Modifications normales et anormales, sous l'influence d'un champ magnétique, de certaines bandes des spectres d'émission de molécules de divers corps à l'état gazeux

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d’un champ magnétique, de certaines bandes des spectres d’émission de molécules de divers corps à l’état

gazeux

A. Dufour

To cite this version:

A. Dufour. Modifications normales et anormales, sous l’influence d’un champ magnétique, de certaines

bandes des spectres d’émission de molécules de divers corps à l’état gazeux. Radium (Paris), 1908, 5

(10), pp.291-306. �10.1051/radium:01908005010029100�. �jpa-00242308�

Modifications normales et anormales.

sous l’influence d’un champ magnétique,

de certaines bandes des spectres d’émission de molécules de divers corps ^à l’état gazeux

Par A. DUFOUR

[École ^Normale Supérieure.

Laboratoire de physique.]

1.

Historique.

On sait que les dillérents spectres ^se comportent,

au point ^{de vue du} phénomène ^{de Zeeman, de la}

manière suivante 1 :

1° Spectres d’émission.

Les spectres ^{de raies}

contiennent des raies sensibles à l’action du champ magnétique ^et parfois ^{des raies} insensibles ^au champ.

Pour les premières, ^{la raie,} simple quand ^le champ

n’existe pas, ^se transforme sous l’action du champ ^en

un certain nombre de composantes qui n’ont pas ^en

général ^{la même} longueur ^d’onde que la raie primi-

tive et qui ^sont polarisées d’une certaine manière, ^cir- culairement quand ^{elles sont} données par la lumière

qui ^se propage parallèlement ^au champ, ^et rectiligne-

ment dans deux directions rectangulaires pour la lumière émise perpendiculairement ^aux lignes ^de

force. Si l’on appelle phénomène ^{de Zeeman} longitu- dinal, ^celui qu’on observe dans le premier ^{cas, on a}

trouvé que ^toutes les raies d’émission sensibles ^au

champ ^et qu’on ^{a étudiées} jusqu’ici, ^{donnent un} phénomène de Zeeman longitudinal normal dont le caractère ^est le suivant : la composante ^{dont la lon-}

gueur d’onde est. la plus petite, ^{est formée de lu-}

mière polarisée circulairement, ^{dont le sens} de la vibra- tion est le même que celui des ^courants d’Ampère

relatifs au champ mabnétique. ^{Dans le cas de ces raies}

d’émission, on n’a pas ^encore trouvé de raies présen-

tant un phénomène ^{de Zeeman} longitudinal ^anorlnal

caractérisé, _par conséquent, par ^{une rotalion en sens} inverse des courants d’Ampère pour la composante accélérée.

Relativement aux spectres ^{de bandes} d’émission,

on n’a pas ^{encore trouvé} de bandes dont les compo- santes présentent ^un phénomène ^{de Zeeman sensible,}

daus les champs magnétiques ^créés jusqu’ici ^2.

2" Spectres d’absorption.

^Les spectres ^d’ab- sorption des corps gazeux contiennent des raies qui ^se

1. Pour plus ^{de détails,}

reporter

^{livre de} lI. COTION:

SUI’ le phénomène ^{de Zeeman et à un ariicle} qu’il publiera prochainement ^dans la Revue générale ^{des Sciences.}

2. Il. BECQUEREL ^et DESLANDRES. C. IL, 127-18-1898.

comportent ^{comme les raics} d’émission, ^{et des} bandes dont les composantes ^{sont ou} insensibles au champ, ^ou

faiblement modifiées _{par le} champ magnétique,

comme on le constate pour l’hypoazotide ^cru vapeur’.

Au contraire, ^les spectres d’absorption des sels de métaux rares à l’état cristallisé oit dissous contien- nent des bandes qui, ainsi que M. J. Becquerel ^l’a trouvé, présentent ^un phénomène de Zceman anormal suivant les lignes ^de force; ^{M. J.} Becquerel ^a signalé,

comme on sait, parmi ^{ces bandes,} quelques-unes ^don-

nant un phénomène de Zeeman beaucoup plus grand

que celui auquel ^{les raies} d’émission nous avaient habitués 2.

’l’el était donc, ^très brièvement résumé, ^{l’état de}

nos connaissances sur la façon ^{dont se} comportent

les sources lumineuses ou absorbantes dans le champ magnétique, ^{avant les} recherches exposées ^{dans le} pré-

sent mémoire.

Dans un travail dont je ^vais préciser aujourd’hui ^la technique ^{et les} résultats, j’ai apporté ^{les résultats}

nouveaux suivants, ^{tous relatifs aux} spectres ^d’é1nis-

sion des gaz :

1° Il existe des bandes, constituées par ^un ensemble de composantes régulièrement groupées ^{suivant les}

lois connues, qui ^{sont sensibles} à l’action d’un champ magnétique, chaque composante présentant ^le phéno-

mène de Zeeman, ^soit parallèlement, ^soit perpendi-

culairement aux lignes ^{de force.}

2° Parmi ces bandes, ^{les unes} donnent le phéno-

mène de Zeeman longitudinal ^normal, d’autres le

phénomène ^{de Zeeman} longitudinal ^anormal.

5° Il existe des raies qui présentent ^le phénomène

de Zeeman longitudinal ^{anormal; a la vérité, il faut}

dès maintenant remarquer que je n’en ai trouvé

qu’un petit ^{nombre et} qu’elles n’appartiennent pas,

au moins jusqu’à présent, à des séries spectrales.

1. RIGHI. C. R., 127-216-1898 et 128-4j-1899; ^{COTTON. Le} phénomène ^de Zeenzan, p. 99 ^et 100; ^A. DrFouR. Le Radium.

5-86 1908.

