Nouveau montage pour l'étude de l'effet Raman dans les poudres cristallines

HAL Id: jpa-00234089

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00234089

Submitted on 1 Jan 1948

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Nouveau montage pour l’étude de l’effet Raman dans les

poudres cristallines

Monique Harrand

To cite this version:

LE

JOURNAL

DE

_PHYSIQUE

ET

LE RADIUM

.

NOUVEAU MONTAGE POUR

L’ÉTUDE

DE L’EFFET RAMAN DANS LES POUDRES CRISTALLINES

₍₁₎

Par Mlle MONIQUE HARRAND.

Sommaire. - On utilise la lumière diffusée

dans le sens même de la lumière incidente par des couches de 0,2 mm _(grains très _fins, de 5 à 20 _03BC) à 3 mm. Une _quantité de _{matière très faible suffit. Des poses} de 24 à 100 h ont _permis d’obtenir les spectres complets du salol, de la chalcone C6H5CH=CH-CO-C6H5

et des dérivés halogénés et nitrés du benzène.

SÉRIE ’~11I. - TOME 1B. N° 3.

’

1l.~RS 19~8.

Ce

_{dispositif, qui}

_permet

d’étudier facilement les

poudres

cristallines

_(1),

a _pour

_{caractéristique}

de

recueillir la lumière diffusée dans le sens même de la lumière incidente. Les

_{renseignements}

ainsi

obtenus ne sont pas aussi

complets

que ceux que

peuvent

fournir les

_liquides

ou les

monocristaux;

car les

_grains

de la

_poudre

_ayant

toutes les orien-tations

_possibles,

cette étude ne _{donne pas de}

mesure de

polarisation.

Ce

_montage

a, par contre, les

_avantages

suivants :

a. Utilisation d’une

quantité

très faible de matière

(quelques

millimètres cubes si

_{nécessaire);}

b. Possibilité d’étudier des substances dont on ne

peut

pas obtenir de

monocristaux

de dimensions

suffisantes,

et

_qu’~on

ne veut _pas ou ne

_peut

_pas

mettre en solution.

Description

du

_{montagè. -}

io La source de

lumière est un arc à mercure Gallois

₍₄

A,

75

V aux

bornes),

utilisé en bout de

_façon

à recevoir toute la lumière émise

_qui

est

_projetée

_par un gros

conden-seur

_LI

sur la fente

F1

d’un

_premier

_{spectrographe}

de

grande

ouverture

_{F/0,7 qui}

sert de

monbchromateur;

à cet effet on

_place

dans le

_plan

du

_spectre

un

diaphragme

percé

d’une fente de o,3 mm de

_largeur,

qui

permet de délimiter assez bien le

_rayonnement

incident

et d’éliminer le fond continu. La

remar-quable

ouverture du faisceau fourni par ce

mono-I1) Communication au _Colloque de Spectroscopie

molé-culaire, Paris, mai _{J q " 7 .}

chromateur

_permet

un

éclairement

intense de la

substance.

La radiation utilisée est la radiation

indigo

du

mercure ), =

~.358

Á.

20 Tout contre la fente du monochromateur est

placée

la

_poudre

étudiée. Celle-ci est contenue dans

Fig. I.

une

_petite

cuve

_{dont l’épaisseur}

_dépend

de la _grosseur

des

_grains

et de leur

_{transparence.}

Ces cuves sont obtenues en

_perçant

des trous de 2,5 mm de diamètre dans des

_plaques

de laiton de o. ~ à 3 mm

_{d’épaisseur,}

fermés _{par des lames de verre,} une lame très fine

(couvre-objet

de

_microscope)

se trouvant du côté

du monochromateur. Pour les

_épaisseurs

inférieures

à _{o; 5} mm le laiton est

_remplacé

_par des films

photo-graphiques.

82

La

_quantité

de matière

_exigée

est donc très faible.

Malgré

la faible

_épaisseur

de

_poudre

traversée

la lumière diffusée _par effet Raman est

_importante

grâce

à ce fait que le chemin

optique

est considé-rablement

augmenté

par les réfractions et réflexions

sur les

_grains

de la

_poudre.

Une

_conséquence

est

l’inutilité du filtre de soitie dont le rôle est d’éviter

la

_{surexposition}

de la raie excitatrice. C’est la

poudre

elle-même

_qui

_joue

ce _{rôle par} son

_absorption.

Mais il

_{y a}

une

_épaisseur

_optima

à trouver.

