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Submitted on 1 Jan 1926
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Mesures du pouvoir rotatoire du quartz dans l’ultraviolet
J. Duclaux, P. Jeantet
To cite this version:
J. Duclaux, P. Jeantet. Mesures du pouvoir rotatoire du quartz dans l’ultraviolet. J. Phys. Radium,
1926, 7 (7), pp.200-203. �10.1051/jphysrad:0192600707020000�. �jpa-00205254�
MESURES DU POUVOIR ROTATOIRE DU QUARTZ DANS L’ULTRAVIOLET par MM. J. DUCLAUX et P. JEANTET
Sommaire. 2014 Mesures du pouvoir rotatoire du quartz dans l’ultraviolet, entre la limite du spectre visible et 1 850 Å. La méthode suivie est celle du spectre cannelé.
1. Introduction. - La mesure des constantes optiques du quartz présente un intérêt particulier pour l’électro-optique. La formule chimique du quartz est simple; elle ne comprend que deux sortes d’atomes dont la disposition spatiale dans le cristal est presque entièrement déterminée, de telle sorte que les calculs théoriques sont relativement simples.
Il est souhaitable que les résultats de ces calculs puissent être comparés avec l’expérience
dans le domaine le plus étendu possible.
Le pouvoir rotatoire a été mesuré par Soret et Sarasin (’) jusqu’à la longueur d’onde
2 1 4 1. Sa variation, dans cette région, est très rapide : la rotation par millimètre, qui est
de 220 pour la raie D, atteint 236" pour la raie 2 144 du caclmium. Nous avons cherché à étendre les mesures de Soret et Sarasin vers les longueurs d’onde plus courtes, avec l’espoir
d’arriver aux environs de la bande d’absorption du quartz, vers 1 600 1 environ. Les difficultés expérimentates nous ont jusqu’à présent arrêtés à la longueur d’onde 1 850 A ;
si le progrès, exprimé en longueur d’onde, n’est pas très considérable, il est cependant appréciable en ce qui concerne les possibilités de vérification des calculs théoriques, puisque le pouvoir rotatoire atteint 3780 pour la raie 1854 -1 de l’aluminium. En fait,
nous verrons que les formules qui donnent une représentation convenable de l’expé-
rience jusqu’à 2 144 3x sont tout à fait insuffisantes à la limite que nous avons atteinte.
>
La marche des nombres fait prévoir, pour le début de la bande d’absorption du quartz,
une rotation par millimètre de l’ordre de 1 000°, comparable avec celle que l’on observe pour les cristaux liquides; cette région est certainement la plus intéressante, mais la
méthode que nous avons suivie ne permet pas de l’aborder, car l’absorption de la lumière par le quartz y devient très forte.
2. Méthode expérimentale. - La lumière émise par une étincelle condensée entre électrodes d’aluminium A ffig. 1) est polarisée par réflexion sur une glace noire Gi ; puis elle
traverse, dans le sens de l’axe, un prisme de quartz Q qui, dans la plupart de nos mesures,
avait une épaisseur de 40 mm. Elle tombe ensuite sur. uné deuxième glace noire Ga paral-
lèle à la première, qui sert d’analyseur, et éteint tous les rayons qui ont tourné d’un
(1) Auch. S’c. nat., (3) t. 7 (1882), p. 5.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192600707020000
201
spectrographe à nombre impair d’angles droits ; puis elle est renvoyée par une lentille
sur la fente F du prisme d’eau que nous avons antérieurement décrit (i).
Les plaques sensibles employées sont des plaques tiès rapides du commerce recou-
vertes d’huile fluorescente. Leur sensibilité est suffisante pour que, malgré l’affaiblissement
produit par la double réflexion sur les glaces noires, l’absorption du quartz et celle de tout
le système optique, on enregistre un spectre à fond continu sur lequel se détachent, en blanc, les cannelures causées par l’extinction des rayons.
Des mesures micrométriques sur les clichés font connaître la position des cannelures par rapport aux raies repères de l’aluminium, qui se détachent sur le fond continu. On en déduit facilement, par interpolation, les rotations absolues du quartz pour ces raies.
Pour une épaisseur du quartz de 40 mm, le nombre des cannelures est de 82 pour toute l’étendue du spectre enregistré; les pointés sont assez précis pour qu’une précision du
millième au moins puisse être garantie, sauf peut-être au-dessous de 1 870 1, les clichés étant très pâles entre 1 870 et 1 850 À.
