Les" décalages " entre l'activité optique et l'absorption

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Les” décalages ” entre l’activité optique et l’absorption

Roger Servant

To cite this version:

LES"

DÉCALAGES

ENTRE

_{L’ACTIVITÉ OPTIQUE}

ET L’ABSORPTION

PAR ROGER SERVANT. Faculté des Sciences de Bordeaux.

Sommaire. 2014 Des

expériences récentes ont montré que, dans une bande d’absorption, la _partie

« active » _peut être tout à fait distincte du milieu de la bande.

L’auteur expose ces _faits, en _rappelant ses propres résultats et en les coordonnant à la lumière des

idées _théoriques actuelles. Il _parle des _{interprétations} de _Lowry, Kuhn et Braun, Lowry et Hudson, Bruhat et Guénard, et _{enfin de celle de Condon. Il montre que le quartz peut} servir à illustrer, d’une

façon particulièrement typique, les _conceptions actuelles. Il conclut en _soulignant l’intérêt des mesures

conjuguées dans les _régions de transparence et _{d’absorption.}

Il est maintenant bien établi

_[1]

que le

pouvoir

rotatoire

_dépend

de

_{l’absorption :}

Sa

_dispersion,

même dans les

_régions

de

_{transparence,}

est «

com-mandée» _par l’existence et la

_position

de certaines

bandes,

dites actives. On

_observe,

à l’intérieur de

ces

_bandes,

des anomalies de rotation

_{accompagnées}

de dichrolsme circulaire

_{(effet Cotton).}

Mais,

ce n’est _{que tout récemment que l’attention}

des

_physiciens

a été attirée _{par la}

_{particularité}

suivante : -. Dans une

_bande,

la

_partie

active

_peut

être tout à fait distincte du milieu de la bande.

Ainsi,

la

_portion

_responsable

du

_pouvoir

rotatoire

peut

être décalée _par

_rapport

au maximum

d’absorp-tion dans l’échelle des

_longueurs

d’onde.

Ayant

eu, à propos de mon travail sur le

_quartz,

l’occasion de faire

_quelques

_remarques

_[2]

sur cette

question, je

me _{propose d’y} revenir ici en

_exposant

l’ensemble du

_problème

et en coordonnant les

résultats encore

_{épars à}

la lumière des idées

théo-riques

actuelles.

1. - Observations dans les

régions

de

_{transparence.}

1. Exaltation dt~

_pouvoir

rotatoire au voisi-nage des bandes actives. Notion de longueur d’onde propre. - Le

pouvoir

rotatoire

_augmente

en valeur absolue au

_voisinage

de certaines bandes

d’absorption, appelées

pour cela actives.

L’exemple

le

_plus

_typique

est sans doute celui du

_quartz,

qui

devient très absorbant dans l’ultraviolet de Schumann. J’ai pu mesurer son

_pouvoir

rotatoire dans cette

_{région [3];}

il atteint 8ooo au

_millimètre,

soit

_plus

de

_{cinquante fois}

sa valeur dans le rouge.

La

_{figure 1 représente}

les résultats. Le coefficient

d’absorption

moyen

(d’après

Powell

jr

[4])

a été

figuré

en

_pointillé.

Fig. i. - Dispersion rotatoire du quartz

dans l’ultraviolet lointain (R. Servant).

La forme des courbes de

_dispersion,

même en

dehors des bandes

_{d’absorption, dépend}

donc de l’existence de ces bandes.

91

Le fait a été démontré _pour la

_première

fois par

Drude

_{[5] qui}

a _{trouvé que, dans} les

_régions

de

transparence,

le

_pouvoir

rotatoire est de la forme

où 7

_désigne

la

longueur

d’onde et

_1.o

les

_longueurs

d’onde réduites des bandes

_{d’absorption}

actives. Les théories

_plus

récentes ont maintenu ce rôle

des

_longueurs

_{d’ondes propres}

_{J. 0 :}

Ainsi,

la théorie

de W. Kuhn

_[6]

aboutit à la formule de

Drude,

avec

toutefois une condition

_{supplémentaire (1)}

= o.

