Émission électrique de la vapeur de brome. - effet Zeeman

(1)

HAL Id: jpa-00241994

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00241994

Submitted on 1 Jan 1917

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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.

Zeeman

G. Ribaud

To cite this version:

G. Ribaud. Émission électrique de la vapeur de brome. - effet Zeeman. J. Phys. Theor. Appl., 1917,

7 (1), pp.205-208. �10.1051/jphystap:019170070020500�. �jpa-00241994�

(2)

205 ÉMISSION ÉLECTRIQUE ^DE LA VAPEUR DE BROME. - EFFET ZEEMAN;

Par G. RIBAUD.

Émission du brome dans un champ magnétique. - ^Les premiers

auteurs qui ^ont ^étudié l’émission d’un tube de Geissler à vapeur ^de

brome placé ^dans ûn champ magnétique ônt signalé ûn changement

de coloration très net de la colonne lumineuse lorsqu’on ^excite ^le champ. ^J’ai ^montré (’ ) que l’apparition ^de ^raies ^nouvelles qui ^accom-

pagne ^ce changement ^de coloration était due à une modification dans le régime ^de ^la décharge. ^L’effet ^est ^le ^même que celui obtenu par addition d’une capacité ^en dérivation sur le tube.

Complexité ^du spectre d’émission du brome. - Si l’on réalise l’émission dans un tube de Geissler à étranglement ^assez large ^en

utilisant la décharge ^continue donnée par ^une batterie d’accumula- teurs on obtient un spectre formé d’un grand ^{nombre de} ^raies. ^Les

intensités relatives de ces raies dépendent ^du régime ^de décharge.

Si l’on accroît l’intensité, certaines de ces raies sont renforcées,

d’autres disparaissent. L’addition d’une capacité ^en dérivation sur

le tube achève de faire disparaître ^un certain nombre de raies. Ce

qui précède ^fera comprendre pourquoi ^les coefficients d’intensités donnés par différents âuteurs présentent êntre êux ^des divergences

très grandes.

Goldstein (1) admet que l’on â affaire à des assemblages atomiques plus ôu ^moins complexes ; l’addition d’une capacité croissante ayant pour effet de dissocier progressivement ^ces assemblages. ^Pour ûne capacité suffisante ôn obtient ûn spectre final que Goldstein consi- dère comme le spectre caractéristique de la vapeur ^de brome.

Étude de l’effet Zeeman. - Pour cette étude il est impossible

d’utiliser un tube de Geissler placé perpendiculairement ^aux lignes

de force du champ magnétique. ^{Pour de} grandes ^valeurs ^du champ,

la résistance apparente ^du tube devient énorme. La décharge ^néces-

siterait alors un potentiel ^très ^élevé ^et présenterait ^tous ^les ^carac-

(1) ^G. RiBAUD, Comptes Rendus ^de Z’Acadé1nie des Sciences, t. CLI V, p. 1101 ; f912.

(2) GOLDSTETN, Journal, XXVII, p. 2~ ; ^1908.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019170070020500

(3)

tères d’une décharge âvec ^forte capacité. Ên particulier, ^{les raies} obtenues, ^très élargies, ^se prêteraient ^mal âux ^mesures. Ôn êst âinsi

amené à utiliser (1) ^un ^tube disposé ^dans ^{l’axe de} l’électro-aimants parallèlement ^aux lignes ^{de force} (fig. i).

Champ magnétique.

^-

L’électro-aimant qui ^{nous a} servi était un

électro-aimant P. Weiss, grand ^modèle, ^à enroulement ordinaire

avec refroidissement. Pour obtenir un champ magnétique ^de grande

valeur il _y ^a intérêt à réduire le plus possible l’ouverture des pièces polaires. ^Cette ^ouverture ^était ^de ⁷ millimètres dans nos expé-

riences. Une étude faite au fluxmètre montre en outre quelle ^est ^la

distance des pièces polaires qui fournit le plus grand champ ^dans ^la partie centrale de l’entrefer. Cette distance était de 8 millimètres environ. La valeur du champ magnétique â ^été obtenue par ^la ^mesure de l’effet Zeeman sur la raie Í.680 du zinc, êt ên ôutre par comparai-

son avec un champ ^étalon ^connu. ^{Les deux} mesures, très ^concor-

dantes, ^ont fourni pour valeur du champ ^21.800 gauss. (Intensité ^du

courant dans l’électro : 40 ampères.)