Entre deux expériences, tous les réglages étaient refaits, de telle sorte qu’il n’y a pas d’erreur systématique et que la concordance des mesures permet de juger de la,précision
obtenue. Cette concordance est très satisfaisante ; par exemple, pour la raie 2 816 Â, nous
avons trouvé les nombres suivants :
pt, pour la raie 1 8ù2 À,
Nous avons ainsi étudié 8 clichés, correspondant à des épaisseurs de quartz de 10, 20
et 40 mm. Les mesures sont concordantes ; celles obtenues avec 10 mm sont beaucoup moins précises, les cannelures étant très larges, et n’ont pas été retenues pour le calcul des .
moyennes.
’3. Résultats. - Le tableau I donne :
TABLEAU I.
e
Dans la colonne
«OBSERVÉ », les nombres observés pour les longueurs d’onde indiquées.
Ces nombres correspondent à la température de 20°C.
(1) Revue d’optique, t. 2 (1923), p. 388.
202
Dans les colonnes
«G.
»et
«S. et S. », les nombres calculés par la formule à 5 termes de Gumlicl (~’~
(’t, en microns) ou observés par Soret et Sarasin (loc. cit). En réalité, ces derniers nombres sont, pour la plupart, interpolés, les longueurs d’onde employées par Soret et Sarasin n’étant pas, en général, les mêmes que les nôtres. Nous nous sommes assurés que
l’interpolation ne pouvait introduire que des erreurs négligeables.
Enfin, la colonne
«K.
»donne les nombres calculés (1.. en par une formule simple
4. Discussion - Nos nombres sont systématiquement plus forts que ceux de Soret et
Sarasin; la différence, a peu près constante, est de l’ 1 000 environ. Dans la région
commune, les mesures de Soret et Sarasin sont probablement plus précises que les nôtres,
la dispersion de notre spectrographe étant petite dans cette région (~) ; en tout cas, on peut
fit.2.
dire que le raccordement des mesures à 2 144 J est pratiquement parfait, puisque la
différence qui subsiste 500 environ) n’est pas nettement supérieure aux erreurs
d’expérience.
La formule parabolique à ~3 termes de Gumlich, qui représente bien l’expérience dans
les limites très étendues à 0,219 t-L est, par contre, tout à fait en défaut pour des ondes plus courtes. Il faudrait la compléter sans doute par deux termes de plus : le profit
serait assez mince car la formule ainsi complétée serait à son tour en défaut pour des ondes
encore plus courtes.
La formules du type Iietteler est correcte entre les limites de 0,3~ à ~,21 N. et, au- dessous, elle suit mieux l’expérience que celle de Gunlich, conduisant à des erreurs
(1) llied. t. 6 198), p. Cité d’après LavnoLr, Tabellen (1923), p. i009.
(’) Pour cette raison,
nous nedonnons pas le résultat de
nos mesuresentre 4 000 Â et 3 000 k - cette
région est
connue.203 environ deux fois plus faibles. Cependant, elle est encore bien insuffisante et son seul.
intérêt réside dans sa simplicité, qui permet les calculs d’interpolation. ’
‘
La courbe ci-jointe (ftg. 2) montre avec quelle rapidité le pouvoir rotatoire du quartz augmente vers les courtes longueurs d’onde
Nous ferons remarquer en terminant que la rotation du quartz pourrait être déterminée
avec une grande exactitude pour une raie intense de l’ultraviolet lointain ; par exemple, il n’y aurait sans doute pas une très grande difficulté à la déterminer, à 1 minute centésimale
près, pour la raie 1 ~t30.1 qui est très fine (cette raie, généralement attribuée à l’aluminium,
est en réalité une raie du carbone). L’ne mesure de rotation, prise sur une lame de quartz d’épaisseur inconnue, en donnerait alors une mesure très exacte, car une erreur d’une minute correspondrait à une différence de 0,000 03 mm sur cette épaisseur. Il est
certainement bien plus facile de mesurer un angle à t minute près qu’une longueur à 0,03 IJ.
près; et, à ce point de vue, l’étude du pouvoir rotatoire du quartz pourrait être intéressante
,pour la métrologie de précision.
Manuscrit reçu le 10 avril 1926
ERRATUM
Dans l’article do Léon BLOCH, Eugène BLOCH et Georges DÉJARDIN :
«Spectres d’étin-
celle du néon », paru dans le n" 5, t. 7, mai i92~ plusieurs erreurs typographiques se sont glissées au dernier moment dans la composition des tableaux des pages 132 et suivantes.
P. 132, Spectre Xell, Table principale, 2e colonne, 13~ ligne du bas,
lire: 7 3~,9~ lieu de : 17 3~.,9~
2i colonne, je ligne du bas,
’