.

1.0 Les théories

_{quantiques [8],}

ainsi _{que la théorie de} W. Kuhn dans le cas des

_{liquides [9],}

introduisent un facteur de correction

(n2 -+- g-)

(où

n est l’indice

3

de

_réfraction)

et aboutissent à

2. Le

_problème

de la localisation de l’activité

optique.

- La mise _en

équation

de la courbe de

dispersion

permet

donc de dire si le

_pouvoir

rotatoire

dépend

d’une ou

_plusieurs

bandes actives et

_quelles

sont leurs

_positions.

Dans le cas des formules à un terme, la

_longueur

d’onde

_{caractéristique}

est

_{particulièrement simple à}

déterminer. Il suffit

_d’employer

le

_graphique

de

_Biot,

c’est-à-dire de

_porter

en

ordonnées f

et en abscisses i.2.

a.

On trouve alors une droite dont l’intersection avec

l’axe des ). fournit

_{~,. 0 ’.}

Dans le cas des formules à

plu-sieurs

termes,

il subsiste évidemment

_plus

d’arbitraire

dans la détermination des

_longueurs

d’onde actives.

Quoiqu’il

en

_soit,

étant donné un _{corps actif dont}

la

_dispersion

rotatoire est connue, on

_peut

calculer

les

_longueurs

d’onde actives

_{), 0}

dont il

_dépend.

On

peut

déterminer,

d’autre

_part,

les

_longueurs

d’onde

I.m

des maximum

_{d’absorption.}

On

_peut

_{donc comparer} les

_)’0

et

Lowry

a

_proposé

de faire cette

_comparaison

sur

les

_composés

non saturés. En

effet,

pour les

composés

tels que le

quartz,

les

)’111

sont inaccessibles à la

technique

habituelle. Au

contraire,

les cétones par

exemple,

ont toutes une bande

_{d’absorption}

dans le

proche

ultraviolet

_(vers

9-goo

)

et les

quinones

une bande dans le visible.

3.

Étude

de la

_{camphoquinone. -}

La

campho-uinone

/CO

a une bande d’absor tion dans

quinone

C8H’4/ i

,

a une bande

d’absorption

dans

(~) Il n’est pas inutile de remarquer ici que c’est une condition aux limites. C’est ainsi que Lucas [7] l’a obtenue pour la première fois. On comprend dès lors qu’on puisse souvent en faire abstraction (comme Lowrry dans sa classifi-cation) pour des intervalles

spectraux

limités, où les termes

couplés aux termes principaux sont le plus souvent

négli-geables. Signalons cependant que cette condition a été

appliquée aux spiranes Kuhn) dans le cas des bandes

doubles.

le bleu. Son

_pouvoir

rotatoire,

en solution

benzé-nique,

a été étudié par

_Lowry

et Cutter

_{[ 10].}

Dans l’intervalle

₆₇₀₀

Â-546o À

le

_pouvoir

rotatoire

spéci-fique

peut

s’écrire

La

_longueur

d’onde active est donc

a,~ ~ !~; 30 l~.

Or,

les mesures directes

_{[I I]}

ont montré _{que le}

maximum

_{d’absorption}

est à )’nl == 4675 À. Il y a donc

_décalage

entre

)~o

et î."l.

Lowry

a eu le mérite de

_souligner

ce

_décalage

à

une

_époque

où l’on

_croyait

_qu’il

_{devait y avoir} identité

_{entre 1’0}

et

Nous

verrons _que son

_opinion

a été confirmée

_quelques

années

plus tard par

des

expériences

d’un tout autre ordre.

/CO

4.

Étude

du

_{camphre. -}

Le

_camphre

CH2 2

a été _{étudié par Lowry} et Cutter

_[10]

en solution dans le

_{cyclohexane, depuis}

₆₇₀₀

Á

_jusqu’à

_~.350

Â.

