{calculé est H = 2,8U2. i’.}

i’ étant, ^en ampères, ^{le courant} passant ^{dans la} bobine. Il faut encore tenir compte ^{de la} composante verticale du champ terrestre. Mais comme on opérait toujours par expériences ^{croisées, en inversant les} champs, ^{il était inutile} de connaître exactement cette

composante. Il suffisait de prendre ^{un courant} plus

intense de 0,5 ampèrc quand ^le champ de la bobine était opposé ^au champ terrestre, ^ce qui correspond ^à

une composante verticale de 0,43. On faisait ensuite la moyenne des deux expériences.

Disposition générale. ^{Mesure et} réglage ^du

courant et de la différence de potentiel.

^Les expériences ^{se firent dans une} chambre construite absolument sans fer.

Dans une caisse en plomb placée près ^de l’appareil

se trouve un tube de Crookes placé ^{sur le secondaire}

d’une bobine de Ruhmkorff actionné par ^{un inter-} rupteur ^{à turbine.}

L’appareil ^à rayons cathodiques ^{se trouvait} pendant

toute la durée d’une expérience ^en communication avec

la trompe. Pour vérifier le degré ^{de vide on} plaçait ^en

communication avec l’appareil ^un tube 4 centimètres de diamètre avec des électrodes distantes de 11 centi- mètres. Ce tube, actionné par ^une petite bobine, ^ne

donnait plus qu’une ^faible fluorescence de la paroi ^de

verre.

l,a différence de potentiel ^{entre les} plateauxdu ^con-

densateur était prise ^{aux bornes} d’une résistance de

Inanganin communiquant ^{avec une} batterie de 160 volts

ou de 520 volts. Pour mesurer cette différence de

potentiel, le milieu de cette résistance était constitué par ^une résistance normale de 100 olcms, ^{aux bornes}

de laquelle ^on mesurait la tension par ^une méthode de compensation. Un rhéostat permet de maintenir constante celte différence de potentiel. ^{De même}

mesurait le courant passant ^{à travers} la bobine pro- duisant le champ magnétique, ^{en mesurant la diffé-}

de 0,01 ^ohm traversée par le ^courant. Pendant les

expériences ^le courant et la tension ^étaient mesurés

toutes les 5 minutes et réglés ^{au besoin.}

Théorie des expériences.

^{Soicnt F le} champ élcctrique, ^{H le} champ magnétique. ^{Si on} néglige ^le petit angle que peut ^{fairc la} trajectoire d’un électron

avec le plan ^du condensateur, ^{la force totale} agissant

sur l’électron est

u étant la composante horizontale de la vitesse.

Un électron pour lequel ^u = F/H n’est soumis à au- cune force; ^sa trajectoire ^est rectiligne ^{entre les} pla-

teaux. Après ^avoir quitté ^le champ électrique, ^{il se}

meut sous l’influence du champ magnétique ^{sur une}

hélice de rayon

Si u > F/H l’électron ^se déplace déjà ^{entre les} plateaux

sur une hélice _{de rayon :}

En comparant ^la trajectoire d’un tel électron avec

celle d’un autre, qui pénètre ^{dans le} champ électrique

et le quitte ^{aux mêmes} points mais pour lequel u === H’

on trouve que si les difl’érences ^entre les vitesses sont

faibles, ^{et si le} rayon de courbure ^au delà desplateaux

Flg. 3.

est grand, ^les trajectoires ^{des deux électrons se recou-} pent à ^{une distance des} plateaux égale à ^la longueur

du condensateur. Dans ces conditions le faisceau

agira ^{sur la} plaque photographique, ^{comme si} pour

tous les électrons

Le calcul donne les résultats suivants pour les

électrons qui ^viennent frapper ^la plaque photogra-

phiciue :

Résultats relatifs à !.- Il fut fait quatre expé-

riences croisées. Après ^{90 minutes} d’exposition ^on

inversait le sens des champs, ^et reprenait l’expérience

Fig. ^4.

pendant ⁹⁰ minutes. On obtint ainsi des clichés tels que celui de la figure 4.

Les mesures se firent au moyen d’une lame de ^verre

portant ^{un trait, fixée sur le chariot du} comparateur

et qu’on ^faisait glisser ^{sur la} plaque.

Les résultats des mesures se trouvent dans le tableau suivant :

Tableau I.

Remarquons que les déviations a gauche ^{sont tou-} jours plus grandes ^de 0,010 ^{à 0,015 cm.} que celles de droite. Cette dissymétrie ^{doit être due a une} petite dissymétrie ^de l’appareil qui ^en gros ^ne fut pas ^con- struit comme appareil ^de précision. ^Ces irrégularités

très faibles _{n’ont pas} d’importance ^{en ce} qui ^concerne

la détermination de la valeur absolue de 1 ; pour les

mesures relatives de o il semble impossible qu’elles

aient introduit _upe erreur appréciable, car les déviations

sont restées sensiblement les mêmes dans toutes les

expériences. ^{Les nombres} du tableau 1 permettent ^de calculer F,

H, -=== -Hi ^{avec r= 9 + 9"}

Le rapport P ^{de la vitesse} des rayons ^à la vitesse de la lumière c est donné par la formule :

où ô est un terme de correction qu’on calcule d’abord

en prenant ^au lieu de F ^la composante horizontale moyenne de la vitesse qui ^diffère de F/H de + 1 pour 100

H

pour ^une déviation de 2, 2 cm., ^et de +1,5 pur 100 pour 1, ^{8 cm., ensuite en tenant} compte ^dela composante verticale, ce qui ^{conduit à} augmenter ! ^{de 0,8} pour 1 ^00.

