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La conductibilité électrique du sélénium (suite)

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Academic year: 2021

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HAL Id: jpa-00242156

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242156

Submitted on 1 Jan 1905

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Eugène Bloch

To cite this version:

Eugène Bloch. La conductibilité électrique du sélénium (suite). Radium (Paris), 1905, 2 (11), pp.363-

370. �10.1051/radium:01905002011036301�. �jpa-00242156�

(2)

qu’ils ont été apportés là par les eaux passant sur des ininerais uraniféres plus proiondéiiient situés. Des fouilles pourraient donc offrir le plus grand intérêt.

La figure 2 représente un morceau de la roche ura-

nifère. Il ihst recouvert de petites écailles et de petits

Fig. 2.

-

Photographie d’un échantillon de roche uranifère.

cristaux d’autunite que malheureusement la photogra- phie met mal en évidence. Au milieu et à droite se trou-

vent deux cavités allongées, tapissées de petits cris-

taux de quartz.

La figure 5 montre une radiographie obtenue en déposant des cristaux d’autunite sur une plaque pho- tographique enveloppée de papier opaque à la lumière.

L impression est très nette, quoique le cliché n’ait pas été renforcé.

Il existe dans la même région que ces gisenlents plusieurs sources d’eaux minérales : j’en connais au

moins quatre pour mon compte. Une seule est exploi-

tée a Grandrif et fait l’objet d’un commerce locale assez

important. Il serait peut-être intéressant de les étu-

Fig-. 3.

-

Radiographie obtenue aH’C des cristaux d’atitiiiiite détachés de la poche.

dier au point de vue de leur radioactivité, de même

que les boues ferrugineuses qu’elles déposent le long

de leur trajet.

Je n’ai point encore étudié la richesse des ininerais n’étant point outillé pour cela, mais jc me propose de pousser plus loin ces recherches avec la collaboration

de M. Danne. Th. Nogier,

Préparateur de Physique biologique

à l’Université de Lyon.

La conductibilité électrique du sélénium2 (suite)

Effet de la lumière,. - La lumiére produit en général sur les résistances de sélénium convenable-

ment préparées une diminution plus ou moins grande. C’est la le fait fondamental découvert par

1. Le filonnet quartzeux à autunite et parfois à chalcolite appa- rait en afileuremenls au milieu de granités et de granulites en décomposition avancée, surtout au voisinage du gisement.

Celui-ci est oriente 0-E, sous une inclinaison d environ 4bO et d’autres filons parallèles, voisins mais inexplorés, laissent soup- çonner leur présence. La largeur est d’environ 1 mette; la pro- fondeur est inconnue, l’exploration n’ayant été faitf pour 1 ex-

ploitation cjc la carrière de pierres qu’en tranchées decouverstes et suivant la pente de la montagne. Quant à la longueur on n’a

aucun renseignanement precis mais M. Michalias d’Ambert. a pu le suivre sur un parcuurs de -2 it 300 lutru·. Il est probable

-lue le filon se prolonge au de la dans la direction d’un gise-

ment de roche it wollastollite fort interessante et étudié déjà

par des géologues de valeur.

Plus haut que le gisement tlranifcre, auprés du hameau des

Ballays. M. Michallias a constaté récemment la présence d’une

W. Smith, puis bientôt confirme par d’autre auteurs.

Le phénomène se produit même à la température de

l’air liquide63. Il n’en est peut-étre que plus utile de signaler quelques cas exceptionnels où la variation de

résistance avait lieu eu sens inverse : un premier cas

a été signale par Adams et Day 1, un autre par Moser 30,

trois antres enfin par Kalischer 10

pegmatite avec de tres nombreux grenats.

d’une belle couleur transparente rouge groseille mais malheu- reusement tres petits.

Enfin. au voisinage du filon manifère comme dans toute la

région. nombreux sont les gisements quantzeux amorphes ou

cristallisés amethysés. demi-hyalins ou opaques sous

forme de breches e jasque d’agater rebances ou curieuse-

ment reticulées comme j’en au pu admirer a Ambert de magni- fiques échantillon- polis . Note additionnelle de l’auteur

remise le 25 octobre 1905.