Son

_équation

de

_dispersion

nécessite deux

termes,

elle s’écrit : -.

Le terme relatif à la bande

_cétonique,

_correspond

à la

_longueur

d’onde _propre

Ào = 3020 Â.

Or,

la bande

_{d’absorption}

a son maximum à )’m = 2920 À.

Il _y a donc encore

_{décalage entre 1.0}

et

5.

Étude

des dérivés

_halogénés

du

_camphre

Lowry

et son école ont aussi étudié les dérivés substitués du

_{camphre tels que}

(en

solution

_{benzénique).}

_Voici,

_d’après

leurs

résul-tatas [13]

le tableau

_comparatif

des

longueurs

d’onde

actives )B0

et des maximum

_{d’absorption}

~."~ :

:

II. - Observations dans les

régions

d’absorption.

1.

_Rappel

des

_{caractéristiques}

de l’effet Cotton. -- Cet effet

consiste,

on le

_sait,

en une

anomalie de rotation

_accompagnée

de dichroïsme circulaire. La

figure

2

_{reproduit l’exemple}

des

Fig. 2. - Effet Cotton d’une solution de tartrate

complexe

de Cr et de K.

solutions de tartrate

_complexe

de Cr et de K. Le maximum de dichroïsme se trouve à l’intérieur de

la

_bande,

à

_l’aplomb

du

_point

zéro ou

_plus

exac-tement du

_point

d’inflexion de la courbe des rota-tions.

Les travaux

_{de Bruhat, Darmois,}

_Lowry,

_Kuhn,

etc. ont montré l’extrême

_{généralité}

du

_phénomène.

2.

Étude

de la

_{camphoquinone. -}

La

campho-quinone

a été étudiée en

_{I g3 2}

_par

_Lowry

et Gore

_[15,

cette fois dans sa

_région

_{d’absorption.}

Ils ont trouvé

que le

point

d’inflexion de la courbe de rotation était à

₄₇₃₀

A". Il

_correspond

donc à la

_longueur

d’onde active

1710 ~B

trouvée

précédemment.

On voit

_qu’il

est _{décalé par}

rapport

au maximum

_{d’absorption}

situé à

i, "2 = Ç(5j 5 Il.

3.

Étude

du

_{camphre. -}

Bruhat et Gué-nard

_[12]

ont étudié l’anomalie du

_camphre

dans

sa bande

_cétonique.

Les résultats sont

reproduits

figure

3. _{On voit que le maximum}

_{d’absorption}

est à

== ₂₉₂₀ À

alors que le maximum de

dichroïsme,

_spécifique

de l’activité de la

bande,

est à

le.

Étude

des dérivés

halogénés

du

_camphre.

- Mathieu et Perrichet

[16]

ont étudié les dérivés

halogénés

du

_camphre

dans leur

_région

_{d’absorption.}

Ils ont encore trouvé des

_décalages

entre les

_longueurs

d’onde des maximum de dichroïsme et des maximum

d’absorption.

Mais leurs

_expériences

ne

_peuvent

_pas

être confrontées

_{quantitatrvemertt}

avec celles de

Lowry,

Cutter et

_Burgess,

car le solvant

_employé

n’est pas le même.

Fig. 3. - Effet Cotton du

camphre en solution

dans le _cyclohexane ou le benzène _(Bruhat et _Guénard).

III. - Confrontation des résultats

et

_{interprétation.}

On voit

_qu’il

existe,

du moins dans certains cas,

un

_décalage

très net entre les

_longueurs

d’onde

actives

ho

et les

_longueurs

d’onde des maximum

d’absorption.

Reste à voir maintenant

_quelle

inter-prétation

on

_peut

en donner.

1.

_{Interprétation}

de

_{Lowry. -}

La théorie de la

dissymétrie

induite de

_Lowry

et Walker

_n’explique

pas nettement les

décalages

entre

/B0

et

Âm.

