Étude comparative du salicylate de sodium, en couches minces et épaisses, et du terphenyl comme substances fluorescentes pour la spectroscopie dans l'U. V. lointain

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Étude comparative du salicylate de sodium, en couches

minces et épaisses, et du terphenyl comme substances

fluorescentes pour la spectroscopie dans l’U. V. lointain

J.C. Lemonnier, M. Priol, A. Quemerais, S. Robin

To cite this version:

79

ÉTUDE

COMPARATIVE DU SALICYLATE DE

SODIUM,

EN COUCHES MINCES ET

_ÉPAISSES,

ET DU TERPHENYL COMME SUBSTANCES FLUORESCENTES

POUR LA SPECTROSCOPIE DANS L’U. V. LOINTAIN

Par J. C.

_LEMONNIER,

M.

_PRIOL,

A.

_QUEMERAIS

et Mme S.

_ROBIN,

Laboratoire de _{Spectroscopie,} Faculté des Sciences, Rennes.

Résumé. 2014 L’étude entre 1 200 et 3 000 Å de la fluorescence de couches minces de

salicylate de sodium par transmission en fonction de la masse _{par unité} de surface a _permis de déterminer une

épaisseur optimum de _{0,85 mg/cm2 ;} l’adhérence des couches _peut être améliorée avec une _petite

quantité de

_parlodion.

A distance égale de la

_{photocathode,}

une couche épaisse par « réflexion » est plus avantageuse qu’une couche mince _par transmission : la fluorescence est

_plus

intense et _la

repro-ductibilité des couches

_plus

facile à réaliser. En couche épaisse, le

_terphényl

donne un _{signal 1,4}

à 2 fois _plus intense que le

salicylate.

Abstract. 2014 The

study from 1 200 to 3 000 Å of fluorescence in thin films of sodium _salicylate, in transmission, as a function of the mass _{per surface unit has permitted} us to détermine that the most

suitable layer thickness is 0,85 mg/cm2 ; the adherence of the _layers may be _improved with a small

quantity of _parlodion. For the same distance of the _{photocathode,} a thick

_layer

used in "

re-flection " is more suitable than a thin

_layer

used in transmission : the fluorescence is more intense and the

_{reproducibility}

of the _layers easier to obtain. In thick _layers,

_terphenyl

_gives a _{signal 1,4}

to 2 times more intense than the

_salicylate.

PHYSIQUE. SUPPLÉMENT No 6.

PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME _25, JUIN _1964, PAGE 79 A.

Le

_salicylate

de sodium s’utilise

_depuis

long-temps

comme substance _{fluorescente pour la}

spec-trographie

dans l’U. V.

lointain ;

d’un

_emploi

courant _{pour la} sensibilisation des

_plaques

photo-graphiques

[1],

il est aussi très

_employé

en

spectro-photométrie photoélectrique,

sa bande de fluores-cence

(3

900 - 4 400

À)

se trouvant relativement

proche

du maximum de la courbe de

_réponse

des

photocathodes

en

Sb-Cs ;

en

_outre,

son rendement

quantique

est

_{généralement}

admis comme constant

de 500 à 3 000

_{À [2],}

_{bien que} ce résultat ne semble

pas absolument certain

[3].

Des substances autres que le

salicylate

ont aussi été

utilisées,

mais elles

ront d’un

_emploi

moins commun

[4], [5] ;

des

tra-vaux récents

[3], [6]

_mettent,

_par

_contre,

en

évi-dence de nouvelles

substances,

notamment le

ter-phényl, qui

semble

_posséder

des

_avantages

appré-ciables

_[3].

Les couches

_peuvent

s’étudier en transmission :

des mesures ont été faites en vue de déterminer

l’épaisseur

optimum

de couches de

_salicylate

dans l’U. V.

_{proche [7].}

Elles se montrent aussi être

.

utilisables en « réflexion _», en recevant la lumière

sur une couche

épaisse

inclinée devant la

photo-cathode du

_{photomultiplicateur}

_{[8], [9].}

A notre

_{connaissance,}

il n’existe _pas d’étude de

_{l’épaisseur}

_optimum

des couches de

_salicylate

dans l’U. V.