2. Pour les renvois bibliographiques voir les notes du pre- mier article dans le numero precedent octobre 1905).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01905002011036301

(3)

.1. Effet résistance.

-

Nous restreignant au cas ordinaire, nous avons vu comment les premiers

auteurs ont pu montrer que cet effet résistance était bien dù à la lumière et non à la chaleur. Ce résultat a

été confirma depuis de bien des façons par Lord Hosse9, Adams 12 et 13, etc., en particulier par comparaison des

éléments au sélénium avec des piles thermo-électriques,

et par l’étude de l’absorption des radiations efficaces

par les divers milieux colorés.

a) Sa dislribution dans le spectre.

-

Le désac- cord a commence a se manifester quand il s’est agi de

décider dans laquelle région du spectre résidaient les rayons efficaces. D’après les premiers expérimentateurs

c’était dans F infra-rouge ou tout au moins à la limite

du rouge. Adan1s 12 place le maximum de l’effet dans le jaune vert, Mercredier 27 dans le jaune (maximum de lllmiére), Uljanin 41 dans le jaune pour un spectre pris- matique et dans le jaune vert pour un spectre nor- mal (Ce dernier auteur a surtout étudié l’effet force électromotrice dont il sera question plus loin). La question me parait avoir fait un pas considérable avec

un récent travail de PfundÍ9. Cet auteur a, en effet, comparé entre elles les différentes portions du spectre,

en prenant soin que la petite région spectrale étudiée produisit toujours le même effet sur une pile thermo- électrique. En d’autres tel’mes il a comparé l’action

des diverses régions spectrales en leur donnant une largeur telle que leur énel’gie totale fût constante.

Cette rnétllode, qui est évidemment très satisfaisante, l’a conduit à placer le maximum de l’action aux envi-

rons de la longueur d’onde 0,î (limite du rouge).

b) Sa J’elation avec l’intensité de la lumière.

-

Le premier qui se soit occupé de cette question est, à

ce que je crois, Lord Rosse9 (1874). D’après lui la

variation de conductibilité produite par la lumière sur le sélénium varie ai peu près en raison directe de la racine carrée de l’intensité lumineuse. La même loi fut retrouvée par Siemens11 (1875) et par Adams13

(1876), vl qui certains auteurs l’ont attribuée à tort.

Elle fut bientôt mise en doute par Siemens lui-même,

d’après lequel 1 action est cn réalité fort variable; elle parait augmenter encore moins B ile (iiie la racine car- rée de l’intensité lumineuse, peut-être collme la

racine cubique, et dépendre de facteurs assez com-

plexes. Selon Uljanin 41 l’action est des plus complî- quées; pour les faibles intensités elle est ;1 peu près proportionnelle à la puissance 1 2 ,1 3 ou mème 1 6 de

l’Intensité. Hesehus 71, en s’appuvant sur des raisonne- ments théoriques, trouve entre l’intensité i de la lumière et la variation de la conductibilité une l’t’-

lation de la forme :

i=a(bm-l).

Hopius 70 défend la loi i=am3.

D’après Ruhmer 65. 66, il faut distinguer à cet égard

les éléments durs recuits à 1000 qui sont plus sensi-

bles aux fortes lumières qu’aux faibles, et les éléments

¡nous recuits à 200° et qui sont plus sensibles aux

lumières faibles.

La question est dans tous les cas fort confuse et

peut-être méme insoluble dans l’état actuel de nos

connaissances.

c) Rôle du temps dans l’effet résistance.

-

L’ac- tion de la lumière est en effet beaucoup moins simple qu’on ne l’avait cru tout d’abord. Siemens" signalait déjà en 1875 qu’après insolation le retour de la résis- tance à l’état initial était assez lent. Adams 12, en 1876, dit que le sélénium remis dans l’obscurité après

éclairement revient en quelques minutes à peu près

à l’état initial. Il remarque aussi qu’il y a un premier

effet « instantané » quand le sélénium est placé à la

lumière, suivi d’un effet subséquent qui se produit

avec une lenteur assez grande (Nachwirkung des Alle- mands). Forssmann17 confirme ce dernier résultat que bien d’autres ont observé depuis (Kaliscllecr, Pfund, etc.). Dans ses dernières recherches (1877)

Siemens apporte sur ce point, comme sur tant d’au-

tres, d’intéressantes conclusions : avec le Se 1 recuit à 1001 (Se normal, v. p. 527) la lumière diminue d’une manière continue la résistance pcndant fort longtemps;

avec le Fe Il, recuit à 200°, on a un maximum de conductibilité quelques secondes après l’illumination.