Mais

Lowry

a fait en

_plus

des remarques

_qui

sont à retenir :

Pour le

_camphre,

l’ordonnée du maximum de l’effet Cotton est

_supérieure

en valeur absolue à

celle du

minimum,

d’où existence

_probable

d’un

terme

_positif

dû à une bande lointaine. Comme on le

néglige,

le ~ o

0 trouvé est certainement

déplacé par

rapport

à sa

_position

réelle.

D’autre

_part,

on mesure en

réalité,

le maximum

d’une somme de deux termes :

_{l’absorption}

due à =CO

et

_{l’absorption}

due aux bandes lointaines.

Le 1,,,,

est _{donc décalé par}

_rapport

à sa véritable

_position.

Cependant,

la considération des ordres de

_grandeur

93

2.

_{Interprétation}

de Kuhn et Braun. - Ces auteurs ont

_{remarqué [17]}

que la forme réelle des courbes

_{d’absorption}

des

_liquides

diffère

_toujours

de celle

_prévue

_{par la} théorie

_{électromagnétique.}

Les bandes des

_liquides

doivent être considérées

comme

_composites,

et formées d’une série de bandes élémentaires

_{correspondant}

à un même saut

élec-tronique,

mais à des états de vibrations ou de

rota-tions différents.

_{L’absorption globale dépend}

de la

répartition

de ces

_composantes.

Kuhn et Braun _{ont montré que} dans un

_grand

nombre de cas,

l’équation d’absorption globale

[où p

est le coefficient

_{d’absorption, u}

la

_fréquence

et Vo et 0 deux constantes caractérisant la

position

et la

_demi-largeur

de la bande

_(z,665.8)]

est satis-faisante.

La théorie de W.

Kuhn,

_appliquée

à ce _cas,

fournit alors comme

_expression

du

_pouvoir

rotatoire

ou, en

_supposant

le

_facteur

de

_dissymétrie

_{proportionnel}

à la

_fréquence

g,,l

=

’Il)

’10 o

Cette

_équation

s’écrit encore, en

_posant

Cette

_équation

a été

_appliquée

avec succès à

l’azidopropionate

de

_méthyle

_par

_exemple.

Elle

_permet

de voir l’une des raisons

_possibles

des

_décalages

observés entre

_{l’absorption}

et le

pouvoir

rotatoire : En

effet,

le terme

tend,

loin de la

_région

_{d’absorption,}

vers

2

e

.9

ce

qui fait que la rotation prend

la forme de Drude

Mais ce _{terme y} tend par valeur supérieure, comme le montre la

_figure

_4.

_(Les

courbes se

_coupent.)

Les

_composantes

avancées de la

bande l,lit

« relèvent

donc la courbe oc, On

comprend que, dans

les mises

en

_équation,

on

_risque

d’être conduit à

_adopter,

pour

1,o,

une valeur

_trop

_{grande, pour peu que l’on}

utilise des données

_trop

_proches

de la bande

d’absorp-tion

_(comme

_beaucoup

d’auteurs le

_{recommandent !).}

/~. - Terme de rotation et terme limitc

(d’après I,,-uhn et Braun).

3.

_Équation

de

_Lowry

et Hudson. - Ces

physiciens

ont

_développé

des calculs

_analogues

_{[ r 8],}

mais en

_partant

cette fois d’une

_équation

d’absorp-tion différente :

(où s

est le coefficient

_{d’absorption moléculaire).}

En

_supposant

_toujours

le facteur de

dissymétrie

, 0 , -

’1 1

proportionnel

à la

_fréquence

et en .1’,

, 1

ils sont _{arrivés pour} le

_pouvoir

rotatoire moléculaire

à

_{l’expression}

Ils l’ont

_appliquée

avec succès aux _{xanfhates par}

exemple.