2. J. BECQUEREL. C. R., !906-t907, 1.eRadium, ^3-149-215- 1906; 4-49-107-1907; 5-103-1908: Proc. Amsterdam, 1Q- 389-1908, ^etc.

3. DESLANDRES. C. R., i03-57j et 104-972.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01908005010029100

J’ai déjà ^{donné un court résumé de ces dillérents}

résultats 1.

A la inème époque, ^{1B1. iiood2 a} signalé ^{dans lc} spectre ^cannelé d’absorption ^{de la} vapeur de sodium l’existence de raies au voisinage desquelles ^le pouvoir

rotatoire magnétique ^de la sapeur ^est négatif ^{et con-}

finé d’un seul côté de la raie, contrairement à ce qui

se passe pour les ^{raies D} du sodium, par exemple. ^Il

faut remarquer que M. Wood n’a pas pu ^constater

sur ces raies le phénomène ^{de Zeeman} longitudinal

anormal.

1,’,’ntin M. J. Becquerel 3, en faisant jaillir ^{une étincelle}

condensée sur une solution de chlorure ou de nitrate

d’yttrium, ^{a obtenu} des bandes qui ^se comportent dans le champ magnétique ^{de la} même manière que des bandes d’émission du fluorure de calcium, par

exemple, que j’avais indiquées antérieurement 4.

Ce court historique ^{terrniné, avant} de passer ^au détail des expériences, je ^{tiens à remercier M. H.}

Abraham et 1B1. A. Cotton qui ^{ont suivi de} près ^ce

travail ^et qui ^{m’ont donné de} précieux ^conseils.

II.

Technique optique employée. - ^Mesures.

Dispositif expérimental optique. - ^{La source} lumineuse, ^{flamme ou} partie capillaire ^{d’un tube de} Geissler, ^est placée ^{au centre} d’un éleclro-aimant Weiss horizontal : une lentille convergente ^{donne de} la source une image ^{réelle sur une} lame demi-onde pour les radiations utilisées et dont l’axe est à 45 de-

grés ^{de la section} principale, ^ici verticale, ^{d’un nicol} analyseur; ^cette lame, coupée de manière à avoir le bord supérieur horizontal, ^n’est recouverte que par la moitié de l’image réelle de la source, l’autre moi- tié se formant dans l’air. Le faisceau lumineux tout

entier, ^rendu parallèle ^à l’aide d’une lentille, ^travers ensuite une lame quart d*onde orientée comme la

demi-onde, puis ^{le nicol} analyseur, ^{une cuve absor-}

bante qui supprime ^les radiations gênantes ^{et enfin}

une lentille qui ^{donne une} intage ^{réelle de la source}

et par conséquent ^{du bord de la lame demi-onde sur}

la fente verticale d’un collimateur réglé ^{sur l’infini et} dirigé ^{vers un} bon réseau concave de Howland, ^le

même qui ^m’a déjà servi dans mes précédentes ^re-

cherches a. On photographie ^le spectre ^{du troisième}

ou du quatrième ordre donné par le réseau ^en lumière ditiractée à peu près ^normale.

Le dispositif précédent convient pour étudier le

phénomène de Zeeman longitudinal : ^{on obtient sur}

1. A. DUFOUR. C. Il., 146, ^n° 5, 20 janvier, p. 118; n° 5, 3 février, p. 229; n° 12, ²³ mars, p. 634; n° 15, 15 avril, p. 810, ^19U8.

2. WOOD. Philusophical Magazine, 15-274, février 1908.

5. J. BECQUEREL. C. R., 146-683, ⁵⁰

^1908.

4. A. DUFOUR. C. R., 1.46-’118, 20 janvier ^1908.

5. A. DUFOUR. Ann. de ChÙn. et de Phys., ^8e serip, ^9-561- l907 et Le Radiul1l, 5-86-1908.

la plaque photographique ^deux relions juxtaposées correspondant ^aux rayons qui ^{ont traversé la lame}

demi-onde et à ceux qui ^ont passé dans l’air au-des-

sus d*elle. Les vibrations circulaires gauches ^et

droites, émises _{par la source,} sont transformées _par la lame quart ^d’onde, pour celles qui ^n’ont pas ^tra- versé la lame demi-onde, ^en vibrations rectilignes, ^les

nnes verticales, les autres horizontales; ^{le nicol} analy-

seur éteint ces dernières et l’on obtient sur l’une des

régions ^{de la} plaque photographique ^le spectre ^des radiations polarisées circulairement dans un certaiu

sens et émises par la ^source. Si l’on considère main- tenant la partie du faisceau qui ^{a traversé la lame} demi-onde, ^{comme celle-ci} change ^{le sens} des vibra- tions circulaires qui la traversent, ^{on voit} qu’on ^ob-

tient sur la seconde région ^{de la} plaque photogra- phique ^le spectre ^{dû aux} vibrations circulaires de la

source ayant ^{un sens de rotation} opposé ^au précédent.

L’apparence présentée par ^{unc raie} quand ^le champ

est créé est donc la suivante : il nc reste que la com-

posante ^{droite sur une} région ^{de la} plaque ^{et la com-}

posante gauche ^{sur l’autre;} elles s’intervertissent

quand ^on change ^{le sens du} champ. ^Ce procédé ^d’oh-

servation, ^{bien connu} d’ailleurs, ^{rend très} faciles les rPcherches. Les photographies qu’on rencontrera dans

ce mémoire en donneront de nombreux exemples.