Enfin, un élément qui a servi quelque temps présente

une véritable « fatigue )) et réagit beaucoup moins éner-

giquement à la lumière.

Les expériences de photophonie (Bell, 1880, etc.)

dont il sera question plus tard prouvèrent qu’une llor- tion au moins de l’ellet de la lunlière était très rapide :

le sélénium est sensible, en effet, à des variations

périodiques de l’intensité lunlineuse, quand la periode

est égale ou même inférieure a Il 1000 de seconde (pé-

riode des sons reproduits â distance parle sélénium).

La question de l’instantanéité de l’action de la lumière fut ainsi rellise en discussion.

Depuis lors, tout le inonde s’est iiiis d’accord pour reconnaître que le sélénium insolé et remis dans l’obscurité ne revenait que progressivement à son état

initial, l’t même d’autant plus lentement que l’insola- tion a été plus prolongée et plus intense. Au conlrail’t, Bellati et Romanes 30 bis firent une expérience assez complexe d’où ils conclurent que la diminution de résistance du sélénium au moment ou on l’expose a la

lumière était, en partie au moins instantanée. Ce résultat a été combattu par Hesehus 33,33, qui admet

dans 1 action de la lumière une véritable llhystérésis.

due suivant lui à une pénétration progressive dC· ra-

diations dans l’épaisseur du sélénium. Majorna 48 a

enfin montrée en 1894. d’une manière qui parait

satisfaisante que l’action de 1;1 lumière était très rapide

(4)

mais progressive: le premier effet dit « instantané » dure en réalité quelques secondes, et est suivi de la

« nachwirkung » ordinaire. Quand l’élément est remis

dans l’obscurité les mêmes phénomènes sont bien plus prononcés. Ces effets de retard rendront difficiles cer- taines applications du sélénium à l’astrononlie (N-. plus loin).

Il osi nécessaire d ajouter que nous n’avons signalé

sur ce point, comme sur beaucoup d’autres, due les faits importants, et que nous renvoyons aux mémoires

originaux le lecteur désireux de se rendre compte de

toute la complexité des résultats obtenus.

d) Rôle des contacts et des phénomènes de pola-

risation. - - Le contact entre le sélénium et les élec- trodes qui servent à ameller le courant paraît jouer le plus grand role dans l’effet résistance. Ce fait fut nlis indirectement en évidence par Adams et Day 15, d’après lesquels l’effet de la lumière n’est pas tou-

jours le même, suivant l’endroit de l’élément oli elle

tombe. Dans le cas des éléments à résistance faible, la lumière peut produire des effets inverses suivant

qu’elle tombe sur l’électrodc d’entrée ou sur l’élec- trode de sortie du courant; si la résistance est forte,

la radiation produit au contl’aire un effet invariable, qui est une diminution de résistance quel que soit l’eldruit frappé. Sabine’9, opérant sur des éléments à électrode de platine, montrc qu’il peut arriver que la plus grande partie de la résistance réside, non dans

le séléniuln, mais dans les contacts. Kalischer 29

trouve également que la sensibilité de 1 élément dé-

pend de l’endroit où tombe la lumière. Moser 30 est tellement frappé de l’importance de la résistance de contact, qu’il attribue 1 action de la lumièrc sur le sélénium it un effet microphonique : il y aurait un contact très imparfait entre le cuivre des électrodes et

le sélénium de cuivre qui les sépare du sélénium re-

cuit ; la lumière modifierait simplement ce contact.

Bidwell, bien qu’il rejette cette théorie3l, insiste lui-

mêlne sur le rôle des contacts auxquels il attribue une partie des anomalies observés dans l’étude de la va-

riation de résistance avec la température Il (v. p. 327).