Cette

_équation

_permet,

comme celle de Kuhn et

Braun,

de mieux

_expliquer

les

_aspects

de l’effet Cotton et les écarts à la loi de Bruhat

(étale-ments de _{l’effet Cotton par}

_rapport

à la

_demi-largeur

de la

bande,

différences constatées entre le maximum de dichroïsme et _{la moyenne} des maximum et

minimum d’effet

Cotton,

etc.).

Mais elle

_n’explique

pas

davantage

les

_grands

écarts entre

¡.n

et

4..

_Équation

de Bruhat et Guénard. - Ces auteurs ont aussi

_développé

_[12~

des calculs du

même

ordre,

mais en modifiant la loi de

_répartition

des

_longueurs

d’onde. D’autre

_part,

ils sont

_partis

directement de la courbe de dichroïsme,

(où

x

_représente

le coefficient

_{d’extinction).}

Ils sont

arrivés,

pour le pouvoir

rotatoire,

à

_{l’expression}

Cette

_équation

_permet

de rendre

_compte

quantita-tivement des résultats sur le

_camphre.

Comme dans la mise en

_équation,

on

_part

direc-tement de la courbe de

dichroïsme,

décalée _par

rapport

à la courbe

_{d’absorption,}

l’effet Cotton calculé est _{lui-même décalé par}

_rapport

à cette

absorption.

Ainsi,

ce mode de calcul

_permet,

à l’encontre des

précédents,

de traduire les

_{décalages importants}

entre ?.o

et

5.

Interprétation

de Kuhn et Lehmann. -Dans le cas du

_camphre,

Kuhn et Lehmann ont

proposé

d’admettre

_j2o]

une

_{décomposition}

de la bande

_cétonique

en deux

_composantes

_seulement,

mais dont l’une a un facteur de

_dissymétrie

nul.

Ils ont _{fait remarquer que, si} un tel dédoublement

n’a pas été constaté expérimentalement, on a trouvé

toutefois son amorce dans la courbe

_{d’absorption}

des

_aldéhydes.

Ainsi,

il y

aurait une

_composante

active et une

composante

inactive. L’effet Cotton

_accompagnant

la

_composante

active serait décalé _par

_rapport

à

l’absorption

générale.

On

_peut,

dans cette

_hypothèse

_{simplificatrice,}

calculer les intensités relatives des

_composantes

active et

_inactive;

c’est ce _{que Kuhn} et Lehmann

ont fait.

6.

_{Interprétation}

de Condon. - Condon

_[8]

a raisonné sur les

_{équations canoniques}

_auxquelles

aboutissent toutes les théories

_quantiques.

Ces

équations,

valables

_uniquement

_{pour les}

_régions

de

transparence,

tiennent

_compte

de la

_complexité

des bandes. Elles sont de la forme

La

_première

est

_{l’équation}

de

_{Kramers-Heisenberg,}

qui

donne la réfractivité en fonction de la

_fréquence.

Chaque fréquence d’absorption caractéristique’} ha

est affectée de son

_poids,

c’est-à-dire ici du

coefn-cient

Sba

_(directement

lié au coefficient

clas-sique).

La deuxième

_équation

est

_l’analogue

de la

première

pour le

pouvoir

rotatoire. Si l’on fait

n’’- 2 + ’)

abstraction du facteur

2013-2013

elle est de la forme de Drude. Mais là encore,

_{chaque fréquence}

carac-téristique

est affectée de son

_coefficient

rotationnel propre

Rba.

(On

sait que les théories

_quantiques

permettent

de calculer

Sba

et

Rba

à l’aide du calcul

tensoriel,

en fonction des

_{caractéristiques}

molécu-laires.)

La _remarque de Condon est alors la suivante :

Supposons

que l’on adopte, pour le

pouvoir

rotatoire,

une seule

_{fréquence d’absorption}

réduite vt; celle-ci

sera _{définie par}

et

Si l’on

adopte

aussi une seule

fréquence

d’absorption

réduite

pour la

réfractivité,

on aura

et, par

suite,

Il

_n’y

a aucune raison pour que les fréquences y j et ,~?

soient exactement les mêmes.