Les résultats des calculs sont les suivants : Tableau IL

Comme on le voit, ^{ces valeurs} de - sont remarqua- blement petites vis-a-vis de celles _que donnent les

mesures antérieures. En extrapolant pour la vitesse 0

on obtient, ^{suivant la théorie} qui ^{sert de base}

^cal- cul, 1,71 à i,75.10’. Ce nombre est de 8 fi 9 pour 100 plus petit que celui que Kaufmann a calculé à partir

des données de S. Simon (1,88.107). L’appareil

ployé ^{ici a été construit avec soin, mais sans une}

extraordinaire précision. Cependant ^{l’examen des}

1. Il semble qu’en général ^l’auteur

discute pas d’assez

près ^la précision ^des expériences ^et calcule des décimales dont

il

peut a-voir la moindre idée. (Note ^du tradiicteuî-,)

et à la distance des plateaux ^du condensateur montre

qu’il peut y avoir ^{sur - une} incertitude de 1 à 2 pour I 00 mais pas davantage.

Il faut donc attendre des mesures plus précises. ^Ce qui ^me semble militer en faveur ^{du nombre donné ici}

est la pureté des conditions expérimentales : ^vide

élevé, ^{mesures faites sur la} plaque photographique, simplicité ^des expériences.

Le tahleau Il permet ^{de suivre la variation} de 1 et de la comparer ^avec les diflërentes théories. M lis il

ne faut se servir des nombres de l’expérience qu’avec précaution ^car la déviation n’y ^a pas ^{la même} valeur.

J’ai calculé d’après ^{chacune des trois autres} expériences ^{la valeur} de - pour la vitesse 0 F- )0 ^que

donnent les théories de Abraham, ^{Lorentz et Buche-}

rer ; ,j’ai pris ^la moyenne pour chaque ^théorie; j’ai

alors calculé inversement à partir de (E/03BC)0 ^{les valeurs} de 1 _{que donne chaque} ^théorie _{pour les} vitesses obser-

vées. Ces valeurs se trouvent au tableau 111.

on

prend (-i ) = 1,72.10 7, les différences entre les

leurs de 1 observées par Kaufmann ^et celles qu’on peut calculer théoriquement ^sont plus grandes que si

prend

(E/03BC)0 = 1,878.107

la fait Kaufmann.

C’est

la théorie de Lorentz qui donne les moins bons résultats.

Pour termincr, 1"auteur cOlllpare la méthode des champs

croisés

celle des champs parallèles. D’après lui, la pre- mière présenterait ^les avantages ^{suivants :}

1° Plus grande intensité,

peut employer

source étendue de rayonnement.

20 Faible distance des plateau,. ^du condensateur; ^{de Iù} calcul exact du champ électrique, petites différences de

potentiel.

5° Le champ électrique ^à l’entrée du condensateur n’in- tervient pas dans les calculs.

4° La courbure des tra,jectoires ^{à la sortie du condensa-}

teur peut ^{être choisie} indépendante de ia distance des

plateaux.

5° On produit ^le champ ^à l’intérieur d’une bobine ; par suite de la faible durée d’exposition

^peut régler

stamment l’intensité du courant et la dill’érence de potentiel.

6° Les constantes de l’appareil ^entrent dans le calcul de E/03BC0 et de 8 niais pas dans celui de la fonction p.

03BC0 P (B).

7° Enfin la

de la distance de deux images ^d’une

Tableau III.

Les différences obs.-calc. sont trop voisines des

erreurs possibles d’expérience ^pour pouvoir ^décider

entre les théories.

fente

fait bien plus ^sûrement que la

des

données des points ^{d’une courbe.}

1. KAUFMANN Ann. der Phys., 19, page 52B, ^’1906.

REVUE DES TRAVAUX

Radioactivité

Sur la radioactivité des laves du Vésuve. - 0. Scarpi (Atti della R. Acad. dei Lincei, ⁶ janvier 1907).

^L’auteur

^déterminé

moyen d’un électro- mètre â induction de construction spécial, la radioactivité d’un certain ^{nombre de} produits volcaniques du Vésuve. Il

a cherché autant que possible à rapprocher ^ses résultats de

ceux

des autres expérimentateurs, ^et pour cela il

dit les rapporfer ^{tous a l’uranimn} métallique pris pour unité.

Yoici

tableau qui ^{résume tous}

rpsultats :

Radioactivité de produits de la dernière éruption du ^{Vésuve :}

Becker (cendres etlaves) de 1.10-4 à 0,5.10-4 par rap-

poit à ^l’uranium.

Scarpa (cendres, lapilli ^et laves) ^{de 33,40-4 à} 0,5, 10-4

par rapport ^{à l’uranium,}