Tube à décharge.

^-

Il y a intérêt ^à réduire le plus possible ^la

résistance du tube au passage du courant; ^comme ^la partie gauche Êe ^de ^ce tube, doit avoir un diamètre inférieur à l’ouverture des pièces polaires, îl êst nécessaire de la faire aussi courte que pos- sible (5 centimètres) ; ^l’autre partie Ê’e ^sera large (2 centimètres), ^sauf

dans la partie qui ^doit s’engager ^dans ^les pièces polaires. ^{Les élec-}

trodes de platine EE’, ^lentement attaquées par la vapeur de brome

pendant le fonctionnement du tube doivent être prises ^assez grosses, si l’on veut que le ^tube puisse ^servir ^à ^un grand ^{nombre de} ^mesures

Le _moyen de beaucoup ^le plus commode pour obtenir ^une pression

de _vapeur réglable ^dans ^le tube consiste à souder latéralement un

petit ^{ballon B} ^contenant ^du ^brome liquide que l’on plonge ^dans ^un réfrigérant ^à température convenable.

Dispositif optique.

^-

^Par interposition d’une lame demi-ronde convenablement orientée ^on s’arrange pour avoir côte à côte sur la

plaque photographique ^deux plages correspondant, ^l’une ^aux ^vibra-

tions parallèles ^au champ magnétique, ^l’autre ^aux vibrations _perpen-

_

(1) ^Voir

^en

particulier ^A. Duruun, Thèse, Paris, ^1906.

(4)

207 diculaires (partie supérieure ^de ^la 2). ^Le spectre ^{de l’arc} ^au fer,

Fic,. 1.

photographié ^sur ^la ^méme plaque, permet ^la mesure des longueurs

d’onde.

n

(5)

L’appareil spectral ûtilisé ^était ûn ^réseau ^concave ^de Îlowland, ^de

im,60 de distance focale, fonctionnant en diffraction normale, ^{dans le} troisième ordre (pouvoir ^de résolution 130.000) (1).

Raies étudiées.

^-

Il eut été intéressant de pouvoir ^faire ^l’étude comparative ^de l’effet Zeeman sur les raies qu’une capacité ^{fait dis-} paraître êt ên ôutre ^sur ^les ^raies qui subsistent _par addition d’une

capacité. ^En réalité, ^avec ^le dispositif employé, ^la ^masse métallique

de l’électro-aimant joue le rôle d’une capacité ^assez ^notable ^et ^seules

les secondes raies ont pu être étudiées.

RÉSULTATS.

^-

Le tableau ci-dessous donne pour ^ces diverses raies les valeurs de 10 ~ ~

On remarquera que, pour la plupart ^des ^raies, ^les ^valeurs ^de _UX2

se groupent ^entre 1,05 ^X ^10- ^et 1,23 ^X ^10-4.

L’écart normal 0,95 ^X ^~0-+ ^ne s’observe pour ^aucune des raies ;

en revanche trois d’entre elles ont un écart voisin du double de l’écart normal.

Le phénomène de Zeeman ne se présente pas, ^{comme on} ^le voit,

sous une forme simple; ^cela ^ne surprendra pas ^si l’on tient compte

de la grande complexité de l’atome de brome. Néanmoins les

mesures précédentes pourront faciliter la classification des raies d’émission du brome quand l’étude théorique ^des ^séries spectrales

Émission électrique de la vapeur de brome. - effet Zeeman

HAL Id: jpa-00241994

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00241994

Submitted on 1 Jan 1917

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.

