Expériences d'optique électronique

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Expériences d’optique électronique

Charles Fert

To cite this version:

cherchant le maximum de R en fonction de ’À ou en fonction

de

e. On

_{opère donc,}

_par

_réflexion,

de

Fig. 7. 2013 Montage sur _{l’évaporateur.}

la

_façon

suivante,

dans le cas où le

_dépôt

de la lame

mince doit être effectué sur une lame en verre : on réalise avant

_évaporation

la correction locale

de la fonction

_d’appareil

_{pour la}

_longueur

d’onde

choisie,

le faisceau se réfléchissant sur la lame de

verre nue, dont la réflexion est

_pratiquement

indé-pendante

de

À ;

il est commode de choisir la

_phase

du

_balayage

de

façon

à obtenir

_{approximativement}

une lemniscate

_quand

le

_système

est

_{déséquilibré.}

Ensuite,

on ne touche

_plus

à aucun des

_réglages

et l’on

_procède

à

_{l’évaporation,}

en suivant la

_figure

sur

_{l’oscilloscope : lorsque l’épaisseur}

_croît,

la

_figure

de

_{Lissaj ous primitivement}

réduite à un

_segment

de droite horizontal

_{prend rapidement}

de

l’ampli-tude,

puis

reste assez

_longtemps

sans variation

importante; quand l’amplitude

commence à décroître

de

_{façon sensible,}

on arrive

_rapidement

à

_{l’équilibre,}

que l’on

peut

repérer

avec une

_grande

_précision,

11

variant à peu

près

linéairement en fonction de e

(donc

du

_temps)

au

_voisinage

_{de I,}

= o. Il suffit

de manaeuvrer un écran convenable pour arrêter

l’opération,

au moment

_propice.

La

_{figure 7}

donne la

_photographie

du

_montage

réalisé au Laboratoire _pour

_{l’évaporation}

de couches

multiples.

Manuscrit reçu le o décembre 1951.

EXPÉRIENCES

_D’OPTIQUE

_{ÉLECTRONIQUE}

Par CHARLES FERT.

Laboratoire

_{d’Optique électronique.}

Toulouse.

Sommaire. -

Description d’un _{appareil simple d’Optique électronique. Emploi} comme _appareil de

démonstration.

LE JOURNAL DE _PHYSIQUE ET LE RADIUM.

PHYSIQUE APPLIQUÉE.

SUPPLÉMENT AU No 2.

TOME

_13,

FÉVRIER

_1952,

PAGE 64 A.

Nous avons construit un

appareil

destiné à servir de banc

_{d’optique simple}

pour des essais et des

,

expériences

d’Optique

électronique.

En

outre,

cet

appareil

muni d’un écran de

_grandes

_dimensions,

permet

de montrer à un auditoire les

_expériences

fondamentales

_{d’Optique électronique.}

Nous nous _{proposons de le décrire dans} cet

_article,

ainsi

_{que quelques-unes}

des

_expériences

de

démons-tration

_qu’il

_permet

de réaliser.

Llescription générale

de-l’appareil.

-

L’ins-tallation

_comprend

essentiellement

_{(fig. I) :}

- Un tube à vide

démontable;

- Des lentilles

électroniques;

- Des

générateurs;

- Un groupe de pompes.

IoLe tube à vide. - Le tube à vide

(fig. 2), porté

par un banc

_d’optique

_ordinaire,

_comprend

diffé-Fig. 1. - Vue d’ensemble de

l’appareil.

G, générateur; Ch, accumulateur; L, lentilles; C, canon à

électrons; J, jauge; 0, porte-objets..

65 rents éléments raccordés par des

joints

dont

l’étan-chéité est assurée _par un anneau de

_néoprène.

Le

montage

et le

_démontage

sont

_rapides

et

_simples.

Les électrons accélérés

_parcourent,

à la sortie

de

l’anode,

un tube de laiton

prolongé

_par la

_partie

évasée d’un tube de télévision dont l’écran fluo-rescent- a un diamètre

de

3o cm

_(1).