On peut rapprocher des faits précédents les phéno-

Inènes de polarisation observés par beaucoup d’expé-

rimentateurs sur les résistances de sélénium. Adams

et Day 15 sont les premiers à avoir signale des courants

secondaires intenses dans les éléments que l’on avait fait traverser longtemps par un courant. Ils concluent à la nature électrolytique de la conductibilité du sélé- nium. D’après lloserJ° le passage du courant produit

le plus souvent une force électromotrice de polarisa-

tion de l’ordre du 1000me de volt. Bidwell 36 et 49 pro- pose d’attribuer ces effets à la présence des séléniures toujours mélangés au sélénium. Il montre que l’on

peut effectivement électroliser les éléments au sélé-

nium et mettre en liberté du sélénium sous forme de touffes rouges à 1. anode. La présence de l’eau parait

du reste Indispensable à la production d’une force électromotrice de polarisation: elle agit aussi sur la sensibilité des éléments.

Il est a»c-z nature. à la vérité d’attribuer à des

impuretés (séléniures ou eau les phénomènes de polarisation. Il ne faut pas oublier, du reste que dans

les modes habituels de construction des élements les électrodes sont presque toujours sépârer du sélénium par des séléniures produits sous l’action de la chaleur

pendant le recuit. Le contact entre le metal des élec-

trodes et le sélénium est donc nécessairement très variable , et l’on s’explique ;1 la fois les deux groupes de phénomènes qui viennent d’être décrits : mais il y a là encore une question à reprendre et à préciser.

e) Rôle du sens du courant et de son intensité.

-

On comprendra dès lors un peu mieux certains faits complexes relatifs aux variations de la résistance du sélénium avec le sens du courant employé a la

mesurer et avec son intensité. D’après Adams 12, la

résistance apparente du sélénium diminue avec la force électromotrice de la batterie employée à la

mesurer. Le fait est confirmée par Siemens 14, qui

trouve de plus une différence de conductibilité suivant le sens du courant. Fritts32 et Kalischer 40 confirment aussi ces résultats. D’après Fritts, IaBariation du cou- rant altère non seulement la résistance apparente,

mais encore la sensibilité des éléments à la lumière.

Ces phénomènes compliqués, évidemment dus en

partie à la dissMiiétrie des électrodes ou a limpureté

du sélénium, ont joué jusqu’ici un rôle pertubateur

dans la plupart des expériences, et sont encore fort

mal débrouillés. Ils montrent surtout que lu résis- tance d’un élément au sélénium ne peut être une gran- deur vraiment définie, que si l’on prend soin de la

mesurer dans des conditions aussi invariable que

possible.

B. Elfet foi-ce électromotrice . Nous sommes

ainsi amenés naturellement à dire quelques mots dun

effet lôrt curieux, découvert en 1876 par Adams et Day 13 et qu’il faut distinguer soigneusement du pré-

cédent. La lumière agissant sur un élément au sélé- nium peut y produire une force électromotrice en

l’absence rle toute pile placée sur le trajet . Le lait

confirmé par Kalischer 29, fut étudié par Fritts 32. qui

v voit une transformation directe de l’energie lumi-

neuse en énergie électrique. Fritts réussit à obtenir

ainsi des courants très constants et des forces électro- motrices considérables, Il n’y à aucune relation directe.

d’après lui, entre la sensibilité d’un element à la lumière sous le rapport de la résistance et sous le

rapport de la force électromotrice. Les deux propriétés

sont très inégalement développées chez uumémf t’lé-

ment et paraissent indépendantes. Le fait est confirmées par Korda44 et llar Uljanin 41

.

Celui-ci. ainsi que

Kalischer 40 , a fait de l’etret force électromotrice une

étude spéciale. Kalischer s’est etTorcë de développer

(5)

cet effet à coup siir dans un élément : il recommande de prendre, pour construire les éléments à double hélice du type Siemens (p. 325). deux fils de nature différente (cuivre et zinc par exemple), de recuire

pendant une heure et den1it) ai 190° et de laisser refroidir lentement. Si les deux fils sont de même nature, 1 effet subsiste encore, mais il est moindre.