Zeeman

G. Ribaud

To cite this version:

G. Ribaud. Émission électrique de la vapeur de brome. - effet Zeeman. J. Phys. Theor. Appl., 1917,

7 (1), pp.205-208. �10.1051/jphystap:019170070020500�. �jpa-00241994�

205

ÉMISSION ÉLECTRIQUE DE LA VAPEUR DE BROME. - EFFET ZEEMAN;

Par G. RIBAUD.

Émission du brome dans un champ magnétique. - Les premiers

auteurs qui ont étudié l’émission d’un tube de Geissler à vapeur de

brome placé dans un champ magnétique ont signalé un changement

de coloration très net de la colonne lumineuse lorsqu’on excite le champ. J’ai montré (’ ) que l’apparition de raies nouvelles qui accom-

pagne ce changement de coloration était due à une modification dans le régime de la décharge. L’effet est le même que celui obtenu par addition d’une capacité en dérivation sur le tube.

Complexité du spectre d’émission du brome. - Si l’on réalise l’émission dans un tube de Geissler à étranglement assez large en

utilisant la décharge continue donnée par une batterie d’accumula- teurs on obtient un spectre formé d’un grand nombre de raies. Les

intensités relatives de ces raies dépendent du régime de décharge.

Si l’on accroît l’intensité, certaines de ces raies sont renforcées,

d’autres disparaissent. L’addition d’une capacité en dérivation sur

le tube achève de faire disparaître un certain nombre de raies. Ce

qui précède fera comprendre pourquoi les coefficients d’intensités donnés par différents auteurs présentent entre eux des divergences

très grandes.

Étude de l’effet Zeeman. - Pour cette étude il est impossible

d’utiliser un tube de Geissler placé perpendiculairement aux lignes

de force du champ magnétique. Pour de grandes valeurs du champ,

la résistance apparente du tube devient énorme. La décharge néces-

siterait alors un potentiel très élevé et présenterait tous les carac-

(1) G. RiBAUD, Comptes Rendus de Z’Acadé1nie des Sciences, t. CLI V, p. 1101 ; f912.

(2) GOLDSTETN, Journal, XXVII, p. 2~ ; 1908.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019170070020500

tères d’une décharge avec forte capacité. En particulier, les raies obtenues, très élargies, se prêteraient mal aux mesures. On est ainsi

amené à utiliser (1) un tube disposé dans l’axe de l’électro-aimants parallèlement aux lignes de force (fig. i).

Champ magnétique.

L’électro-aimant qui nous a servi était un

électro-aimant P. Weiss, grand modèle, à enroulement ordinaire

avec refroidissement. Pour obtenir un champ magnétique de grande

valeur il y a intérêt à réduire le plus possible l’ouverture des pièces polaires. Cette ouverture était de 7 millimètres dans nos expé-

riences. Une étude faite au fluxmètre montre en outre quelle est la

distance des pièces polaires qui fournit le plus grand champ dans la partie centrale de l’entrefer. Cette distance était de 8 millimètres environ. La valeur du champ magnétique a été obtenue par la mesure de l’effet Zeeman sur la raie Í.680 du zinc, et en outre par comparai-

son avec un champ étalon connu. Les deux mesures, très concor-

dantes, ont fourni pour valeur du champ 21.800 gauss. (Intensité du

courant dans l’électro : 40 ampères.)

Tube à décharge.

Il y a intérêt à réduire le plus possible la

résistance du tube au passage du courant; comme la partie gauche Ee de ce tube, doit avoir un diamètre inférieur à l’ouverture des pièces polaires, il est nécessaire de la faire aussi courte que pos- sible (5 centimètres) ; l’autre partie E’e sera large (2 centimètres), sauf

dans la partie qui doit s’engager dans les pièces polaires. Les élec-

trodes de platine EE’, lentement attaquées par la vapeur de brome

pendant le fonctionnement du tube doivent être prises assez grosses, si l’on veut que le tube puisse servir à un grand nombre de mesures

Le moyen de beaucoup le plus commode pour obtenir une pression

de vapeur réglable dans le tube consiste à souder latéralement un

petit ballon B contenant du brome liquide que l’on plonge dans un réfrigérant à température convenable.