Le

_{porte-objets,}

_représenté

sur la

_figure

2,

permet

de substituer l’un à l’autre huit

_objets

ou

dia-phragmes

différents,

sans

_perturber

le

_vide,

_par

simple rotation

du bouton b. Il est ainsi

_possible

de

présenter

plusieurs expériences

au cours d’une même

séance de cours sans

qu’une

rentrée d’air soit

néces-saire.

Les tubes de raccord entre l’anode et le

porte-objets,

le

_porte-objets

et la

_partie

évasée,

peuvent

être

remplacés,

suivant les

_{expériences,}

_{par des éléments} de différentes

_longueurs.

2° La source

d’éIe.cfrons.

- Le

canon à électrons

(fig.

3)

est du

_type

_{aujourd’hui classique :}

un filament

de

_tungstène

_porté

à l’incandescence émet les

élec-trons ;

ceux-ci sont _{accélérés par} le

_{champ électrique}

qui

règne

entre l’anode et le

_filament.

Le

_cylindre

de

Wehnelt,

porté

à un

_{potentiel réglable,}

_joue

le

rôle d’une lentille

_{électrostatique.}

Il

_permet

de

contrôler l’éclairement

_{électronique}

et de rendre cet éclairement uniforme.

L’intervalle Wehnelt-anode est couramment de

l’ordre de

4

mm.

On

_peut

substituer l’une à l’autre des anodes dont l’ouverture varie de

o,5

à 2 mm. Cette

_opération

est très

_simple,

de même _{que le}

_remplacement

du

filament.

Il est

_possible

de modifier sdus tension la dis-tance filament-Wehnelt et de centrer le filament. Les dimensions du tube de

verre T

ont été choisies

pour

permettre

une accélération

_pouvant

atteindre 5o kV

_(2).

3° Lerdilles

_{électroniques magnétiques (3).}

- Les

expériences

de

démonstration,

en

_Optique

électro-nique, n’exigent

pas

l’emploi

des lentilles

puissantes

utilisées en

_Microscopie

_{électronique.}

Des bobines

courtes,

sans fer ou avec uIi circuit

_magnétique

.

simple

sont suffisantes. Ces

lentilles

sont extérieures

Fig. 2. - Tube à vide.

C, canon a _{électrons; 0, porte-objets; b,} bouton de commande

de la rotation du disque D; sur la périphérie de celui-ci

sont

_disposés

huit ouvertures servant de _logements aux

objets ou _{diaphragmes; E,} écran fluorescent; P, feuille de

protection en _{plexiglass; L,} lentille _magnétique.

au tube. Leur

_support,

monté sur le banc

_d’optique,

permet

de

les

centrer et de les orienter. Nous avons

couramment utilisé deux lentilles du

_type

_représenté

sur la

_figure

2.

La

bobine excitatrice

_comprend

environ 2 ooo tours de fil de cuivre émaillé de

_5/IOe

de

millimètre de

diamètre.

Il est facile

_{de.prévoir l’emploi}

de lentilles munies de

_pièces

_polaires

_{pour réaliser} une

_loupe

puis-sante : le canal de cette

lentille

viendrait alors se

substituer

à l’un des éléments du tube de laiton.

Indiquons

ici que différentes bobines

déflectrices,

dont nous verrons l’intérêt au cours de la

_description

des

_{expériences,}

_peuvent

être montées sur le tube.

4°

Alimentation

_électrique.

-- Le

courant

d’exci-tation des lentilles

_magnétiques

est _{fourni par}

la

batterie du laboratoire. Le

_chauffage

du filament

Fig. 3. -- Canon à électrons.

F, filament de _{tungstène, -b} =

0,12 mm; W,

cylindrer

de

, Wehnelt; A, anode. La rotation du tube de carton-bakélite

t fait varier la distance _{filament-Wehnelt; quatre} vis de

réglage V _permettent le centrage du _fialment;

_t’,

_cylindre de _{plexiglass entourant} les éléments _portés à haute _tension; T, tube de verre _pyrex; 0, raccord avec le groupe de vide.