7.

_Exemple

du lirnonène. - Condon a illustré

ses vues _par un

_exemple

tiré des mesures de

Volk-mann

_[21].

Celui-ci a _{trouvé que, pour le}

_limonène,

la

_longueur

d’onde

_critique

de réfractivité était

₉₉₈

À,

alors que la longueur d’onde

_{critique, pour le}

_pouvoir

rotatoire,

est de

₁₈₇₈

~. L’écart entre Y1 et V2 est

donc considérable.

8.

_{Interprétation géométrique. -}

On

_peut,

à mon

_avis,

donner de ces faits

_{l’interprétation}

suivante :

Pour les cétones par

exemple,

les travaux de

Lowry

et

_Allsopp

_[22]

ont _{montré que} l’anomalie

d’indice dans la bande

_cétonique

est extrêmement faible

_{(fig. 5).}

Les indices sont « commandés» par

une bande

_plus

lointaine,

située dans l’ultraviolet

de Schumann.

Pourtant,

les anomalies de

_pouvoir

rotatoire sont fortes dans la bande =C0. Il faut donc admettre que, si individuellement les anomalies d’indices droit et

_gauche

sont très faibles dans la bande

=C0,

leur

_différence

est

_cependant

notable,

ce

_qui

entraîne un fort facteur de

_{dissymétrie.}

La bande _{=CO intervient donc pour} le

_pouvoir

95

la deuxième

bande,

située dans l’ultraviolet de

Schumann,

qui intervient pour

les indices.

Fig. 5. - Anomalie d’indice dans la bande cétonique

(d’après Allsopp).

9.

_Exemple

du

_quartz.

- J’ai montré

récem-ment

_[2]

_{que le}

_quartz

aussi,

est un

_exemple

_typique

pouvant

être _{cité pour illustrer} les vues de Condon. En

effet,

son

_pouvoir

rotatoire et sa réfractivité

peuvent

être mis sous la forme

_canonique

(où

1, est la

_{longueur d’onde par}

_rapport

au

_vide,

exprimée

en

Â).

Le

_pouvoir

rotatoire est, en

_{première approximation,}

commandé par une bande située vers 1200 Â. C’est

elle

_{qui agit}

aussi sur la

_{biréfringence}

_cristalline,

comme je

l’ai montré _{par ailleurs (2).} Son existence

ne semble _pas douteuse

_d’après

les travaux récents

sur le

_pouvoir

réflecteur du

_quartz.

Par contre, l’indice de réfraction

_{(voir figure}

6)

est

_pratiquement

commandé par une bande

_plus

lointaine,

située vers 800 1 .

1’) J’ai montré en effet _{[ 2 3)} que la biréfringence du _quartz peut se mettre sous la forme _{simple :}

Il faut

admettre,

d’après

les idées

_{que j’ai exposées}

plus

haut,

que la bande située à 1200 À a un fort facteur de

_{dissymétrie,}

mais est relativement faible

et a _{peu d’influence} sur la réfractivité.

Fig. 6. -

Comparaison des bandes réduites pour le pouvoir

rotatoire, la _{biréfringence} et l’indice de réfraction du _{quartz (R. Servant).}

Conclusion. --~ Comme _on le voit, l’étude des

décalages

est très

_importante,

car elle

_permet

de

mieux

_comprendre

les relations entre le

_pouvoir

rotatoire et

_{l’absorption.}

Elle utilise aussi bien les données des

régions

de

_transparence

_{que celles}

des

_régions

_{d’absorption. Dispersion}

en dehors des

bandes et dans les bandes ne _sont, en

effet,

_que

deux

_aspects

d’un même

_phénomène,

et il

_n’y

a aucune raison de

_négliger

l’un au

_profit

de l’autre.