Dispositif optique.

Par interposition d’une lame demi-ronde convenablement orientée on s’arrange pour avoir côte à côte sur la

plaque photographique deux plages correspondant, l’une aux vibra-

tions parallèles au champ magnétique, l’autre aux vibrations perpen-

(1) Voir

particulier A. Duruun, Thèse, Paris, 1906.

207

diculaires (partie supérieure de la 2). Le spectre de l’arc au fer,

Fic,. 1.

photographié sur la méme plaque, permet la mesure des longueurs

d’onde.

L’appareil spectral utilisé était un réseau concave de Ilowland, de

im,60 de distance focale, fonctionnant en diffraction normale, dans le troisième ordre (pouvoir de résolution 130.000) (1).

Raies étudiées.

Il eut été intéressant de pouvoir faire l’étude comparative de l’effet Zeeman sur les raies qu’une capacité fait dis- paraître et en outre sur les raies qui subsistent par addition d’une

capacité. En réalité, avec le dispositif employé, la masse métallique

de l’électro-aimant joue le rôle d’une capacité assez notable et seules

les secondes raies ont pu être étudiées.

RÉSULTATS.

Le tableau ci-dessous donne pour ces diverses raies les valeurs de 10 ~ ~

On remarquera que, pour la plupart des raies, les valeurs de UX2

se groupent entre 1,05 X 10- et 1,23 X 10-4.

L’écart normal 0,95 X ~0-+ ne s’observe pour aucune des raies ;

en revanche trois d’entre elles ont un écart voisin du double de l’écart normal.

ÉMISSION ÉLECTRIQUE ^DE LA VAPEUR DE BROME. - EFFET ZEEMAN;

Émission du brome dans un champ magnétique. - ^Les premiers

auteurs qui ^ont ^étudié l’émission d’un tube de Geissler à vapeur ^de

brome placé ^dans ûn champ magnétique ônt signalé ûn changement

de coloration très net de la colonne lumineuse lorsqu’on ^excite ^le champ. ^J’ai ^montré (’ ) que l’apparition ^de ^raies ^nouvelles qui ^accom-

pagne ^ce changement ^de coloration était due à une modification dans le régime ^de ^la décharge. ^L’effet ^est ^le ^même que celui obtenu par addition d’une capacité ^en dérivation sur le tube.

Complexité ^du spectre d’émission du brome. - Si l’on réalise l’émission dans un tube de Geissler à étranglement ^assez large ^en

utilisant la décharge ^continue donnée par ^une batterie d’accumula- teurs on obtient un spectre formé d’un grand ^{nombre de} ^raies. ^Les

intensités relatives de ces raies dépendent ^du régime ^de décharge.

d’autres disparaissent. L’addition d’une capacité ^en dérivation sur

le tube achève de faire disparaître ^un certain nombre de raies. Ce

qui précède ^fera comprendre pourquoi ^les coefficients d’intensités donnés par différents âuteurs présentent êntre êux ^des divergences

d’utiliser un tube de Geissler placé perpendiculairement ^aux lignes

de force du champ magnétique. ^{Pour de} grandes ^valeurs ^du champ,

la résistance apparente ^du tube devient énorme. La décharge ^néces-

siterait alors un potentiel ^très ^élevé ^et présenterait ^tous ^les ^carac-

(1) ^G. RiBAUD, Comptes Rendus ^de Z’Acadé1nie des Sciences, t. CLI V, p. 1101 ; f912.

(2) GOLDSTETN, Journal, XXVII, p. 2~ ; ^1908.

tères d’une décharge âvec ^forte capacité. Ên particulier, ^{les raies} obtenues, ^très élargies, ^se prêteraient ^mal âux ^mesures. Ôn êst âinsi

amené à utiliser (1) ^un ^tube disposé ^dans ^{l’axe de} l’électro-aimants parallèlement ^aux lignes ^{de force} (fig. i).