De _profondes rainures hélicoïdales sont _ménagées dans la partie périphérïqne du support d’anode pour assurer l’eff-cacité du _{pompage dans} le canon. ,

(t,5

A,

2

V)

est _{assuré par} un accumulateur

enfermé

dans une boite de bois bakélisé de 2 cm

_{d’épaisseur}

qui

suffit à assurer son

_{isolement jusqu’à}

25 kV. (1) L’emploi de ce tube de télévision n’est commode _que

pour des expériences de démonstration. Pour une étude de

laboratoire, il est préférable de lui substituer une chambre

munie d’un _{dispositif permettant} d’introduire. une _plaque

photographique dans le vide, afin de _{pouvoir enregistrer}

commodément les images électroniques. Un modèle _simple

de chambre, en voie de réalisation, ne sera pas décrit dans cet

article.

(1) Le réglage de la distance filament-Wehnelt, le _centrage

du filament ne sont pas

indispensables

pour les expériences

de démonstration. Si on limite l’appareil à cet _usage, les

dimensions du tube de verre,peuvent être _réduites, une tension

de 5 à io ooo V étant suffisante pour montrer les _expériences

de formation des _images. Il est possible, dans ce _{cas, de prévoir} un canon à électrons de réalisation plus -simple.

(3) Nous ne _parlerons ici que de l’emploi de lentilles magné=

tiques. Il est facile de prévoir, sur l’un des éléments du tube

La même boîte

contient

une

_pile

de

_polarisation

Wehnelt et deux rhéostats pour le

réglage

du courant de

_chauffage

et de la tension Wehnelt. Ces rhéostats sont _{commandés par des}

_tiges

isolantes et

_réglables

même

quand

la haute tension est établie.

Pour

_produire

la haute tension

continue,

nous nous sommes . d’abord adressé à un

_générateur

simple

monté au laboratoire et

_{qui pouvait}

fournir

quelques millampères

sous 6 00o V. Cette

accélé-ration,

suffisante _pour la

_majorité

des

_expériences

relatives à la formation des

_images,

est un _peu faible

si l’on désire montrer aisément des

_diagrammes

de diffraction

_{électronique.}

Nous voulions éviter

_l’emploi

de

_{générateurs}

lourds et encombrants. ’Une solution

_élégante

_(et

peu

onéreuse)

nous a _{été fournie par}

_l’emploi

de

l’alimentation haute tension

_t25

kV,

200 FA)

prévue

pour un

_appareil

de télévision par

projection.

Pour

l’adapter

à nos

besoins,

elle a été transformée au

laboratoire

afin d’isoler la sortie de

cathode,

la sortie

d’anode étant mise à la masse. Le transformateur haute tension étant suivi d’un

_tripleur

de

tension,

nous avons

_profité

de cette _{circonstance pour}

_disposer

des tensions intermédiaires :

8,3

et 16,7

kV.

On

_aperçoit

l’alimentation et ses trois sorties sur la

_{figure I .}

L’encombrement réduit de ce

géné-rateur est très

_remarquable.

50 _{Le groupe de pompes.} - Le

groupe de pompes

comprend

les éléments

habituels,

rassemblés sur un

même bâti : _pompe

_primaire

à

_palettes,

_pompe

secondaire à diffusion

d’huile,

jauge

à ionisation à

cathode froide et

_système

de vannes

_(fig.

_i).

Il faut moins de 15 mn _{pour réaliser} une

_pression

de 0,1 à

_{o,3 lx}

de mercure, convenable pour la bonne marche des

_{expériences,}

en

_{partant d’upe}

installa-tion au _repos.

La liaison avec le tube à vide est réalisée au _moyen

d’un soufflet

_métallique

_{terminé par deux}

_joints

démontables. Le _groupe est ainsi

_indépendant

de l’installation et il

_peut

être

_utilisé

_{pour d’autres}

expériences.