De nouveaux

_progrès

ne seront

_{marqués qu’en}

multipliant

encore, si

_possible,

de telles mesures

et en leur

_adjoignant

non seulement des mesures

d’absorption,

mais aussi des mesures de réfractivité.

Manuscrit reçu le 3o avril

BIBLIOGRAPHIE.

[1] G. _BRUHAT, Traité de _{polarimétrie,} Paris, 1930. 2014

T. M. LOWRY, Optical rotatory power, London, 1935.

2014 W. KUHN

et K. FREUDENBERG, Hand und Jahrbuch der Chemischen _{Physik, Leipzig, 1932,} 8, III. 2014

E. DARMOIS, Journal de Physique, 1925, 6, p. 232; Traité de Chimie organique de _{Grignard, Paris,} 1936, 2, p. 23.

[2] R. SERVANT, C. R. Acad. Sci., 1941, 212, p. 1140; Journal de _{Physique, 1941, 2, p. 31} S.

[3] R. SERVANT, C. R. Acad. Sci., 1938, 207, p. 283; Annales

de _{Physique, 1939, 12, p. 397.}

[4] W. M. POWEL jr, Physical Review, 1934, 46, p. 43.

[6] W. KUHN, Zeits. für Physikalische Chemie, B, 1929, 3, p. 14.

[7] R. LUCAS, C. R. Acad. Sci., 1926, 182, p. 1022;

Annales de _{Physique, 1928, 9, p. 450.}

[8] M. BORN, Proceedings of the _Royal Society of London, A,

1935, 150, p. 84. 2014 E. U.

CONDON, Reviews of Modern

Physics, 1937, 9, p. 432. 2014 H. HOEK, Physica, 1941, 8, p. 209.

[9] W. _KUHN, Zeits _{für Physik. Chemie, B, 1935, 30,} p. 356.

[10] T. M. LOWRY et J. O. CUTTER, Journal of the Chemical

Society, 1925, 127, p. 604.

[11] T. M. LOWRY et H. S. FRENCH, Journal _of the Chemical

Society, 1924, 125, p. 1921.

[12] G. BRUHAT et P. GUÉNARD, C. R. Acad. _{Sci., 1936,} 203, p. 784; Revue _{d’Optique, 1936, 15,} p. 375. [13] J. 0. _CUTTER, H. BURGESS et T. M. LOWRY, Journal

of the Chemical _{Society, 1925, 127,} p. 1260.

[14] A. COTTON, C. R. Acad. Sci., 1895, 120, p. 989 et 1044; Annales de Chimie et de _Physique, 1896, 8, p. 347.

[15] T. M. LOWRY et H. K. GORE, Proceedings of the _Royal

Society of London, A, 1932, 135, p. 13.

[16] J. P. MATHIEU et J. PERRICHET, Journal de _Physique, 1936, 7, p. 138.

[17] W. KUHN et E. BRAUN, Zeits _{für Physik. Chemie, B,} 1030, 8, p. 281.

[18] T. M. LOWRY et H. HUDSON, Phil. Transac. _of the _Roy. Soc. of London, A, 1934, 232, p. 117.

[19] G. BRUHAT, Annales de _{Physique, 1915, 3,} p. 232 et 417,

et 1920, 13, p. 25.

[20] W. KUHN et H. L. _LEHMANN, Zeits. _{Elektrochem., 1931,} 37, p. 549; Zeits. für Physik. Chemie, B,

1932,

18, p. 32.

[21] H. VOLKMANN, Zeits. _{für Physik.} Chemie, B, 1930, 10, p. 161.

[22] C. B. ALLSOPP, Proc. of the _Roy. Soc. of London, A,

1934, 146, p. 307.

[23] R. SERVANT, C. R. Acad. _{Sci., 1940, 211, p. 641.}

LE COMPORTEMENT DANS UNE

ATMOSPHÈRE

GAZEUSE DES RAYONS DE RECUL DE

DÉSINTÉGRATION 03B1

Par M. ANDRÉ BERTHELOT et Mlle TOSIKO YUASA. Laboratoire de Chimie nucléaire,

Collège

de _France, Paris.

