« Décharge par les rayons de Röntgen, Effet métal » : différence entre les versions
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8. Comme pour l’effet gaz, j’ai vérifié que la quantité d’électricité débitée par l’effet métal dans un condensateur donné atteint rapidement une valeur limite, quand le champ électrique grandit. Le résultat permet, en suivant une marche analogue, de définir et de mesurer ce qu’on appellera ionisation superficielle en un point.
9. A une même distance de la source, l’ionisation par unité de sur-face m’a paru indépendante de l’inclinaison sur le rayon. J’inclinais à 45° sur le rayon le condensateur A’B'C’D' (seul conservé), où la fenêtre KL était assez large pour n'intercepter aucun des rayons utilisés dans la première position. Le volume intéressé par les rayons dans ce condensateur et, par conséquent, l'effet gaz étaient donc multipliés par racine de 2. D'autre part, j'ai vérifié à moins de 1/100 près que l'effet total était multiplié par racine de 2. L'effet métal, différence de ces deux effets, était donc aussi multiplié par racine de 2, précisément comme la surface frappée par les rayons. De même, j'ai vérifié, quand la distance à la source varie, que l'ionisation par unité de surface varie comme l'inverse du carré de cette distance. Ou, ce qui revient au même, un cône de même angle solide produit, à toute distance, le même effet métal dans un condensateur BB' laissé normal aux rayons. Cela, bien entendu, dans les limites où l'absorption est négligeable. Bref, l'ionisation superficielle en un point varie comme l'inverse du carré de la distance entre le point et la source. Cette loi permettrait de fixer, d'une manière indépendante de celle qui m'a été fournie par l'effet gaz, l'unité de quantité de rayons Roentgen. Je crois préférable de garder la première définition, c'est-à-dire de prendre pour unité la quantité de rayons qui, dans l'air, sous la pression de 76 centimètres, libère dans une couche sphérique centrée sur la source et de 1 centimètre d'épaisseur, une unité électrostatique C. G. S d'électricité positive.
10. Soit donc Q la quantité de rayons supposée rayonnée uniformément dans l'angle solide omega; l'ionisation superficielle dans l'élément de surface ds, pris dans la surface de séparation du gaz a et du métal b sera, sous la pression de 76 centimètres et à la température ordinaire,
M(a,b)*(Q/omega)*(ds/(r^2)).
Je propose d'appeler coefficient d'ionisation superficielle les coefficients M(a,b) qui, pour chaque couple gaz-métal, caractérisent l'effet métal. Ils formeraient une classe de constantes qu'on pourrait comparer, à certains égards, aux tensions superficielles ou aux forces électromotrices de contact. Quelques-uns d'entre eux, mesurés grossièrement, sont rassemblés dans le tableau suivant:
* M(Au,air) = 0,9;
* M(Zn,air) = 0,70;
* M(Zn,CO(2)) = 0,80;
* M(Zn, H(2)) = 0,5;
* M(Pb, air) = 0,6;
* M(Al,air) = 0,0;
* M(Al,CO(2)) = 0,0;
* M(Al,H(2) = 0,2.
L'influence des variations de température m'a paru faible ou nulle. Les variations de pression agissent d'une façon plus complexe, que je n'ai pu encore exprimer par une loi simple. De même, et cela en est une conséquence, je ne connais pas de loi simple qui exprime d'une façon générale l'influence de la pression sur l'effet total, somme de l'effet gaz et de l'effet métal.
12. En définitive, si nous supposons connue l'influence de la pression sur l'effet métal, on pourra calculer, dans tous les cas, la quantité d'électricité perdue par un corps sous l'influence des rayons de Röntgen. Imaginons, par exemple, un condensateur plan d'épaisseur l centimètres, perpendiculaire aux rayons qui y pénètrent par une armature en aluminium, l'autre armature étant en sine, et supposons que l'on cherche la quantité d'électricité positive qui passe d'une armature à l'autre quand une quantité de rayons Q entre dans le condensateur. L'application des lois élémentaires que j'ai données montre que, dans l'hydrogène, cette quantité sera, en unités électrostatiques C. G. S. :
Q(M(Al,H(2)) + l.G(H(2)) + M(Zn,H(2)) = Q (0,2 + l.0,026 + 0,5);
G(H(2)) étant le coefficient d'ionisation de l'hydrogène, que des mesures directes m'ont prouvé égal à 0,026. Dans l'air, elle serait :
Q (M(Al,air) + l.G(air) + M(Zn,air)) = Q (0,0 + l.1 + 0,7).
Ainsi le phénomène complexe de la décharge par les rayons Röntgen résulte de la superposition de deux phénomènes, l'effet gaz et l'effet métal, séparément régis par des lois simples.
Jean PERRIN.
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