-Expériences

d’Optique électronique.

-L’appareil

que nous venons de

_décrire,

_lorsqu’il

est

équipé

avec l’écran’ fluorescent de 3o cm, est très commode pour montrer les

_{expériences d’Optique}

électronique

à un auditoire et il nous

_paraît

_répondre

aux nécessités de

_{l’enseignement.}

Nous ne _{pensons pas}

_que

la visibilité des

expé-riences soit la seule condition

_requise

d’un

_montage

destiné à cet _usage. Un

_appareil

de démonstration doit

_pouvoir

être

_transporté

et

monté

dans un

amphithéâtre chaque

fois que la

progression

du

cours

_l’exige.

Ces

_opérations

doivent rester commodes et

_rapides.

Il doit être de construction assez

_simple

pour

qu’un

établissement

_{d’enseignement}

_puisse

envisager

sa

réalisation,

car il est désirable _que

de telles

_expériences

ne restent _{pas le}

_monopole

de

_quelques

laboratoires

_{spécialisés.}

_Enfin,

il doit être

transformable,

afin de

_permettre

les

_montages

très variés

_qu’un

_professeur

_imagine

_toujours

_pour

adapter

les

_expériences

à son

_{enseignement.}

Cette dernière

condition

élimine

_l’emploi

de tubes scellés

_qui

ont

_parfois

été utilisés

_(1).

D’ailleurs,

la

nécessité de faire le vide dans une enceinte ne doit

plus

être

considérée comme un obstacle. La

collec-tion

de

_Physique

d’un laboratoire

_{d’enseignement,}

possède

généralement

un _groupe de _{pompes à} vide dont il existe des modèles à

_grand

débit et _peu encombrants.

Des

_appareils

de

démonstration

démontables

ont

_déjà

été

_présentés,

en

_particulier

_{par H. Seemann}

d’une

_part,

_{par G.} Môllenstedt d’autre

_part

_[2].

Malheureusement,

il est difficile

_{d’envisager}

la

_large

diffusion de ces «

_{projecteurs électroniques »}

_{dans les}

laboratoires

_{d’enseignement.}

L’appareil

que nous utilisons est

_plus

modeste :

il _occupe, sur une table

_ordinaire,

une

surface

de

l’ordre de go X 80

cm2,

y

compris

le groupe de

pompes et les

_{générateurs.}

Tous les éléments sont visibles de l’auditoire

_(fig.

_i).

Le

_transport,

le

mon-tage

et la mise en service

_{exigent 1}

h environ

_(5).

Nous

décrivons,

à titre

_{d’exemple, quelques-unes}

des

_expériences

_présentées

au cours de

_Physique

électronique

à la Faculté des Sciences de Toulouse.

Pour des

_expériences

de

démonstration,

les

_objets

disposés

dans les

_logements

du

_porte-objets

sont constitués

_par

des

_disques

de laiton dans

_lesquels

ont été

_ménagées

des ouvertures de différentes

formes :

_{flèche, fente,}

trou,

croix de

_Malte,

etc.,

ou _par une toile

_métallique.

io

_{Propagation rectiligne.}

- Le trou d’anode

(6)

est une source d’électrons d’étendue assez faible.

Disposons

un

_objet

sur le

_trajet

du faisceau

élec-tronique :

son ombre

_portée

se dessine sur l’écran.

L’emploi

d’une croix de Malte

_rappelle

une

expé-rience

_classique

de Crookes.

go Formation

_d’images.

- Une seule lentille L

est

_disposée

entre le

_porte-objets

et l’écran. La lentille n’étant _pas

excitée,

l’ombre de

_l’objet

est visible

sur l’écran.

Excitons la lentille. Elle fait converger les _rayons

électroniques.