Pour étudier le phénomène ^{de Zeemarl avec la}

lumière émise ’perpendiculairement ^au champ, ^{il suf-} fit, ^{avec le} dispositif précédent, ^{de tourner l’électro-}

aimant d’un angle ^{droit et de} supprimer ^{la lame} quart d’onde. Remplaçons ^{dans le} raisonnement précédent

les vibrations circulaires émises par la source en vibra- tions rectilignes, ^on voit aussitôt que ^sur l’une des

régions ^{de la} plaque apparaît ^le spectre ^{dù aux vibra-}

tions rectilignes, perpendiculaires ^au champ, ^énises

par la source, tandis _que sur l’autre région, ^{on a le} spectre des vibrations rectilignes parallèles ^au champ.

Cette fois, ^{comme on} sait, ^{le sens du} champ n’a pas d’influence sur l’apparence obtenue. On trouvera aussi des photographies ^{relatives à ce cas.}

Enfin, ^{on s’est} arrangé ^{de manière à obtenir sur la} plaque photographique, ^{outre les deux} régions précé- dentes, ^{deux autres} régions extrêmes où se trouve le spectre ^{obtenu en l’absence de} chalnp magnétique.

Dans les photographies reproduites ^{ici, ces deux der-}

nières sont numérotées 1 et 4, ^tandis que 2 ^{et 5 corres-} pondent ^aux spectres donnés par la ^source dans le

champ pour deux directions de vibration différentes’.

Obtention des clichés.

1° P0lcr la mesure

des longueurs d’onde. On photographie l’un à côté de l’autre le spectre ^{étudié et le} spectre ^{de l’arc au fer,}

soit par poses simultanées, soit par poses alternatives,

1. Pour les photographies ^du phénomène ^{de Zeeman observé}

perpendiculairement

champ tphot. 2, 4, 6, 8, 10, 12), ^{la ré-}

gion ^{2 est} donnée par les vibrations perpendiculaires

champ.

la _pose relative à l’arc au fer étant dans ce dernier

cas partagée ^{en deux} parties, ^l’une qui précède ^la photographie ^du spectre ^{étudié et l’autre} qui ^la

Slllt, .

2° Poui- l’étude du phénomène de Zeenian. On

enregistre par ^{une même} pose ^les régions ^{2 et 5,} qui

donnent le spectre ^{de la source} placée ^{dans le} champ magnétique, chaque région ^ne comportant qu’une

direction donnée de vibration. Puis, ^à l’aide d’un

système ^{de volets} convenable, ^on protège ^{2 et 5 contre}

la lunrère qui ^{vient du} réseau, ^{on découvre 1 et 4}

sur lesquelles ^on enregistre ^le spectre quand leclaamp

n’existe plus. Naturellement, ^on place ^{dans la cuve}

absorbante le liquide nécessaire, par exemple ^une

solution _aqueuse de chromate de potasse pour les

photographies faites dans la région rouge du spectre,

ou une solution de sulfate de cuivre avec une autre cuve de bisulfate de quinine pour la région ^bleue.

Les durées de pose ^{ont en} général varié de 30 à 45 minutes par couple ^de régions. Quelquefois ^même,

afin de laisser à l’électro-aimant le temps ^{de se} refroidir, ^{on faisait une} _{pose le} ^{matin et on conti-}

nuait la même pose le soir; ceci n’était possible que parce que ^tout le dispositif optique ^était porté par

une grande ^{table de marbre} épais, ^{fort recomman-}

dable pour ^de pareilles recherches.

Mesure des clichés.

Les mesures sur les clichés négatifs originaux ^{ont été} faites à la machine ii diviser, ^{à l’aide} d’un viseur grandissant cinq ^à

s,x fois, ^muni d’un réticule à deux fils parallèles; ^on

amène la raie visée soit sur l’un des fils du réticule,

soit au milieu de leur intervalle.

Le calcul des longueurs ^{d’onde a été conduit ainsï :}

à l’aide des planches ^{oil se trouve} reproduit ^le spectre

de l’arc ^au fer, par MM. Fabry ^{et Buisson, il est facile}

de trouver immédiatement les longueurs ^d’onde approchées des raies du fer qui ^{sont sur le cliché ; en}

se reportant ^{à la} table de nombres qu’ils ^{ont don-}

née’, ^{on obtient} _pour ^un certain nombre de ces raies les longueurs ^d’onde, dans l’air dans les conditions ordinaires, ^{avec une} grande approximation. ^{On choi-}

sit deux de ces dernières raies qui ^{se trouvent sur le}

cliché à une certaine distance l’une de l’autre et en

aclmettant que les variations de distance sur la plaque

sont proportionnelles ^aux variations de longueur d’onde, ^on peut à l’aide des deux raies du fer prises

comme bases, ^calculer rapidernent ^les longueurs ^d’onde

de toutes les raies du _{cliché y} compris ^{celles du fer.}

Les nombres trouvés ainsi sont un peu inexacts, ^car

l’hypothèse ^faite plus haut n’est pas vraie d’une part

parce que le réseau ^ne donne pas ^une dispersion

tout à fait normale et d’autre part parce que la

plaque plane n’épouse pas la surface de lnise au point,

mais lui est seulement sécante; ^{on s’en} aperçoit ^d’ail-

1. et BUISSON. c. R., 143-163-1906.

leurs à ce que les valeurs trouvées pour les longueurs

d’onde des raies du fer, ^autres que les deux choisie pour bases, ^ne coïncident _pas exactement avec celles des tables de Fabry ^{et Buisson. On trace alors, à l’aide de}

ces données, ^{une courbe} de correction pour ^établir

cette coïncidence ; connaissant la position ^{d’une ra*e du} spectre étudié, ^il n’y ^a plus qu’à faire subir à la lon- gueur d’onde trouvée tout à l’heure, ^la petite ^correc-

tion donnée par la ^courbe, pour avoir la longueur ^d’onde plus ^{exacte. Ce} procédé, qui paraît ^un peu long, ^est

au contraire très rapide quand ^{on a} beaucoup ^de

raies sur un même cliché comme c’est ici souvent le

cas.