Lijanin, qui utilise les éléments du ly pe Fritts, trouve

que l’électrode éclairée est toujours négative par rap- port a l’autre. Il mesure la force électromotrice â F électromètre capillaire, et a trouvé pour force électro- lnotrice maximum 0’,i’2 au soleil; cette force élec- tromotricc dépend, du reste, de l’état de polarisation

de l’élément. C’est ce que trouve aussi Bidwe1l49, d’après lequel un élément fortement polarisé donne

un effet force électromotrice considérable et un effet résistance mini1e. L’humidité joue d’ailleurs un rôle ici comnle dans l’effet résistance, et, selon BidWell, l’effct serait du à l’activation par la lumière de quelque

réaction chimique.

Quoi qu’il en soit, les faits précédents montrent que le phénomène est lié aux phénomènes de polarisation ;

il est, comlne eux, fort variable avec le temps et les conditions expérimentales; les impuretés du sélénium doivent donc y jouer un rôle. D’ailleurs, en faisant appel au principe de symétrie, il est impossible de comprendre comment, dans le dispositif Siemens,

la lumière tombe perpendiculairement aux lignes

de courant, la production d’une force électromotrice serait colnpatible avec une symétrie parfaite de

l’élément (tant en ce qui concerne le sélénium que les

électrodes). On est donc forcé d’attribuer l’effet force électromotricc à des impuretés localisées ou à une

dissymétric des électrodes, mais l’explication véritable

reste encore bien incertaine. Dans lc dispositif Fritts

ou Uljanin, une seule des électrodes est éclairée et la lumière trawrse le sélénium dans le sens fles lignes cle

courant ; la dissyt-iiétrie seule est dès lors suffisante pour légitimer l’effet mais non pour l’expliquer. La

cause véritable est probablement la même dans les deux espèces d’élements.

C. Effet Righi42 et 45.

-

Le sélénium présente

enfin sous l’action de la lumière une troisiéme pro-

priété qui a été découverte et étudiée par Righi : la

force électromotrice apparente de contact entre le sélénium et un autre métal varie par l’action de la lumière. L’action est produite par la lumière ordinaire et non par 1" ultra-B iolet; elle est due à une différence

de potentiel de contact de 0, volt 1 environ entre le sélénium maintenu dans l’obscurité et le sélénium éclairé. Minchin 47 et 59 a montré que le même phéno-

Inène se produisait dans des liquides isolants tels que l’0153nanthol et l’acétone, et il a proposé de l’appliquer à

des rechercher astronomiques, Nous manquons, encore

aujourd’hui. des éléments expérimentaux nécessaires pour nous faire une idée de la cause. de ce phéno-

mené. D après Buisson (thèse. p. 20), il s’agirait d’un

effet actinoélectrique analogue a celui que présentent.

au contact de certains électrolytes. une foule d’autres métaux.

Action des autres radiations sur le sélé- nium. - -Nous asons l’ll que l’action de la lumière

sur la résistance du sélénium est maximum vers la limite du rouge, et décroit de part et d’autre. On s’est demandé depuis longtemps si les radiations rangées

dans les autres octaves spectrales exerceraient elles aussi une action. La réponse a été jusqu ici négative.

En particulier, les radiations électromagnétiques à grande longueur d’onde (oscillations hertziennes)

n’ont pas d’action sur le sélénium. Le fait, trouvé par

Agostini 52, a été confirmé depuis par Masini 54.

Au contraire, les rayons de Rontgen, comme l’a

montré Perreau 5;; avec des éléments du type Mercadier,

ont sur le sélénium une action tout à fait comparable

à celle de la lumière. Et il en est de même des rayons du radium, d’après les expériences indépendantes de

l’auteur de cet article 35 et de Himstedt;)6. On pourra

peut-être tirer de ces faits d’utiles indications sur le mécanislne de l’effet résistance. Signalons enfin que,

d’après E. Van Aubel72, l’eau oxygénée, l’essellce de

térébenthine, le caoutchouc ou le camphre traités par l’ozone sont également capables de diminuer la résis-

tance du sélénium : il s’agirait d’une émission de

radiations, capables d’ailleurs d’impressionner la plaque photographique.

Importance de la pureté du sélénium.

-

C’est là, pour le sujet qui nous occupe, une question essen-

tielle, dont 1 importance a été trop longtemps mécon-

nue. Graham Bell 23, 25 est le premier, à ma connais-

sance, qui se soit préoccupé de la composition du

sélénium dont il se servait : c’était du sélénium COIn- mercial de provenance variable, et qu’il fit analyser.