Pour une certaine

excitation,

l’image

de l’anode A se

forme

sur l’écran. Pour une

excitation

plus grande,

on observe

_l’image

de

_{l’objet disposé}

dans le

_{porte-objets.}

La distance

_{objet-lentille}

étant convenablement (1) Voir, par exemple [1]. Rappelons qu’un appareil de démonstration pour la Diffraction électronique a été _présenté

en France dès 19 3 7 par M. J. Trillat au Palais de la Découverte. (5) Cet appareil a été _présenté en fonctionnement à

l’Expo-sition de la Société _française de Physique (Paris, mai _1951). Entièrement démonté pour le _transport, sa mise en service

a été rapide.

, (e) Pour simplifier l’exposé, nous _{supposerons que le trou}

67

choisie,

l’image

couvre la

_{plus grande}

_partie

de

l’ écran.

Les

_figures

4, 5, 6,

sont des

_{photographies}

de l’écran pour différents

objets :

flèche,

croix,

grille.

Fig. 4. -

Image d’une flèche.

Fig. 5. - _{Image d’une croix.}

Fig. 6. -

Image d’une _grille.

3° Mise au

point

de

_l’image.

- La mise

au

_point

se fait par

_réglage

du courant d’excitation de la

lentille.

La source

_{électronique}

étant de faible

_étendue,

la latitude de mise au

_point

est très

_grande.

Il est

possible

de la réduire en utilisant la méthode

ingé-nieuse

_proposée

_{par Le}

_{Poole’ [4].}

Sa mise en oeuvre se

_prête

ici à une réalisation très

_simple.

Deux bobines déflectrices D sont

_disposées

immé-diatement en avant de

_l’objet

et alimentées en

cou-rant alternatif

_{(fig. 7). Chaque point}

de

_l’objet

est

alors traversé _par un

_pinceau

dont l’inclinaison varie entre les

deux

_positions

extrêmes 1 et 2. Tout se _passe comme si l’ouverture du

faisceau’

correspondant

à ce

_point

de

_l’objet

avait

_augmenté.

L’image

« vibre » si la _{lentille n’est pas}

convenable-ment excitée. Cette « _{vibration »}

_disparaît,

au moins

Fig. 7. -

Dispositif de mise au _point des images (dans toutes les _flgures, la trajectoire est _{conventionnellement} tracée dans le plan -de la _feuille).

-dans la

_région

centrale du

_{champ (7),}

si la mise au

point

est bonne. ’

Il

suffit

alors de ne

plus

alimenter les bobines

déflectrices pour observer

_l’image

dans lcs conditions

normales. 1

40

Rotation de

l’image.

- La rotation de

l’image

caractéristique

des lentilles

_magnétiques

s’observe aisément en faisant varier l’excitation de la lentille.

L’inversion du courant d’excitation provoque une

rotation de

_l’image

double de la rotation

_simple

due

à la lentille. La

_figure

8 a été obtenue en

photogra-phiant

sur la même

_{plaque l’image}

d’une flèche pour

les deux sens du courant.

Cette rotation est

_{particulière}

aux lentilles

magné-tiques.

Elle n’a pas

d’équivalent

en

_Optique

ou en

Optique

électronique électrostatique.

Fig. 8. - Rotation de _l’image.

50

_{Images multiple.}

- Une bonne

image

étant obtenue sur

l’écran,

augmentons

progressivement

l’excitation de la lentille :

_{l’image disparait}

d’abord,

puis

une nouvelle

_image

_apparaît

sur l’écran. Celle-ci

peut

être mise au

_point

_par la méthode

_déjà

décrite. (1) L’image vibre _toujours un _peu dans la _région la _plus

Dans ce cas, une

première

_image

_I1

se forme à l’inté-rieur de la

_région

où

_règne

le

_{champ magnétique}

de

Fig. 9. -

Images mutiples.

Fig. o. - Image d’urne flèche,

en

_présence

d’une image intermédiaire.

la lentille et c’est une

_image

₁₂

_qui

est visible sur

l’écran

_(fig.

₉

_{et 10).}

En

_augmentant

encore

l’excitation,

il

_peut

exister 2,

3,

...,

images

intermédiaires

(8).