L’électro-aimant qui ^{nous a} servi était un

électro-aimant P. Weiss, grand ^modèle, ^à enroulement ordinaire

avec refroidissement. Pour obtenir un champ magnétique ^de grande

valeur il _y ^a intérêt à réduire le plus possible l’ouverture des pièces polaires. ^Cette ^ouverture ^était ^de ⁷ millimètres dans nos expé-

riences. Une étude faite au fluxmètre montre en outre quelle ^est ^la

distance des pièces polaires qui fournit le plus grand champ ^dans ^la partie centrale de l’entrefer. Cette distance était de 8 millimètres environ. La valeur du champ magnétique â ^été obtenue par ^la ^mesure de l’effet Zeeman sur la raie Í.680 du zinc, êt ên ôutre par comparai-

son avec un champ ^étalon ^connu. ^{Les deux} mesures, très ^concor-

dantes, ^ont fourni pour valeur du champ ^21.800 gauss. (Intensité ^du

Il y a intérêt ^à réduire le plus possible ^la

dans la partie qui ^doit s’engager ^dans ^les pièces polaires. ^{Les élec-}

trodes de platine EE’, ^lentement attaquées par la vapeur de brome

pendant le fonctionnement du tube doivent être prises ^assez grosses, si l’on veut que le ^tube puisse ^servir ^à ^un grand ^{nombre de} ^mesures

Le _moyen de beaucoup ^le plus commode pour obtenir ^une pression

de _vapeur réglable ^dans ^le tube consiste à souder latéralement un

petit ^{ballon B} ^contenant ^du ^brome liquide que l’on plonge ^dans ^un réfrigérant ^à température convenable.

^Par interposition d’une lame demi-ronde convenablement orientée ^on s’arrange pour avoir côte à côte sur la

plaque photographique ^deux plages correspondant, ^l’une ^aux ^vibra-

tions parallèles ^au champ magnétique, ^l’autre ^aux vibrations _perpen-

(1) ^Voir

particulier ^A. Duruun, Thèse, Paris, ^1906.

diculaires (partie supérieure ^de ^la 2). ^Le spectre ^{de l’arc} ^au fer,

photographié ^sur ^la ^méme plaque, permet ^la mesure des longueurs

L’appareil spectral ûtilisé ^était ûn ^réseau ^concave ^de Îlowland, ^de

im,60 de distance focale, fonctionnant en diffraction normale, ^{dans le} troisième ordre (pouvoir ^de résolution 130.000) (1).

Il eut été intéressant de pouvoir ^faire ^l’étude comparative ^de l’effet Zeeman sur les raies qu’une capacité ^{fait dis-} paraître êt ên ôutre ^sur ^les ^raies qui subsistent _par addition d’une

capacité. ^En réalité, ^avec ^le dispositif employé, ^la ^masse métallique

de l’électro-aimant joue le rôle d’une capacité ^assez ^notable ^et ^seules

Le tableau ci-dessous donne pour ^ces diverses raies les valeurs de 10 ~ ~

On remarquera que, pour la plupart ^des ^raies, ^les ^valeurs ^de _UX2

se groupent ^entre 1,05 ^X ^10- ^et 1,23 ^X ^10-4.

L’écart normal 0,95 ^X ^~0-+ ^ne s’observe pour ^aucune des raies ;

Le phénomène de Zeeman ne se présente pas, ^{comme on} ^le voit,

sous une forme simple; ^cela ^ne surprendra pas ^si l’on tient compte

mesures précédentes pourront faciliter la classification des raies d’émission du brome quand l’étude théorique ^des ^séries spectrales

(~) ^Cette raie,

l’influence du champ, ^donne

quadruplet symétrique: ^la

première ^{valeur de} Î:’ correspond ^à ^la composante perpendiculaire