On y décela du fer, du cuivre, du plomb, etc., et, selon Bell, ces impuretés n’étaient peut-être pas sans in- fluence sur les propriétés des résistances qu’il con-

struisait. Bidwell déplore pour la première fois en

1885 36 l’impllreté du séléniulu conlmercial : c’est, pour lui, de ces impuretés ainsi que des séléniures quai

se forment pendant le recuit, que dérivent presque toutes les propriétés du sélénium. Uljanin 41 donne

la composition des trois échantillons de sélénium qui

lui ont servi. Ils sont fort purs, puisqu’ils ne conte-

naient guère que 1 pour 100 de matières étrangères.

Mais Uijanin ne se préoccupe pas de savoir si cette

pureté n’est pas altérée par le recuit du sélénium au contact d’électrodes de platine. Ce n’est qu’a une époque toute récente que, sous l’influence des idées de Bidwell, l’on s est ellorcé d’opérer sur une matière

bien définie. Pfund 79, avant purifié du sélénium par le

procédé Lehner 5l, construit des éléments à élec-

(6)

trodes de charbon, pour éviter la formation de sélé- nuires conducteurs pendant le recuit. 11 met eu t’ii- deuce ru fait important que des éléments à sélénium aussi pur (tue possible, recuits par le procédé Bid- well, sont conducteurs de l’élcctricité. et que leur résistance diminue encore sous 1 action de 11 lumière.

La sensibilité augmente cependant, conformément aux

indications de Bidwell, quand on ajoute des séléniures,

et cela jusqu’à un maximum qui est atteint pour une

proportion de 5 pour 100 de séléniure enBiron. Nous

verrons bientôt les conséquences que l’on peut tirer

de ces faits au point de i nc théorique. Ajoutons seu-

lmllelt que la voie ouverte par Pfnnd parait la seule

actuellement fructueuse : une étude systématique du

sélénium pur et des séléniures parait seule susceptible

de jeter aujourd’hui quelque lumière sur cette ques- tion si obscure.

Théorie de l’action de la lumière sur le sélé- nium. - Bien des théories ont été proposées pour

expliquer l’enscmble des propriétés du sélénium, et

en particulier sa curieuse propriété de changer de

résistance sous l’action de la lumière. La première en

date est celle de W Siemens 14, 18. Ce physicien admet

que, en chauffant pendant longten1ps le sélénium à

200°, il se forme une variété allotropique distincte

du sélénium cristallisé ordinaire et qu’il appelle sélé-

nium métallique. Les éléments sensibles à la lumière

(Se II, v p. 527) seraient alors des solutions de sélé- nium métallique dans le sélénium cristallisé. La nou-

velle variété conduirait l’électricité conlme les métaux et beaucoup plus que l’ancienne. Mais elle ne serait stable qu’à la lumière .ou u température assez élevée.

L’idée de faire intervenir une action spécifique du

sélénium et de faire jouer un rôle à ses modifications

allotropiques est assez naturelle, dès lors qu’on a

reconnu que l’action de la lumière était bien elle-même

spécifique et propre au sélénium. Mais l’interpretation paL’ticulière de Siemens soutl’rc une grave olljection :

on semble avoir reconnu aujourd’hui qu’il n’existait qu’une seule forme de sélénium cristallisé ou lnptal-

lique, et l’hypothèse de deux formes distincte ne

repose sur aucun fondement expérimental; aussi

a-t-elle perdu du terrain.

Adams et Day 15 proposèrent d’expliquer les phéno-

nlènes par une cristallisation du sélénium vitreux pro- duite par la lumière : les éléments sensibles seraient des mélanges de sélénium vitreux et de sélénium

métallique évoluant peu al peu ers la dernière forme,

et plus rapidement soues 1 action des radiations. L’ob-

jection ci-dessus tombe ici, mais oll peut se demander pourquoi l’action de la lumière est il peu près réver-

sible et non p,is définitivement acquise.