On sait _que les

_{images électroniques}

obtenues

par des lentilles

électrostatiques présentent

les mêmes

types

d’aberration que celles

qui

ont été étudiées

en

_{Optique :}

aberration de

_{sphéricité,}

coma,

astig-matisme,

courbure de

_champ,

distorsion. Il

_s’ajoute,

pour les lentilles

magnétiques,

trois nouvelles aber-rations liées à la rotation-- de

_{l’image : coma}

aniso-trope,

astigmatisme

anisotrope,

distorsion

aniso-trope.

Ces différentes aberrations

_peuvent

être montrées à un auditoire. Nous nous limiterons

_aux

aspects

observés _pour

celles

_{qui jouent}

un rôle

_important

Fig. Il.

en

_Microscopie

_{électronique :}

aberration de

_sphéricité

sur

_l’axe,

distorsion.

60 Aberration de

_{sphéricité.}

- L’aberratoin de

sphéricité

s’observe d’une manière

_{particulièrement}

nette dans les

_conditions

_{suivantes : Prenons pour}

objet

le trou

d’anode

A.

_Diaphragmons

la lentille L

par une fente

_{(largeur : i}

mm,

longueur : 25

mm

environ).

S’il

_n’y

_{avait pas}

d’aberràtioà

de

_{sphéricité,}

nous

observerions,

pour une certaine

_excitatian,

une

bonne

_image

du trou d’anode.

En

réalité,

la lentille est

_plus

_convergente

pour les

rayons

marginaux

que pour les rayons centraux. et les rayons

correspondant

aux extrémités de la

Fig. 2. - Aberration de

sphéricité.

Fig. 13. - Aberration de

sphéricité.

fente

_convergent

sur l’écran _pour une excitation

plus

faible que celle

qui

est _{nécessaire pour} amener sur l’écran le

_foyer

des _rayons centraux.

En

_{Optique (ou}

en

_{Optique électronique}

électro-statique),

ce résultat serait peu visible en limitant

l’ouverture de la _{lentille par} une fente. On connaît

l’artifice habituellement

_{employé :}

on fixe sur la

lentille le

_diaphragme

_représenté

sur la

_figure

I i.

En

_{éloignant progressivement}

l’écran de la

_lentille,

on

_rencontre,

_{pour des}

positions

différentes,

le

foyer

des rayons

marginaux (pinceaux

1 et

₂₎

et le

_foyer

des _rayons centraux

_(pinceaux

3 et

_4).

Cette méthode

_peut

être utilisée en

Optique

électronique

magnétique.

Mais une circonstance

rend

_l’emploi

d’une

_{fente-diaphragme}

_plus

démons-trative : la rotation du méridien mobile suivant le mouvement d’un électron est

_plus

_grande

_{pour les} (1) Ces « _foyers » _{intermédiaires peuvent être rendus}

visibles par l’ionisation du gaz résiduel, comme cela est réalisé

69 rayons

marginaux

que pour les rayons centraux.

De ce

fait,

la trace des _rayons

_marginaux

ne vient pas recouvrir celle des rayons moins inclinés. On

voit,

si l’on

_augmente

_{progressivement}

l’excitation de la lentille

_diaphragmée

_par une

_fente,

la trace des

rayons

marginaux

se

_{rapprocher plus}

_rapidement

de l’axe

_(fig.

_12).

Pour une excitation

_toujours

croissante,

l’écran se trouve

_placé

entre le

_foyer

des

_{rayons marginaux}

et centraux

_{(fig. 13).}

L’expérience qui

permet

d’observer le

_phénomène

d’une manière continue sur l’écran est très

_brillante,

tout

_{particulièrement}

s’il existe une

_image

intermé-diaire entre

_l’objet

et l’écran

_(9).

Notons que si l’on

_supprime

la

fente,

c’est

l’inter-section de _{l’écran par} la surface

_caustique

_{que l’on}

aperçoit

sur l’écran.

7° Distorsion.