Sommaire. 2014 On étudie à la chambre de Wilson à très basse pression les trajectoires données

par les atomes de recul produits par les désintégrations de An et Ac A. Le phénomène de choc _atomique est _{spécialement} examiné et la section efficace correspondante est trouvée égale à 10-17 cm2. L’examen

des atomes _{d’hydrogène} projetés permet d’établir la relation _{vitesse-parcours} des protons de très faible

énergie. Enfin le rôle _possible des microgouttelettes d’eau dans un certain nombre de phénomènes

observés est discuté.

La traversée de la matière par des

particules

plus

lourdes _que le _noyau

_d’hélium,

animées de

grandes

vitesses,

est un

problème

dont les

physiciens

s’étaient jusqu’à

présent relativement peu

préoccu-pés.

Cependant, depuis

la découverte de la

_rupture

du noyau d’uranium en deux

_{fragments projetés}

avec une

_grande

vitesse

_initiale,

la

_question

du

parcours de semblables

particules

s’est

posée

à

nouveau et

_quelques

travaux

_théoriques

ou

expé-rimentaux

_{[i] ont}

été récemment

_publiés

à ce

_sujet.

De ces _travaux, il _{résulte que la}

_perte

_d’énergie

se

fait surtout _par le _{processus usuel d’ionisation} et

d’excitation tant _{que la vitesse de la}

_particule

est assez

_grande,

mais,

_qu’au

f ur et à mesure de son

ralentissement

_apparaît

un autre _processus dont

l’importance

dans la

_perte

_{d’énergie finit par devenir}

considérable : la

_projection

d’atomes de la substance

dans

_laquelle

a lieu le mouvement.

En

_1g34,

M. Joliot avait

_publié

une étude

_[2]

sur le

_comportement

dans une

_{atmosphère gazeuse}

des noyaux de recul produits par la désintégration a

des émanations

radioactives,

et avait

_déjà

mis en

évidence le rôle

_joué

par ces

_projections

d’atomes

dans le ralentissement de semblables

_projectiles.

Les

_phénomènes

observés dans ces conditions doivent être

_analogues

à ceux

_qui

se

_produisent

en fin de

parcours des

fragments

de fission. En

effet,

la

vitesse initiale de ceux-ci est environ

4~

fois

_plus

grande

que celle du noyau de recul de l’actinon par

exemple.

Nous avons

repris

les

_expériences

de M.

Joliot,

pour essayer de

préciser

les différents

aspects

de ce

phénomène

de

_{projection atomique.}

1.

_{Dispositif expérimental. -}

On utilise la chambre de Wilson à basse

_pression

construite par M. Joliot [3] et

_qui

avait servi au travail

_précité.

La difficulté de ce _genre de travail consiste à obtenir

des

_{photographies présentant}

une bonne définition

et _propres à être mesurées.

Étant

donné le faible parcours des rayons de recul et des atomes

projetés,

il y a intérêt à ce _{que la}

_pression

soit aussi basse

que possible.

Le gaz qui emplit la chambre est _{constitué par de} la _{vapeur d’eau} sous sa

_pression

de vapeur saturante à la

_température

ambiante

_auquel

on

_ajoute

de l’air

pour obtenir la

pression

désirée. Comme M. Joliot l’avait

_{déjà signalé,}

le

_degré

de détente

_augmente

beaucoup lorsque

la

_pression

devient très basse. De

_plus,

nous avons observé que pour une

_pression

totale

donnée,

le

_degré

de détente est d’autant

_plus

faible que la

température

ambiante est

_plus

basse,

ou, ce

_qui

revient au _même,

_qu’il

_y a _{moins de vapeur}

d’eau dans le

_mélange.

Comme ce

_qui

nous limite

vers les basses

_pressions

est

_{l’augmentation}

du

_degré