_lointain,

ni de mesures

comparatives

de couches utilisées en transmission et en «

ré-flexion ». Nous avons effectué ces _mesures, en vue

de leur _{utilisation pour} un

_appareillage

de mesure

de transmission et de

_pouvoir

réflecteur dans

l’U. V. lointain. Ces mesures doivent être effectuées dans une enceinte

₍₁₎

_placée

à la fente de sortie d’un

monochromateur ;

pour

permettre

les mesures sous

divers

_angles

_{d’incidence,}

le

_{photomultiplicateur}

doit être

_placé

dans l’enceinte même et

_pouvoir

tourner autour de l’échantillon : il doit donc être de dimensions

_réduites,

c’est

_pourquoi

nous avons

choisi des

_{photomultiplicateurs}

RCA IP 28. Le monochromateur

_employé

a été

déjà

décrit

_{[10] ;}

il utilise un réseau concave de 1 mètre de rayon de

courbure en incidence

_{normale ;}

la source est une

lampe

à

_hydrogène

sans fenêtre

[11].

Le faisceau

lumineux à la sortie du monochromateur se

_partage

en deux

_parties

à l’aide d’un miroir

_percé

et

incliné

_{M ;}

l’une tombe sur un

_{photomultiplicateur}

témoin

_Pl,

l’autre sur le

_{photomultiplicateur}

de

mesure

_P2,

l’ensemble étant

_placé

dans le vide

(fig. 1).

Les courants de sortie de ces deux

photo-multiplicateurs

sont

_{enregistrés simultanément,}

après

amplification,

à l’aide d’un

_{potentiomètre}

MECI à deux

_{plumes ;}

la

_comparaison

des deux courbes

_permet

d’éliminer,

le cas

_échéant,

les fluc-tuations de la source.

Nous avons

_comparé

diverses couches

Sl,

_ayant

comme

_support

des

_disques

_{de pyrex de 25} mm de diamètre et 2 mm

_{d’épaisseur,}

_disposés

tout

_près

de

_{l’enveloppe}

du

_{photomultiplicateur.}

Ces

_disques

présentent

une bonne transmission

_(supérieure

à 92

_%)

dans la bande de fluorescence du

_salicylate.

Nous avons

_enregistré,

de la même

_façon,

le

_signal

(1) Cet _appareil sera décrit ultérieurement avec _plus de détails.

80 A

FIG. 1.

photoélectrique

obtenu par «

réflexion »,

soit sur une

couche

_{épaisse S2}

de

_salicylate,

soit sur une couche

épaisse

de

_terphényl

inclinée à

_450,

et

_disposée

à la

même distance de la

_photocathode

du

photomul-tiplicateur

que les couches par transmission. A. Recherche de

_{l’épaisseur optimum}

du

sali-cylate

de sodium en transmission. - Les couches

de

_salicylate

de sodium ont été _{réalisées par}

évapo-ration d’une solution de

_salicylate

de sodium dans l’acétone ou dans un

mélange

équimoléculaire

FIG. 2,

d’alcool

_éthylique

et d’éther

_sulfurique.

Les couches

étudiées,

dont les masses étaient

comprises

entre

0,3

mg/cm 2

et

_2,5

_mg/cm2,

étaient

_pesées

à l’aide d’une balance au

1/1 000

de mg.

Les courbes des

_figures

2 et 3

_{représentent}

l’in-tensité du

_signal

en fonction de la _masse de

sali-cylate

par unité de

surface,

pour diverses

longueurs

d’onde

_comprises

entre 1 216 et 2 500

Â.

Fm. 3.

Pour 2 500

_A,

nos résultats

_apparaissent

en bon

accord avec ceux obtenus par Masuda et

_{Seya [7]}

pour riz = 2 537

A

(courbe 1, fig. 2).

Toutes les

courbes ont un maximum d’intensité pour une

épaisseur

voisine de

_0,85

_{mg/cm 2}

_pour toute l’éten-due

_spectrale

de nos mesures.

B )

Essai de fixation des couches de

_salicylate

sur le

_support.-

Les couches de

_salicylate

adhèrent

assez mal à la surface du verre

_après

_évaporation

du

_{solvant ;}

nous avons

_essayé

d’améliorer l’adhé-rence en

_ajoutant

en

_petites

_quantités

diverses substances à la

_{solution ;}

de bons résultats s’ob-tiennent avec le

_parlodion,

_qui

_présente,

en couches

minces,

une bonne

_transparence

à l’U. V. loin-tain

_[12].

Il suffit

_d’ajouter

une très

_petite

_quantité

aug-A menter considérablement son

_adhérence,

sans

abaisser notablement son rendement

_(moins

de 10

_%

dans les cas les

_{plus défavorables).}

La

-

figure

2

_permet

_{de comparer les résultats obtenus}

avec et sans

_parlodion

_{pour x}

= 2 500

Á

et

X =

1 608

À.