Si

_{l’épaisseur}

de la

_poudre

est

_trop

_faible,

la lumière

incidente _{n’est presque pas}

absorbée,

son intensité

est

_trop

_grande

à la

_sortie,

il y a

_{surexposition}

sur

la

_plaque

_{photographique}

_qui

noie le

_spectre

Raman;

. d’autre

part,

les

grains

étant peu

nombreux,

l’inten-sité de la lumière diffusée

_qui

est

_{proportionnelle}

à

leur nombre est très faible : les raies Raman appa-raissent à

_peine.

Si

_{l’épaisseur}

est

_{trop grande,}

la lumière incidente

est

_trop

absorbée,

elle ne traverse _pas la

_poudre,

les

_grains

à la sortie _{n’étant pas excités n’émettent}

pas de

Raman,

tandis que la lumière diffusée par

les

_grains

à l’entrée de la

_poudre

se trouve absorbée

avant la sortie.

Entre ces deux cas extrêmes il faut trouver une

épaisseur

telle que la radiation excitatrice soit suffisamment

absorbée,

tout en

_produisant

le

maximum de lumière diffusée.

Cette

_épaisseur

varie avec l’état cristallin de la

poudre :

Les

_poudres

cristallines à

_grains

très fins

₍₅

_{à 20 ~.:}

iodate de

_Ba)

doivent avoir une

épaisseur

très

faible

_(0,2

_mm),

au

_contraire,

si les

grains

sont

_plus

gros

(i5o

à ~oo _{¡~ :}

salol)

l’épaisseur

doit être de 3 mm.

La

_transparence

doit être dans tous les cas à peu

près

la ,

Si la

_poudre

est

_légèrement

colorée en

_jaune,

cette

_épaisseur

doit être

_plus

faible

_(i

à

1,5

mm),

puisque l’absorption

est

_{plus grande.}

Dans ce dernier cas le rôle de filtre

_joué

_par la

_poudre

elle-même

est

_{particulièrement}

_avantageux

_puisqu’il

est

sélectif :

l’absorption

de la radiation exitatrice est

_grande

(radiation

indigo),

mais la lumière diffusée se trouvant

vers

le jaune,

légèreinent

au delà de la bande

d’absorption,

est relativement moins affaiblie.

30 Cette lumière diffusée dans le sens du

rayon-nement incident est

_projetée

_par une lentille

_L2

de cm de distance focale sur la fente

_F2

d’un de

deuxième

_{spectrographe}

ouvert à

F,~’2,3

et formé de

trois

_prismes

de 6oo et dont les arêtes ont g cm.

Sa

_dispersion

est bonne : .

Ce

_{spectrographe}

est muni d’une double

_paroi

dans

_laquelle

circule un courant d’eau froide _pour maintenir à

_température

constante les

_pièces

d’optique, dispositif

nécessaire étant donné la

longueur

des _poses

₍₂₄

à

_iooh).

Quelques

résultats. - Le salol

déjà

étudié par Kohlrausch

_[2],

a été

_repris

sur

notre

_montage

à titre de

_comparaison.

_{Une pose}

de 3o h donne le

spectre

presque

complet.

En 60 h

on a toutes les raies. Ce

_montage

nous a

_permis

de

dédoubler la raie w =

1400

cm-1 _en 1393

et

₁₄₀₇

_{cm-1. Alors que le}

_spectre

de

_poudre

de

Kohlrausch

_commençait

à 56o

_cm-’,

le nôtre

présen-tait une raie à 253 cm-1.

Parmi les

_poudres

colorées

étudiées,

citons la

chalcone

_{C6HsCH==CH-CO-C6Hs}

dont le

_spectre

vient en

4o h;

les raies intenses viennent en 5 h.

Citons aussi les dérivés

_halogénés

et nitrés du

nitrobenzène

_(poses

variant entre 60 et Ioo

h.)

Ces corps donnent en

_général

de beaux

_spectres

ayant

tous une raie très intense

_{correspondant}

à la vibration du

_groupement

_{chromophore [3].}

La

chalcone a deux raies très intenses Av = 1601

et 1612 cm-1 dues aux doubles liaisons des _noyaux

benzéniques

et de la

chaîne,

la raie de C =0

n’appa-raissant pas. Les dérivés nitrés du benzène ont une

raie très intense à 1350 cm-1 due au _groupe

_NO,.

.

_ BIBLIOGRAPHIE.

[1] J. CABANNES, R, LENNUIER eL Mlle M. HARRAND, C. R. Acad. Sc., 1946, 223, p. 301.

[2] K. W. F. _{KOHLRAUSCH, Sitzungsberichte} der K. Ak. der

Wissenschaften in Wien, 1943, 152, Abt II b, p. 145.

[3] Mlle M. HARRAND et R. LENNUIER, C. R. Acad. Sc.,