Numéro
J. Phys. Radium
Volume 10, Numéro 4, avril 1929
Page(s) 161 - 176
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:01929001004016100
J. Phys. Radium 10, 161-176 (1929)
DOI: 10.1051/jphysrad:01929001004016100

Effet magnétique longitudinal sur les faisceaux d'électrons lents (concentration et dilatation périodiques)

Jean Thibaud

Laboratoire de Physique des Rayons X de l'Ecole des Hautes Etudes


Résumé
Une étude expérimentale est faite de la propagation d'un faisceau étroit d'électrons lents (β= 8 × 10^(-3) à β = 65 × 10^(-3)) qui, sur une partie de son parcours, traverse axialement un champ magnétique à répartition symétrique par rapport à la direction du faisceau (champ produit par une bobine). Pour un faisceau de vitesse bien déterminée βc, on observe, lorsque le champ H varie d'une manière continue, une succession d'états de concentration et de dilatation du faisceau, la section de ce dernier passant périodiquement d'une valeur très petite (0,2 mm) à une valeur considérable (100 mm à 30 cm de la source). 1. Les lois de ce phénomène sont les suivantes : a. Les valeurs Hc (ou H d) du champ magnétique pour lesquelles se produisent les états de concentration (ou de dilatation) croissent en progression arithmétique ; b. Lorsque l'énergie cinétique du faisceau augmente, les champs Hc et Hd varient proportionnellement à la quantité de mouvement de l'électron ; c. Ces champs sont en raison inverse de la longueur L de champ uniforme traversée. 2. L'effet est dû à des enroulements de trajectoires sur des tubes de force de très petit diamètre, d'où il résulte la formation d'un certain nombre de foyers le long de l'axe de la bobine. C'est le passage du faisceau aux extrémités de la bobine, dans les zones de rapide décroissance du champ, qui produit les effets successifs de concentration et de dilatation. La théorie développée s'accorde avec l'expérience. La bobine se comporte vis à vis des électrons comme une lentille de distance focale périodiquement variable vis à vis d'un faisceau lumineux (mécanique ondulatoire). 3. Pour des électrons très lents (moins de 200 volts) le faisceau, dans son état concentré, prend un aspect filiforme très caractéristique qui se maintient même après passage dans des champs de plusieurs milliers de gauss. On a ainsi réalisé l'équivalent d'un étroit pinceau de lumière parallèle. Hypothèses qui peuvent être suggérées par cet état de « cohésion » des électrons (moment magnétique de l'électron). 4. Enfin, de curieuses propriétés des électrons lents sont signalées, particulièrement lorsque leur énergie est d'une centaine de volts : les faisceaux excitent alors une vive fluorescence de diverses substances et surtout des cristaux. Leurs trajectoires deviennent ainsi parfaitement visibles dans l'appareil. Ces propriétés disparaissent graduellement lorsque l'énergie cinétique des corpuscules atteint ou dépasse 300 volts.

PACS
4185 - Beam optics.

Key words
discharges (electric) -- electromagnetic theory