La masse de

_parlodion

était de

l’ordre

de

_1/5

à

_3/5

de celle du

_{salicylate ;}

nous

avons

vérifié,

qu’entre

ces

_limites,

la variation de

_ masse du

parlodion

n’intervient pas.

C.

Comparaison

des couches

d’épaisseur

opti-mum en transmission à la couche

_épaisse

en «

ré-flexion » pour le

salicylate.

- Les résultats sont

représentés

(fin.

4),

pour diverses

longueurs d’onde,

de 2 700

A

à

1216 :

la

_longueur

des traits

verti-FIG. 4.

caux est

proportionnelle

au

_signal

obtenu avec la

couche mince

_{d’épaisseur optimum}

et la couche

épaisse

à distance

_égale

de la

_{photocathode.}

La couche

_épaisse

_apparaît

_{toujours plus}

_avantageuse

que la couche mince

d’épaisseur optimum :

le

rapport

est voisin de

_1,5.

Par

_contre,

_{pour des}

longueurs

d’onde

_supérieures

à 2 700

_A,

la couche mince semble devenir la

_plus

_avantageuse

proba-blement parce

qu’une partie

de la lumière incidente

traverse la couche et

_{l’enveloppe}

du

photomulti-plicateur,

et contribue àla

_réponse

de celui-ci. Cette

comparaison

ne reste _{valable que si les couches}

minces et

_épaisses

sont

_disposées

à la même

dis-tance de la

_{photocathode :}

les résultats

_peuvent

être

_modifiés,

si la couche mince

_peut

être

_placée

plus près

de la

_photocathode

_que la couche

_{épaisse ;}

ce serait le cas avec un

_{photomultiplicateur}

dont la

_photocathode

se trouve sur la face interne d’une

portion plane

de

_{l’enveloppe. Toutefois,}

même dans

ce cas, on

_peut

_envisager

d’utiliser des couches

épaisses,

faisant un

_angle

d’autant

_plus

_petit

avec

la

_photocathode

_{que le} faisceau

lumineux

à étudier

est

_plus

étroit. Un autre

_avantage

des couches

épaisses

réside dans la

_beaucoup

_{plus grande}

faci-lité,

avec

laquelle

on

_peut

réaliser des couches

re-productibles

et de

_propriétés

_homogènes

sur toute

leur surface.

D.

_Comparaison

du

_salicylate

et du

_terphényl

en

couche

_épaisse.

-

Nous avons étudié des couches

épaisses

de

_terphényl,

_disposées

de la même

_façon

que les couches de

salicylate.

Les résultats obtenus

sont meilleurs

_(fig.

_4).

Sur la

_figure

5 nous avons

porté

le

_{rapport R}

du

_signal

obtenu avec une

Fic. 5.

couche

_épaisse

de

_terphényl

au

_signal

correspon-dant avec une couche

épaisse

de

salicylate

exacte-ment dans les mêmes

conditions ;

on voit que ce

rapport

varie de

_1,4

à

_2,

de 1 200 à 3 000

_À,

ce

_qui

confirme les résultats

_déjà

obtenus avec les couches

minces

_[3].

Notons

_cependant

_{que les couches de}

_terphényl

semblent subir un effet de

vieillissement,

et

_qu’il

peut

être utiJe de les rénover assez

_{fréquemment.}

Nous avons _{pu constater notamment}

_qu’une

couche

épaisse

ayant

servi

_pendant

_quatre

_mois,

_donne,

dans les mêmes

_conditions,

un

_{signal 2,5}

fois

_plus

faible

_qu’une

couche fraîchement

_préparée.

On

_pourrait

_{penser utiliser}

_l’avantage

du

ter-phényl

sur le

_salicylate

_{pour la sensibilisation des}

plaques

photographiques ;

nous avons fait des essais avec divers

_{solvants ; mais,}

bien que son utilisation

soit

_possible,

nous n’avons pas _pu obtenir d’aussi

bons résultats

_qu’avec

une solution de

salicylate

dans l’alcool

_méthylique.

Cette étude nous a

permis

d’établir les conditions

les meilleures pour l’utilisation du

_salicylate

de sodium comme substance fluorescente _pour la

spec-trophotométrie

dans l’U. V.

_{lointain ;}

ce dernier

présente l’avantage

d’avoir un rendement considéré

comme

_constant,

mais d’autres

substances,

et notamment le

_terphényl,

_peuvent

lui être

_préférées

lorsqu’on

désire surtout un

signal

d’intensité

maxi-mum.

82 A

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