- Prenons

pour

objet

soit une

grille,

soit une

_{croix, soit}

une flèche.

_{L’image, après}

mise au

point,

est déformée. Dans les conditions où nous nous

_plaçons

_ici,

le

_{grandissement}

_augmente

du centre vers les bords

(distorsion isotrope

,en

croissant)

et,

de

_plus,

la rotation de

_l’image

est

_plus

_grande

pour les rayons

_marginaux

que pour les rayons

centraux

_(distorsion

_anisotrope).

Ces deux effets sont

_déjà

nettement visibles sur

les

_{figures 4,}

5 et 6

_{correspondant}

au cas où il

_n’y

a _pas

_d’image

_{intermédiaires.}

Il est

_facile

de mesurer,

sur les

_{photographies présentées}

_ici,

le

_degré

de

distorsion. Les distorsions

_isotrope

et

_anisotrope

sont considérablement

_plus

_importantes

s’il existe

une

_image

intermédiaire,

comme le montre la

_figure

10

prise

dans ces conditions.

8°

_Effet

des

_défauts

de

_symétrie

de révolution.

-Les

conditions de réalisation des lentilles

électro-niques puissantes

ont attiré l’attention sur la

diffi-culté d’obtenir un

_champ

_qui

soit

_parfaitement

de révolution

_{[6], [7]. Lorsque}

cette

_symétrie

est

perturbée,

de nouveaux défauts des

_images

appa-raissent,

dont

_{l’importance}

est bien connue en

Micro-scopie électronique.

,

Il est

_intéressant

et facile de montrer à un

audi-toire les

_images

entachées de tels

défauts,

en

pertur-bant volontairement la

_symétrie

de

révolution

du

champ.

Pour une lentille

_magnétique

du

_type

utilisé

ici,

il

suffit,

par

exemple,

de

_disposer

_quatre

_plaquettes

de fer

doux,

identiques

entre

elles,

à

_goo

l’une de l’autre dans la

_région

de l’isthme de laiton de la

lentille,

où elles sont retenues _{par attraction}

magné-tique.

La

_{figure 14}

_représente

_l’image

_agrandie

de la source,

prise

dans ces conditions.

On

_peut

évidemment varier le

_type

de

_symétrie

en utilisant un nombre différent de

_plaquettes.

Remarque.

--- Toutes les

expériences

que nous venons de citer se font en utilisant une tension

de l’ordre de

5 à 10000

V. Cette accélération est

Fig. 14.

très suffisante pour la visibilité des

expériences

et il est

_possible

de montrer la formation

_d’images.

intermédiaires sans une excitation

_exagérée

de la

lentille.

go

Dittraction électronique.

- En

diffraction

élec-tronique,

une tension d’accélération élevée est

préfé-rable

pour obtenir aisément les

phénomènes.

Nous utilisons 18 ou 25 kV.

Le

_spécimen

sera habituellement un film mince de

métal

_(or,

_{argent) déposé,}

par

évaporation

dans le

vide,

sur une

_pellicule

de collodion. La tenue de

cette

pellicule

est fortement accrue si elle est

_supportée

par une

_{grille métallique}

à mailles fines

(200

mailles

par

inch).

Cette

technique

de

préparation

est celle

qui

est utilisée couramment en

_Microscopie

élec-tronique.

Le trou d’anode sera choisi un _peu

_plus

_petit

_que

dans les

_{expériences précédentes. Cependant,}

le but recherché étant un

_diagramme

brillant,

dont la

finesse

_peut

n’être pas très

_grande,

il est

_préférable

d’éviter des diamètres inférieurs à

o,5

mm.

Fig. 15. -

Diagramme

de diffraction d’un film d’or.

Deux

montages

sont

_possibles,

_qui

sont

couram-ment utilisés dans

les

_appareils

de laboratoire :

a. Une lentille

_{magnétique, disposée}

entre

l’anode

et le

_{porte-objets,}

forme une

_image

de la source sur

(1) Les _{photographies} reproduites sur les figures 2 et 13 ont été _prises dans ces conditions. S’il y a deux _images

l’écran.