Précision des mesures. - Une unité d’Angs-

trôm correspond ^{ir une distance} d’un tiers de milli- mètre environ _pour les clichés faits dans le spectre

de troisième ordre du réseau; la machine à diviser donne le 1 800 de millimètre à chaque pointé, ^mais

comme les composantes ^{des bandes sont en} général dégradées d’un certain côté, ^{on ne} peut repérer ^leur place ^{avec autant} de certitude _que pour ^une raie fine

d’apparence symétrique; ^{en fait on ne} peut guère répondre ^de plus de 1 50 ^de millimètre sur leur posi-

tion résultant des mesures. En conséquence, ^{si le}

chiffre des dixièmes d’unité d’Ángstrom _peut ^êtrc

considéré comme exact à moins d’un demi-dixième d’U. A. près, le chiffre suivant est donné simplement

à titre d’indication dans les tableaux numériques

ultérieurs.

Pour ce qui ^concerne les écarts des doublets observés dans le champ magnétique, ^la précision ^{est bien infé-}

rieure encore : à l’erreur possible ^{sur la valeur du} champ magnétique ^dans chaque expérience, ^vient s’ajouter

l’erreur due aux pointés ^{où l’on est} gêné par la ^con- stitution même des radiations étudiées. Si en tant que

mesures relatives, les résultats obtenus sur un même cliché ^sont assez satisfaisants, les nombres donnés pour les valeurs absolues des écarts des doublets ne sont que grossièrement approchés; l’erreurpeut ^faci-

elnent arriver

au 1 20 ^{et meme au} 1 10. ^{Je ne me suis}

d«ailleurs _pas proposé, ^{dans ce} présent ^{travail, de me-}

surer d’une manière précise l’action ^du champ magné- tique ^{sur les} composantes ^des bandes, ^mais simple-

ment de montrer cette action d’une manière certaine et à cet effet d’en donner surtout l’ordre de grandeur,

remettant â plus ^{tard les mesures} précises.

111.

Expériences ^{faites sur} les fluorures et chlorures alcalino-terreux.

Les spectres de bandes des fluorures alcalino-ter-

reux ont déjà ^fait l’objet d’une étude soignée par

M. Fabry* clui ^les obtenait har volatilisation des sels dans l’arc électrique (charbons ^{d’are a} flamme) . ^{Il a}

donné les fréquences ^{N des} composantes des bandes et les formules du type ^{de M.} Deslandres N -- A ⁺

(BIll + C)2 qui ^{les relient entre elles et dans les-} quelles ^{B seul} peut ^être positif ^ou négatif. ^{Ces bandes}

sont d’ailleurs rcnversables comme l’a montre Wal- ler2, puis Humphreys3. ^{De nouvelles mesures ont été}

données _par Ri)seh 4. sur ces spectres produits ^dans

l’arc.

Cette étude a ëtéreprise ^{etétendne aux} différents coni-

posés alcalino-terreux halogènes par Morgan ^OhJnstt’d

qui volatilise dans la flamme d’un chalumeau alilnenté par du _gaz d’éclairage ^{et de} l’oxygène ^{ces différents} se!s; ^son appareil dispersif est constitué par ^un petit

réseau _concave; il photographie ^{les bandes obtenues}

et en mesure les longueurs ^{d’onde, afin} de grouper dans des formules les fréquences ^des composantes ^des bandes et d’essayer ^{de trouver des relations entre ces}

différents spectres ^{dont la structure est si} compliquée.

Source lumineuse employée. - J’ai utilisé

un procédé ^{tout à fait} analogue ^au précédent pour obtenir les spectres ^{des corps} que j’ai ^{étudiés au} point

de vue du phénomène ^de Zeeman. Le sel est projeté ^à

l’état de poudre ^{fine et sèche dans} la flamme d’un chalumeau oxyacétylénique; il y ^est immédiatement volatilisé et émet alors sou spectre propre, ainsi que celui des produits ^{de sa} dissociation ou de sa déconi-

position par réaction chimiques ^{sur les} gaz de la flamme.

On trouve dans le commerce les fluorures de cal-

cium, de strontium et de baryum ^en poudre ^{fine et}

sèche produite par précipitation ^et par conséquent apte ù servir dans ces recherches. Quant ^{aux chlo-}

rures alcalino-terreux, ^{on les obtient à l’état} _pur fondu ; ^{il faut alors les} pulvériser ^{et les tamiser avant}

de les mettre dans l’appareil projecteur; ^cette opéra-

tion doit être rapidement faite pour ^le chlorure de calcium en particulier qui ^{est fortement} déliquescent.

La figure ¹ représente ^{le chalumeau et} l’appareil projecteur employés. ^Le mélange d’acétylène ^et d’oxygène arrive par le tube A ^et vient brûler en S en

donnant une flamme verticale, bleue, très peu lumi-

neuse et très chaude. Le sel en poudre, ^versé par le tube C qu’on referme aussitôt par ^un bouchon, ^arrive dans le réservoir R dans lequel peul ^{tourner très} rapide-

ment une hélice lI mue à l’aide d’une poulie ^{reliée à un}

moteur électrique. ^{A cause} de la rotation de l’hélice Il dans ^un sens convenable, ^{il se} produit ^un nuage per- 1. FABRY. C. IL, 138-1M1-1904 et 140-578-1905); Journ.

de Phys., ^{4e scrip,} 4-213-1905; Astrophys. Journal, ^21, n° 4, mai 1905.

2. WALTER. Phy,çih:. Zeitschrift, 9-233-1908.

5. HmIPHREYS. Astrophys. ^{Journal, 22,}

^3, p. 220, 1 gO:).

