p. VILLARD — LA FORMATION DES RAYONS CATHODIQUES 



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LÀ FORMATION DES RAYONS CATHODIQUES 



La décduverle des rayons cathodiques est due à 

 Hittorf. Malgré les moyens imparfaits dont il dis- 

 posait, l'éminent physicien a fait sur les gaz raré- 

 fiés un grand nombre d'observations, intéressantes 

 encore aujourd'hui et souvent très justes; on aurait 

 évité certainement bien des tâtonnements inutiles 

 si on les avait appréciées à leur valeur. 



Dans la lueur ])leue qui entoure l'électrode néga- 

 tive d'un tube à gaz raréfié, Hittorf avait reconnu 

 l'existence d'un rayonnement nouveau, capable 

 d'exciter la fluorescence du verre, déviable par un 

 aimant, et suivant lequel l'électricité semblait se 

 transporter rectilignement. Les travaux de M.Jean 

 Perrin nous ont appris que ce transport d'électri- 

 cité constitue la propriété fondamentale des rayons 

 cathodiques, et qu'au point de vue exclusivement 

 physique de tels rayons peuvent être considérés 

 comme les trajectoires de charges négatives lan- 

 cées par une cathode. 



Il est aujourd'hui facile d'obtenir des rayons 

 cathodiques intenses et d'observer leurs princi- 

 pales propriétés. 

 Supposons qu'une ampoule V (fig. 1), en verre 

 ou en cristal, soit munie de deux 

 électrodes métalliques A et C, 

 dont l'une C, que nous prendrons 

 comme cathode, ait, par exemple, 

 la forme d'une coupe évasée ou 

 d'un miroir concave, forme qui 

 [lermet un plus grand nombre 

 d'observations. Faisons le vide 

 dans cet appareil au moyen d'une 

 trompe à mercure et par l'inter- 

 médiaire de tubes remplis de 

 substances desséchantes . Nous 

 arriverons ainsi rapidement aune 

 pression très faible, de l'ordre du 

 centième de millimètre. Relions 

 maintenant la cathode C au pôle 

 négatif d'une bobine de Ruhm- 

 Uoriîen activité et l'électrode A 

 au pôle positif. L'ampoule s'em- 



dans laquelle on pjjt (j'y^ç i^g^j. diffuse si le vide 



a fait le vide; A, ' , 



anode reliée au n'est pas très avancé : mais, près 



cfc'âthmk'rdi'e ^^ ^^ cathode, il existe un espace 



au pôle négatif sombre dont la limite figure assez 

 d'une bobine de , . „ . . 



Ruhmkorff. exactement une surface equipo- 



tentielle. Dans cet espace, on dis- 

 tingue nettement une sorte de faisceau, comparable 

 comme aspect à un cône de lumière traversant de 

 l'air chargé de poussières. En franchissant la sur- 

 face qui limite l'espace obscur, ce faisceau devient 



Fig. 1. — Produc- 

 tion du faisceau 

 cal/iodiijiie et de 

 l'espace obscur 

 dans une am- 

 poule de Crookes. 

 V, ampoule 



subitement ]ilus brillant, comme si les rayons don ( 

 il parait formé traversaient alors un milieu difl'é- 

 rent de celui qui entoure la cathode. Ce change- 

 ment d'éclat est extrêmement marqué lorsque le 

 vide a été fait sur de l'oxygène pur. 



Ces riiyoïis ralhodiques sont caractérisés par un 

 ensemble de propriétés qui les distinguent de toutes 

 les radiations connues. Ainsi que 

 l'avait constaté Hittorf, ils sont 

 déviés par l'action d'un champ 

 magnétique et s'enroulent autour 

 des lignes de force; en même 

 temps, l'espace obscur se déforme 

 (fig. 2). Le voisinage d'un corps 

 électrlsé modifie aussi leur di- 

 rection, les attire ou les repousse 

 suivant que sa charge est positive 



Fig. 2. — Déforma- 

 tion de l'espace 

 obscur et dévia- 

 tion des rayons 

 cathodiques par 

 r ac tion d' un 

 champ mar/néti- 

 que. 



Ces rayons n'éclairent pas les 

 objets qu'ils frappent, mais ils 

 les échauffent et peuvent les por- 

 ter à une température dont la 

 limite supérieure nous est incon- 

 nue, et ils possèdent au plus haut degré la pro- 

 priété d'exciter la fluorescence. 



Les expériences de Crookes sur la propagation 

 rectiligne des rayons cathodiques (expérience de 

 la croix), sur la fluorescence qu'ils produisent en 

 frappant le verre, le cristal, le rubis, etc., sur les 

 effets mécaniques ou calorifiques qu'ils détermi- 

 nent (rotation d'un moulinet, fusion du platine), 

 sont trop connues' pour qu'il soit nécessaire de les 

 rappeler en détail. Mais l'intérêt de ces expérience 

 n"a nullement diminué, car elles ont servi de base à 

 l'hypothèse, généralement admise aujourd'hui, que 

 les rayons cathodiques sont les trajectoires de par- 

 ticules gazeuses lancées par la cathode avec une 

 vitesse qui est peut-être comparable à celle de la 

 lumière. Ces projectiles infiniment petits sont for- 

 tement chargés d'électricité négative, et conservent 

 cette charge même après avoir traversé la plus 

 épaisse feuille métallique qu'ils soient capables de 

 franchir (Jean Perrin). Cette électrisation n'est 

 peut-être pas étrangère au phénomène de la pro- 

 duction des rayons X. 



I. 



Les p,\rticularités de l'émission catuodique. 



On a pendant longtemps admis que l'émission 

 cathodique, réduite à une simple répulsion ôlectro- 



' Voj'ez à ce sujet la Revue gi'nérale des Sciences, t. II, 

 pages 161 etsuiv., et pages 216 et suiv. 