_Quand

on intercale le

_spécimen,

les anneaux

de diffraction se

_peignent

sur l’écran.

Pour une tension d’accélération V = 25 o00

V,

la’ longueur

de L. de

_Broglie

des électrons est

Si D est la distance du

_{spécimen à}

_l’écran,

le _rayon r

des anneaux

_{correspondant}

à

une distance réticulaire d est _{donné par}

_{l’expression}

Dans notre

_appareil,

D est voisin de

_4o

cm. Pour

un film

d’or,

le

_premier

anneau

_correspond

à

d-2,35Â

son diamètre est de l’ordre de

2,6

cm et celui des

anneaux extérieurs s’élève à ₇ ou 8 cm.

Le

_{diagramme est, nettement}

visible

_(fig.

15).--b. Pour

_agrandir

ce

_diagramme,

une deuxième

Fig. 16. - Formation d’une

image agrandie

du _diagramme de diffraction.

lentille est

_disposée

entre le

_spécimen

et l’écran

(fig. 16).

L’excitation de

_LI

est

_augmentée

de manière que le

diagramme

se forme dans la

_région

_{Dl. L2}

donne une

_image

agrandie

de ce

_diagramme

sur

l’écran.

Remarques.

- 1° Pour la

plupart

des

_{expériences,}

il est

_{indispensable}

de réaliser un bon

_centrage

de la

lentille. _{On y}

_parvient

en

_prenant

_pour

_objet

celui

qui

est

_reproduit

sur la

_figure

5. La lentille est bien

centrée

_lorsque

_l’image

du trou axial reste immobile et la

_figure

_symétrique

_pour toute excitation.

90 Pour ne _{pas alourdir inutilement} ce

_texte,

nous no.us sommes limité à une

_description

quali-tative des

_{expériences.}

Il est

_important,

au cours

d’un

_{enseignement,}

d’en faire une

_analyse

quanti-tative.

Les mesures de

_{grandissement}

et de distance

conduisent,

comme en

_Optique

_{géométrique,}

à la

distance focale de la lentille. La rotation de

_l’image

se déduit d’une observation telle que celle

_qui

a été

faite

pour obtenir la

figure

8. Il est alors facile de vérifier les formules

_{aujourd’hui classiques}

des lentilles

électroniques magnétiques.

Les coefficients

d’aberrations

(aberration

sphérique,

distorsion

_peuvent,

de

même,

être déduits de

l’ex-périence.

Nous n’avons _pas

_parlé

ici de t’aberration

chroma-tique,

mais son étude est très facile car on

_peut

faire varier dans de

_larges

limites la tension d’accélération

ou le courant d’excitation de la lentille et observer l’effet

_qui

en résulte.

30 Nous

_prévoyons

d’étendre le

_champ

de ces

expériences

pour montrer aux

_étudiants,

sur un

appareil

simple,

les

_techniques

essentielles de

l’Optique

électronique :

réalisation d’une source

à cathode

froide,

qui

puisse

se substituer à la source

actuelle;

emploi

d’une

_loupe

_puissante,

etc.

4°

Le même

_appareil

_peut

être utilisé avec facilité

pour les différentes

expériences

de déflexion

élec-trique

ou

_magnétique,

dont nous avons donné un

exemple.

On

_peut

constituer Un

oscillographe

cathodique d’enseignement.

Cependant,

un tube scellé est

_plus

commode dans ce cas.

Manuscrit reçu le 7 novembre 1951.

BIBLIOGRAPHIE.

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Elektronenlinsen bei _Abbildung eines Punktes. Z. techn.

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von Elektroneninterferenzen und

Elektronenmikro-skopie. Optik, 1948, 3, 221. [3] FERT Ch. -

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[6] BERTEIN F. - Relation entre les défauts de réalisation des lentilles et la netteté de l’image. Ann. Radioélectr.,

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