4. RÕSCH. Iiiauq ^Dissert. Bonn., 1906.

5. OHMSTED. Beiblätter. 31-283-1907.

manent forme (tu sel en poussière constamment pro-

jc’u ^{de bas en haut. Un courant d’air sec,} flrrivilnt _par le tube B, entraîne la poudre ^en suspension jusque

Fig. 1.

dans la flamme au travers de l’espace ^{annulaire com-} pris ^entre les tubes J et K. On obtient une flamme très éclairante d’éclat suffisant _pour l’étude au

réseau

Les dimensions de l’appareil ^{sont assez} petites pour

qu’on puisse l’introduire, en entier entre les deux bo- bines d’un électro-aimant Weiss ordinaire (diamètre

des noyaux - 7 cm. ) ; ^{on a en} général opéré ^{avec des} entrefers de 8 millimètres donnant un champ ^de

15700 unités environ pour ^les observations faite, dans le sens des lignes ^{de force et un} champ ^{de 17000} quand ^{les trous des} pièces polaires ^sont bouchés pour l’observation dans le sens perpendiculaire ^au champ.

Remarque. - Pour avoir plus ^de certitude dans la désignation ^{des bandes} qui présentent ^le phéno-

mène de Zeeman, j ai ^{mesuré à nouveau les} longueurs

d’onde de leurs composantes, bien que ^ce travail ait été déjà ^{fait en détail avant} moi par les expérimen-

tateurs que j’ai cités. Les nombres donnés dans la seconde colonne des tableaux numériques qu’on ^trou-

vera plus ^{loin sont donc les} longueurs d onde dans l’air des composantes ^{des bandes déduites des me-}

sures faites sur mes clichés. Les valeurs des intensités inscrites dans la colonne suivante sont données sim-

plement ^{à titre} d’indication pour qu’on puisse ^voir

le ^sens dans lequel les bandes sont dégradées; ^les

’1. Il est indispensable ^{de mettre les} apparcils ^et l’opérateur

a l’abri des vapeurs qui s’échappent de la flamme. A cet effet.

nn

ventilateur aspire

produits immédiatement au-dessus de

l’électro-aimant est les rejette

^dehors du lehnratuirc.

nombres sont d’autant plus grands que l’intensité ^est

plus ^forte.

Fluorure de calcium. - Toutes les handes du fluorure de calcium, ^assez intenses pour (lue j’aie pu les voir, ^ont, paru sensibles a l’action du champ ^ma-

Phot. 1.

Phénomène de Zeeman longitudinal présenté par le spcclre ^{d’émission} du iluorarc de calcium (1 ^{et 4}

champ, ^{2 et 5}

champ).

La bande D" _yo part ^{de h}

^{6064.19 est} normale; ^{la bande D’} CA

6050,81) ^{et Ja bande n} (h

6036.96) ^sout anormales avec résidu. (II = 13700.)

gnétique, mais â des degrés divers. Ainsi les bande5

appelées Bi ^et B, par M. Fabry ^{et pour} lesquelles ^la

constante B de la formule des fréquences ^est positive,

Phot. C.

Phénomène de Zceman (observation perpendiculaire

champ) pré-

senié par le spectre d’émission du lluorure de calcium ( ^{et 4 sans} champ; ^{C et}

3avec champ).

Les bandes D" et D’ donnent

quadruplet inverse; ^{la bande D donne}

même doublet pour les deux directions de vibration. (Il = 17000.)

subissent une très faible méditation dans le champ,

tandis que les bandes C D D’ D" D"’, pour lesquelles

la constante B seule a changé ^de signe, ^{donnent une}

moditication très notable. Je signale de suite que C et D"’ très peu intenses présentent ^le phénomène ^de

Zeeman longitudinal ^{anormal et} j’insisterai ^seulement

sur D D’ I)" très intenses et que j’ai photogra- phiées.

Au sujet ^{de ces} trois bandes Dh’ D", M. Henri Bec-

querel1 ^{a émis} l’opinion qu’elles ^{étaient dues a un}

1. IL BECQUEREL. ^r:. 1.1., 146, ^n° 4, ²⁷ janvier, p. 134 ^a

spectre ^{de terres rares et} qu’elles correspondaient ^au

groupe orangé (h 60703BC 03BC-602 03BC03BC) dn saniariuni : il a reconnu d’ailleurs liii-mènie qu’après avoir varié les conditions des expériences, ^{il nc} pouvait ^maintenir

cette conclusion.

Ces handes 1) D’ 1," du fluorure de calcium sont

formées de composantes qui ^{sont tou-}

tes à bord net du côté du rouge ^et dé-

gradées de l’au(re côté; ^dans chaque

bande les composantes ^{vont en dimi-}

nuant d’intensité ^en allant du rouge

verts le violet ; ^au total les bandes et leurs composantes ^sont dégradées ^du

côté des petites longueurs ^d’ondc.

On trouvcra à la page 296 le tableau des résultats de l’étude du phéno-

mène de Zeeman pour le fluorure de calcium; ^les photograpliies 1 ^{et 2} reproduisent ^{les clichés} originaux ^avec

un grandissement égal ^{u 2,5 environ} (le même d’ailleurs pour ^{toutes les} autres photographies ^{de ce} mémoire).

Il iant remarquer que la polari-

sation circulaire incomplète ^{des dou-}

blets des bandes D et D’ _{pour le} phénomène ^{de Zee-}

man longitudinal ^n’est pas ^{due à un défaut de}

réglage puisqu’on ^{obtient en mème} temps que D D’

sur la même plaque ^{la bande D"} qui

est normale et dont les doublets pré-

sentent une polarisation ^circulaire

pure. Ces faits ont été vérifiés plu-

sieurs fois avec beaucoup de soin aussi bien sur le spectre d’émission de la vapeur de fluorure de calcium _que

sur son spectre d’absorption. ^Un phé-

nomène analogue avait été déjà ^con-

slaté’

sur des bandes d’absorption ^de

certains cristaux de terres rares.

