Expériences sur l`engagement d`atomes dans un faisceau

Exp´eriences sur l’engagement d’atomes dans un faisceau
magn´eto-cathodique ou cathodique
E. Henriot, O. Goche, F. Dony-H´enault
To cite this version:
E. Henriot, O. Goche, F. Dony-H´enault. Exp´eriences sur l’engagement d’atomes dans
un faisceau magn´eto-cathodique ou cathodique. J. Phys. Radium, 1931, 2 (1), pp.1-11.
<10.1051/jphysrad:01931002010100>.<jpa-00233047>
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LE
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
ET
LE
RADIUM
EXPÉRIENCES
SUR
L’ENGAGEMENT
D’ATOMES
DANS UN
FAISCEAU
MAGNÉTO-CATHODIQUE
OU
CATHODIQUE
par
E.
HENRIOT,
O.
GOCHE
et Mlle
F.
DONY-HÉNAULT.
(Université
de
Bruxelles).
Sommaire. 2014
Des
atomes de
substances
diverses
(W,
C,
Pt,
Na,
S) peuvent
être
engagés
dans un faisceau
magnéto-cathodique
ou
cathodique.
Une
fois
engagés,
ils
semblent solidaires
du flux
d’électrons dans
ses
déformations
par
des
champs
électriques
et
magnétiques.
Ils
peuvent
être
dégagés
du
faisceau
électronique
aux
points
de
forte
courbure de
celui-ci.
SÉRIE
VII.
-
TOMME
II.
JANV[ER
1931.
N8
1.
Ces recherches
viennent à la suite
d’expériences
faites,
il
y
a
quelques
années,
par
l’un
de
nous,,
sur les
rayons
magnéto-cathodiques
à
faible
vitesse
(i ).
Dans
ces
expériences
anté-
rieures,
les électrons utilisés étaient émis dans le vide
par
un filament de
tungstène
et
étudiés
dans un
champ magnétique
de
quelques
milliers
de
gauss.
Ils
étaient habituellement
accélérés
par
une
tension
comprise
entre
15
et ~ 000
volts.
Ils
se
comportent
sous
l’actÈom
d’un
champ
électrique
transversal comme
le
prévoit
la
théorie
de Fortin
(2).
En
oubre,
lorsque
l’on fait
varier le
champ magnétique depuis
une
valeur nulle
jusqu’à
sa
valeur
maxima,
le
faisceau
primitivement
cathodique
se
transforme
progressivement
en
faisceau
magnéto-cathodique
sans
qu’aucune
discontinuité
d’aspect
se
manifeste,
comme c’est
le
cas
lorsque
l’expérience
est
faite dans
des tubes
à
gaz.
Il
y
a donc continuité de
propriétés
entre
les
rayons cathodiques
et
les
rayons
magnéto-cathodiques
lorsqu’on
élimine
l’action
parasite
d’une
atmosphère
gazeuse.
Ces
rayons
magnéto-cathodiques produits par
un fila-
ment forment
une
nappe
cylindrique
dont
les
génératrices
sont
parallèles
au
champ
magné-
tique
et dont la directrice est
le
filament.
On
peut
en isoler
un
faisceau filiforme en le
faisant tomber
sur une
fente
fine
disposée
à
90° du
filament.
Ces
faisceaux ont une
extrême finesse :
on
peut
observer leur
marche
par l’impact
lumineux
qu’ils
produisent
sur un écran
à
sulfure de
zinc. Dans
le
vide
ordinaire
d’une
pompe
à
diffusion leur
trajectoire
est rendue
visible
par
une trace lumineuse bleue due à un
gaz
résiduel.
Si
on
refroidit
dans l’air
liquide
ou dans
un
mélange
d’anhydrique
carbonique
et d’acétone une
partie
de
la
canalisation,
on
fait
disparaître
cette trace
bleue : elle est
donc
probablement produite
par
le choc du
faisceau
sur
des
éléments
qui
sont condensables
dans
ces conditions.
Les
trajectoires
se
sont
montrées
indépendantes
de la
présence
de ce
résidu
gazeux
ou de son
absence.
Lorsqu’un
tel
faisceau
magnéto-cathodique
tombe
sur
une
paroi
de
verre,
par
exemple,
il
y
produit
une cathode
secondaire et l’émission
d’un
faisceau
cathodique
de
retour :
les
apparences
complexes
qui
en
résultent sont
complètement explicables par
le
passage
de ce
faisceau
de retour
dans le
champ
électrique
qui
entoure
le
filament
(3).
(1)
E.
HENRIOT
et
R. Moins.
C.
R.lAc.
Sc.,
Belgique
(1927), p.
328-333.
(2)
CH.
FORTIN.
C.
R.,
t.
i38
(1904),
p.
1~94.
(3)
Cf. E. HENRIOT et
R.
MOENS,
loc.
cit.
LE
JOURNAL DE
PHYSIQUE
I;T
LE
RADIUM.
--- SBRiE
YII.
--
T.
Il.
-
N* 1 .
-
JANVIER
i931.
i.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01931002010100