L’existence de ces résidus de polari-

sation parai ^{t devoir être très} importante

pour l’explication ^des phénomènes ^de

Zecman longitudinaux ^{anormaux. Nous}

verrons que les ^autres bandes _anor- males étudiées ici présentent ^{un même} résidu, ^mais je u’ai pas fait pour elles la même étude soignée que pour les bandes du fluo-

rure de calcium, ^{car les lames} denli-onde et quart

d’onde n’étaient pas rigoureusement ^{demi onde et} quart d’onde pour les ^autres régions ^du spectre;

néanmoins il sensible que ^cette po’arisation ^circulairc incomplète ^soit générale pour les bandes anormales de ^{ce s} corps.

156 et n° 6, 10 février, p. àô7, 1908; ^Le Radium, 5, ^n° 4, avril, p. 112, ^1908.

’1. H. BECQUEREL. C. li., 146, ^n° 9, ²

^{1908 Sur} quel-

ques spectres ^de phosphorescence, p. 444 et 445.

2. J. BECQUEREL. ^Proceed. Amsterdam, 10-359-1908.

Enfin dans le cas particulier ^du

fluorure de calcium il faut remar-

quer que l’on a un exemple ^{de bande} donnant, perpendiculairement ^aux lignes ^{de force, un} quadruplet ^in-

verse ; ceci est intéressant, ^{car on a}

trouvé bien peu de ^raies donnant le même phénomène.

Chlorure de calcium. - Je n’ai étudié pour ^ce corps que les trois bandes _que j’appelle A ^{A’ et A" et} qui correspondent ^aux précédentes ^D

D’ D" du fluorure de calcium mais

avec des composantes plus ^serrées.

Elles sont beaucoup ^{moins mar-} quées ^{dans le} spectre ^{que les} précé-

dentes et cela tient sans doute à la

plus faible stabilité de ce composé ^à

haute température. ^Cela explique pourquoi ^les photographies 5 ^{et 4} qui ^les représentent ^{sont moins}

bonnes que les deux premières, ^bien

quc les plaques employées ^fussent

encore des plaques Lumière sensibles pour ^le jaune ^1.

On remarquera que ^ces bandes se

comportent ^{dans le} champ magnéti-

1. Je

possédais pas alors les excellen- tes plaques ^Wratten, beaucoup plus ^sensi-

bles et dont je

suis servi pour les pho- tographies ^{suivants failes dans la} région rouge du spectre.

Phot 5.

Phénomène de Zceman longitudinal présenté par le spectre ^{d’émission} du chlorure de calcium (1 ^{et 4 sans} champ, ^{2 et 5 avec} champ).

La liaiide 3" qui part ^de h=6211,25 ^{donne le} phénomène normal; les bandes A’

(h

^6193.0J) 1 >1 3 (X

6184,56) ^sont anormales. (II

15 itl0.)

Phot 4.

’Phénomène de Zeeman (observ. perpendiculaire

champ; présenté par ^If’

spectre d’émission du chlorure de calcium (1 ^{et 4}

champ, ^{2 et 5 avec} champ).

La bande A" donne

quadruplet inverse; la bande A dôme

double) égal pour les cleuv

directions de vibration : la raie R (h

GIH2.3) montre le phenomène habituel . (H

17000.)

Résultats de l’étude du phénomène de Zeeman

taines bandes du spectre d’émission du chlorure de calcium .

que d’une manière ^{tout à} fait analogue ^{u celles}

du Iluorure. J’ai retrouvé cette même similitude dans les bandes du bromure de calcium que j ai

aussi étudiées.

Fluorure de strontium.

Je désigne ^{les ban-}

des du fluorure de slronlium de la même manière que M. Fabry. ^{La bande} 132 (vers ^h = 578) qu’on ^{voit assez} facilement, ^{donne un} phénomène de Zeeman très petit,

dans _{le genre} de celui des bandes B du fluorure de calcium. Les autres bandes D’ E E’ E" E"’ que j’ai photographiées ^{donnent un} phénomène ^{notable ;} pour la bande D’, ^{dont les} composantes ^sont peu intenses ^et

assez serrées, ^{les clichés ne} peuvent renseigner ^nette-

ment car les doublets empiètent ^{les uns sur les autres ;}

au contraire pour E E’ E"’ les résultats ne sont pas douteux (photographies 5 ^et 6) ; ^{E" a une intensité} trop faible pour qu’on puisse être affirmatif. On trou- vera a la page 298 le tableau numérique ^{relatif à ce}

corps.

Chlorure de strontium.

Ce corps donne ^un des plus ^beaux spectres ^de toute cette série ; on y

trouve un grand ^{nombre de bandes, les} composantes

l’hot. o,

Plténomèttc tic Zeetnan longitudinal présente par ^le spectre Il émusston du fluorurc de strontium Il ^{el 1}

champ, 2 et 3

champ).