2
En
outre, une ; telle
paroi
due
verre
est
rapidement
percée
d’un
trou très fin.
Cette
action
très corrosive des
rayons magnéto-cathodiques pourrait
peut-être
être
utilisée
pour
percer
les matières dures telles
que
le diamant et le rubis
que
l’on
utilise
parfois pour
faire
des
filières à
tréfiler. Il est
vraisemblable
que
le faisceau
agit
un
peu
à
la
manière
d’un
chalumeau
à
découper par
élévation
de
température
et
arrachement de matière entraînée
par
le
faisceau
de retour. En
insistant suffisamment avec un
faisceau
intense,
nous
avons
percé
une
paroi
d’aluminium;
mais alors l’effet
parait purement
thermique.
Il
est certain
que,
dans
un
faisceau
filiforme,
la densité
des électrons doit être extrê-
mement
grande
étant
donné
les faibles vitesses.
Un
tel faisceau
filiforme
peut
transporter
plusieurs
milliampères,
la section du faisceau n’étant
plus
qu’une
fraction
de
millimètre
carré
1
de mm2
tout au
lus .
carré -
de mm’
tout au
plus
°
Lorsqu’un
tel
faisceau filiforme
pénètre
dans
un
champ électrique
de même direction
que
le
champ
accélérateur
mais
de
sens
inverse,
c’est-à-dire
antagoniste pour
les
électrons,
il
s’arrête en un
point
de son
parcours,
puis
rétrograde
suivant sa
[propre
direction. La
densité en
électrons au
point
de
rétrogradation
doit
être
plus grande
que
partout
ailleurs,
puisque
la
vitesseF
y
est
nulle,
et se
prêter
ainsi
à
des
expériences
sur les électrons
libres
qui
ne
géraient
réalisables
par
aucun
[autre
procédé.
Des
expériences
sont
en
cours
pour
l’utilisation
de
cette
grande
densité d’électrons au
point
de
rétrogradation.
I.
-
RENGAGEMENT
1)’ATONES DANS
UN
FAISCEAU
MAGNÉTO-CATHODIQUE.
La
possibilité
d’engager
des atomes dans
un
faisceau
magnéto-cathodique
est
apparue
fortuitement
à
l’un
de nous
au
cours
d’une
expérience
disposée
comme
l’indique
le
schéma
de
la
figure
i. Un filament F de
tungstène
placé
dans
une
anode
cylindrique
A
p,roduit
une
nappe
mince dé
rayons magnéto -cathodiques qui
vient
tomber sur un écran E en traversant une
large
fente
pratiquée
dans
l’anode.
Le
champ
élec-
trique
est
nul
entre
A
et E. Au
cours
d’une
expé-
rience où le
filament
avait été assez
poussé
pour
provoquer
une
vaporisation
rapide
de ce
filament,
il s’est
formé sur
l’écran
E une
ligne
brun
foncé
très
fine,
projection
cylindrique
du
filament sur E
effectuée
parallèlement
au
champ
magnétique
H,
La
première
idée
qui
nous
vint à
l’esprit
était
Fig.
L
que
le
métal
de l’écran E avait
été
mécaniquement
.
corrodé
par
l’impact
des électrons
(dont
le
pouvoir
corrosif
sur le
verre
avait été
constaté)
et
que
cette corrosion
superficielle
donnait
au
métal
l’aspect
noir des
métaux
pulvérisés.
Mais
ayant
fait le même
dépôt
sur
différents
écrans
métalliques
et sur le verre
(avant
que
la corrosion
soit
sensible),
le fait
que
ce
dépôt
avait
dans
chaque
cas le
même
éclat
(rappelant
l’aspect
du
tungstène)
nous
a
donné une
première
indication
qu’il
s’agissait
d’atomes
(ou
d’ions)
de
tungstène engagés
dans
le
faisceau
magnéto-cathodique.
Nous avons
été
confirmés
dans cette manière de voir : le
dépôt
(effectué
avec d’autres
substances) possède
les
propriétés
caractéristiques
essentielles,
chimiques
notamment,
de la
substance
que
l’on a
vaporisée
pour
l’engager
dans le faisceau.
Technique
utilisée.
-
Au
cours
des
expériences
que
nous
avons faites
pour
trouver
les
caractères
généraux
de ce
phénomène,
nous avons utilisé
deux
techniques
pour engager
des
atomes
dans un
faisceau
magnéto-cathodique (ou
simplement
cathodique
comme
naus
lé errons
plus
loin).
..
----
a)
I1n
filament
F
(voir
figure
2)
de
tungstène
ou de
platine
horizontal
donne,
dans
un
champ
magnétique
H,
une
nappe magnéto-cathodique
plane,
cette
dernière
rencontre
une
anode A dans
laquelle
on
a
pratiqué
une
fente
verticale
fine
p.
A
droite
de
la
fente/le
fais-
ceau
magnéto-cathodique
est
filiforme
et
pénètre
dans
l’intervalle
des
deux
plaques
AE,
où

PLANCHE
I.
1.
Dépôts
ponctuels.
Pt
C
S
’,,"0
2.
Dépôt
ponctuel
de
~a.
3.
Projections
de
filaments.
1Vo
C
Pt L
4.
1)épût
de 1a
entraîné
par
un faisceau
cathodique.
’i.
Dépôt
non
ponctuel
d’atomes
de
,y 0
dégagés
d’un
faisceau
magnéto-c3thodique.