La raie R (h=6303,91) ^et la bande C"’ qm part ^de h=6632,43 dorment le phénomène ^normal: les handes E 0,

6311,84) ^{et E’}

(h

6327,39) ^sont anormales. (II= ^{13 750).}

La raie H donne

triplet pur: les bandes E. E’ et E"’ donnent

doublet, le même pour les deux directions de vibration. 1 H

170CC.

de toutes ^ces bandes étant dégradées ^vers le violet et

diminuant d’intensité en allant ^vers le violet, ^comme

Résultats de l’étude du phénomène de Zeeman

taines bandes du spectre d’émission du fluorure de strontium.

cela se présente d’ailleurs pour ^{les bandes contenues} dans les trois tableaux précédents. ^{Sur les clichés} obtenus, ^{on trouve} deux bandes (c) ^et (d) ^{très inten-}

ses, la première partant ^de h=6358,58 ^et la seconde de ), == G562,3H ^{et dont les} composanles ^{sont rmélan-} gées ^à partir d’un certain moment; elles ^{sont toutes} deux très ncttement sensibles au champ magnétique,

mais elles donnent un phénomène beaucoup plus complique quc ^{les autres} bandes étudiées dans ce mé-

inoire ; je ^ne parlerai pas ici de ces bandes, ^renlettant

à une publication ultérieure les résultats que ^leur étude m’a fournis. Je iiie lirniterai aux bandes (e) (f) (g) (h) (i) qui ^sont rapportées ^dans le tableau de la page 299 et dont quelques-unes ^sont reproduites

dans les photographies ^{7 et 8.}

Il faut remarquer dans ^ce tableau la bande (h) clui

donne un quadruplet ^normal bien net, le premier ^ren-

contre ici, ^et qui rappelle, ^{tout en étant un} peu plus grand, lequadruplet donné par la ^raie D1 ^{du sodium.}

Fluorure de baryum. - ^{Les bandes du fluorure}

de baryum que j’ai ^{étudiées se trouvent dans le} blcu ; il n’y ^{en a} qu’une qui ^{soit intense, c’est la bande A.}

Les photographies ^{ont été} pénibles à ^{faire à cause du}

peu d’éclat ^de la flamme. Le tableau de la page 500

et les photographies ^{9 et 10} (pages ^{299 et} 500)

donnent les résultats obtenus ; ^celte fois les bandes et les composantes ^sont dégradées ^vers le rouge.

Les écarts des doublets trouvés sont plus petits que les précédents; ^{il ne} faut pas s’en étonner car les lon- gueurs d’onde sont plus petites que dans le cas du cal- cium et du strontium; ^{en outre il nc} paraît pas y ^avoir de relation à établir entre ce spectre ^{et les} précédents puisque ^{la texture} des bandes n’est plus ^{la même.}

Chlorure de baryttm. - ^{Pour ce} corps ^comme pour ^le précédent ^les photographies ^{ont été} difficiles.

En observant visuellement avec un oculaire les modi- fications éprouvées par ^le spectre ^sous l’influence du

Phot. ï.

Phénomène de Zccman longitudinal présente par le spectre démission du cidorure de strontium ( 1 et 4 sans champ, 2 et 3 avec champ).

La raie R (h=6707,08) et la bande h qui part d = 744,61 sont normales, les bandes f (h=6613,39); g(h=6619,81), et i(h=6735,51)

sont

anormales (H=13750).

Phot. 8. - PIIiSnomènc de Zecman (observation pprpcndicutairc

champ) pusmolé par le spectre d’cnnssion du chlorure de strontium ,l ct ⁴

champ ^{ct n avec} clamly.

La l’aie R donne

trlplel pur: ^la bande fi donne

quadl’uplct ordinaire; ^{lnç baiides} f, g, i, ^donnent

^doublet égal pour ^{les deux} dii-petioii, de vibration. (H =17000).

Rèsultats de l’étude du phénomène de Zeeman

certaines bandes du spectre d’émission ^du chlorure de strontium.

Phot. 9.

Phénomène de zeeman longitudinal présenté par ^le spectre ^{d’émission} du lruorure de baryum (1 ^{pt 4}

champ, ^{2 et 3 avec} champ).

La raie R (h

4934,09) et la bande C qui part ^{de h=} 5000,71 ^sont normales; les hjndcs A (A

4950,85) ^{et B} (i,

4992,23) ^sont anormalos. (H

13700).

champ magnétique ^{on a eu} les résul- tats suivants dont quelques-uns ^sont

naturellement moins certains que

ceux donnés par les photographies :

on troue d’abord les bandes 81 et P constituées par des composantes ^dé- gradées ^vers le rouge, tandis que h ^s bandes mêmes sont dégradées ^vers

le violet, ^et qui ^se retrouvent sur

les photographies ^{11 et 12} (pages ³⁰⁰

et 501); ^{à cause} de l’enchevêtrement t de ces deux bandes il est difficile de voir nettement comment se comporte la bande Nl sous l’action du champ;

on rencontre ensuite en allant vers le

rouge ^une bande faible (h=5166,08)

Phot. 10.

Phénomène de Zeeman (observation perpendiculaire

CHamp) présenté par le spectre d’émission du flllol’llrC de baryum (1 ^{et 4 sans} champ, ^{2 et 3}

champ).

La raie fi donne

quadruplât ordiuaire ; ^{la bande donne}

quadruplet ^(Il

^17000).

Résultats de l’étude ^du phénomène de Zeeman

taines bandes du spectre d’émission du fluorure de baryum.

+ (Bm + C)’ pour le chlorure ^de ba- ryum (A B C ^sont positifs., pour ^{m = fi}

on obtient la fréquence ^de la comho- sante la plus intense de la bande).

11 y ^a lieu d’espérer que l’exis- tence du phénomène ^{de Zeeman} pour

toutes ces bandes permettra ^{de trou-}

fer des liens nouveaux entre elles et de faciliter l’étude très compli- quée ^{de leurs} rapports ^{avec la com-}

position chimique, par exemple, ^du

corps qui ^{les émet.}

IV. - Etude du spectre ^{du fluo-}

rure de siIiciurn.

()n ^a étudié de la mêmc façon

qui paraît ^{donner le} phénomène ^de

Zecinan longitudinal anormal ainsi que les bandes h=5192,16 ^et

h

5241 J,O (bande Q) ; ^tandis que les bandes h=5168,17 _{très peu}

intense et h=5244,30 (bande H)

semblent donner le phénomène ^nor- mal ; ^il faut remarquer ^en passant

que les composantes ^{des bandes Q}

et R sont très serrées, ^ce qui ^rend

encore plus difficile l’observation du

phénomène ^{de Zeeman.}

On trouvera à la _page 301 le tableau des résultats obtenus.

En résumé, ^{il est} établi que les composantes ^des bandes d’émission des fluorures et

chlorures alcalino-terreux volatilisés dans la flamme

présentent ^le phénomène ^de Zeeman aussi bien dans le sens des lignes ^{de force} que perpendiculairement

au champ. ^{Dans le} premier ^cas certaines de ^ces ban- des donnent le phénomène ^{normal, d’autres au con-}

traire montrent le phénomène longitudinal ^anormal.

Perpendiculairement ^au champ, ^toutes les compo- santes des bandes sensibles ^au champ ^{donnent des}

doublets ^ou des quadruplets normaux ou anormaux.

Si l’on veut essayer de rapprocher ^{entre elles les}

bandes de ces différents specires, il convient d’abord de grouper ensemble ^les composés du calcium et du strontium, ^{ceux du} baryum ^{restant à} part. ^En effet,

si l’on se limite aux bandes étudiées dans ^ce mémoire

en détail, ^celles qui ^{sont relatives aux deux} premiers

corps ^sont dégradées ^{vers le} violet, ^tandis que pour les composés ^du baryum ^c’est l’inverse. En outre le type ^{de la formule des} fréquences ^des composantes d’une bande est uT = A - (C + Bm)2 pour les sels de calcium et de strontium, tandis qu’il ^{est N=A}

-I- (C - Hm) 2 pour ^{le fluorure de} baryum ^{et N = A}

Phot. 11. - Phénomène de Zeeman longitudinal présenté ^{par le spectre d’émission}

du chlorure de baryum (1 ^{et 4}

champ, ^{2 et 5}

champ).

La bande P qui part ^{de A} =3159,07

la bande )1 (A =5151,90) ^{sont anormale.}

(H= J:J 700).

l’action d’un champ magnétique ^{sur le beau} spectre

du fluorure de silicium dans les tubes de Geissler. On

Phul. 12. - Phénomène clc Zccman (observation perpendiculaire

champ) pré-

senti; par le spectre d’émission du chlorure de baryum (1 ^{et 4 sans} champ

2 et 5

champ).

I,a bande P donne

doublet presque égal pour ^{les deux} directions de vibration

(11=17000).

Résultats de l’étude du phénomène ^{de Zeeman}

taines bandes du spectre d’émission du chlorure de baryum.

s’est limiié à la recherche du phénomène ^{de Zec-}

mun longitudinal pour les bandes d’émission de ce

corps.

Tube de Geissler employé. - Hemarquons ^d’abord qu il ^{faut faire}

passer la décharge ^dans le tube pa- rallèlemeut aux lignes ^{de force si}

l’on veut éviter les phénomènes ^ac-

eessoires gênants ^constatés par M. Chautard, puis ^{M. Cotton 1,} quand

le tube de Geissler ^{a sa} partie capil-

laire perpendiculaire ^au champ. ^Mais

cela nc suffit pas ^car la plus grande

difficulté qu’on ^rencontre quand ^on

veut étudier le phénomène ^{de Zeeman} longitudinal ^{sur le} spectre ^d’un gaz renfermé dans un tube de Geissler

est de mettre la source de lumière tout entière dans le chanip magné- tique : ^{en effet, si une} portion ^lumi-

neuse du tube n’est pas ^{dans le} champ, elle donne le

spectre ordinaire de la substance et on obtient sur la

plaque photographique ^le mélange ^du spectre ^ordi-

naire et du spectre modifié par ^le champ; ^{comme on}

ne peut ^{obtenir entre} pièces polaires percées, ^{avec les}

électro-aimants ordinaires, ^un champ considérable, l’efret Zeeman est petit ^{et dans ces} conditions il _passe

inaperçu.

Dans le cas particulier du fluornre de silicium, ^il y ^{a une autre} difficulté : _{le gaz} se décompose ^sous

l’influence de ^la décharge ^{et le tube se vide} presque

complètement. ^Il suffit pour éviter cela d’opérer,

comme Capstick2 ^et Gehlhoff3, c’est-à-dire de faire entrer de temps ^en temps ^du gaz ^neut dans le tube

ou de faire traverser le tube à décharge par ^{un lent}

courant de gaz â la pression convenable. Enfin pour éviter que les dépôts produits par la décomposition

du gazrendent opaque la paroi transparente ^{du tube au}

travers de laquelle ^la lumiére doit passer, il faut qu’elle

soit le plus ^loin possible ^{de la} région lumineuse du gaz.

Le tube que j’ai employé, ^{dans un} entrefer de

12, 8 millimètres entre les pièces polaires, ^est repré-

senté par la figure ² (page 502). ^Les parois ^{en sont}

constituées par les pièces suivantes, ^{en allant de} gauche ^{à droite : un tube de verre contenant l’anode}

en aluminium A, ^{une cuvette C} recouverte du cou-

vercle C’, ^{tous deux en} aluminium aussi et un tube de

verre U fermé par ^une plaque ^de glace ^non trempée ^{V ;}

les joints des différentes parties ^du récipient ^ainsi

constitue sont faits au mastic golaz’.

1. A. COTTON. Le phénomène ^{de Zeeman,} p. 31.

2. CBPSTICIL Proc. Roy. ^Soc., 63-556-1898.

3. GEHLHOFF. Annalen der Physik., 24-555-1907.

4. Sous l’actioii de la décharge qui le traverse, le tube de Geissler s’échauffe ; de même, ^la température ^{de l’electro-}

aimant, qui supporte ^le tube, ^s’élève beaucoup par suite du