Il n’est peut-être pas inutile de rappeler un essai

de )loscr 30 (lui prétend distinguer deux effets diffé- rents ; Il un effet microphonique des radiations, qui,

étant absorbées. provoquent une élévation de tempéra-

ture an voisinage des N améliorent le contact l’t augmentent ainsi la conductiblité : 2° une iiiodification secondaire de nature allotropique provo-

fluée par les radiations dans la masse même du sélé- mum, et amenant la production d’iiii force électro- motrice dans certains cas. et aussi la rat igue des élé-

ments. Cette double interprétation est devenue hiell

improbable depuis les recherches de Bidwell .

C’est à Bidwell 36 49 en effet que l’on doit une des théories les plus répandues même aujourd’hui et les plus raisonnables quant à présent . Adams et Days

l1B aient déjà indiqué que la conductibilité du sélénium devait être de nature électrolytuque Bidwell; reprend

et développe cette idée en allrihuLlnt aux séléniures

toujours préscnts dans les éléments au sélénium un

rôle prépondérant dans tous les phénomènes observés.

Ces séléniures sont principalelnent formés aux dépens

du métal des électrodes pendant l’opération du recuit.

Ils existent dëjâ en petites quantités dans le sélénium

commercial : le sélénium recuit en l’ absence de tout métal a cependant une résistance bien supérieure à

celle du sélénium recuit au contact du cuivre par

exemple. Et Bidwell admet que la resistance du sélé- nium même métallique serait infinie s’il était

parfaitement pur. Cette théorie explique bien des choses, en particulier les effets compliqués de llola-

risation et de force électromotrice observes dans bien des éléments. Bidwell en fournit un premier

contrôle en formant des éléments avec un mélange

de soufre et de sulfure d’argent : ces éléments se comportent exactement comme ceux de sélénium.

Un peut se demander pourtant s’il ne s’agit pas dans ce cas d’une action de la température sur la

résistance du sulfure d’argent. Lu second fait inipor-

tant est que l’action de la lumière parait localisée principalement au voisinage du· électrodes là où,

d’après la théorie, il y a le plus de séléniures.

L’effet de la lumière consisterait à activer la formation de ces séléniures et on peut vérifier experiementalemen

duc la lumière solaire accélère effectivement la com- binaison du sélénium et de divers métaux

-

La

perte progressive de sensiblement des éléments serait due à l’empiètement progressif des séléniures formés aux

dépens des électrodes dans la masse du sélénium

Quand les deux région riches en sléniures arrivent

au contact ma resistance est fortement diminuer et la

sensibilité presque suprimée.

-

La présence des

séléniures dans les éléments au sélénium peut du

reste être montrée par des experiences directes d’élec-

trolyse (voir p. 363. Fait remarquable, on peut.

d’après Bidwell faire des éléments sensible à la lumière en ajoutant au sélénium de 3 à 5 pour 100 de séléniure de cuiBrl’, suns recuivre l’élément . De même Bidwell a eu à sa disposition quelques échan-

tillons de sélénium avec lesquels il n’était pas pos-

(7)

sible d’obtenir, par les proctdés ordinaires, des élé-

ments sensibles a la lumière. On y arrivait an contraire après adjonction de 5 pour 100 de séléniure de cuivre.

Ces idées si séduisantes par la facilité avec laquelle

elles expliquent tant de phénomènes complexes et par les nombreuses vérincations auxquelles leur auteur

les a soumises, ont rencontrl’ une grande faveur qui

se maintient encore aujourdhui. Elles renferment

évidemment une part de vérité. Cependant elles expliquent mal pourquoi, après la chute de résistance

pro !uite par la lumière, le sélénium revient plus ou

moins bien à son état initial quand on le remet dans

l’obscurité. Il semble d’ailleurs possible de les sou-

mettre à une épreuve assez rigoureuse : si on prépare

un échantillon de sélénium aussi pur que possible,

recuit en l’absence de tout métal, sa résistance devra,

cl’après Bidwell, être énorme et ne pas changer sous

l’action de la lumière,.

Pfund 79 a fait un premier essai dans cette voie, et les résultats auxquels il est arrivé ne viennent pas à

l’appui de la théorie de Bidwell. D’après lui, en eflet (voir p.564), um élé1nent à sélénium pur et à élec- tfodes de charbon est encore conducteur et sensible à la lumière La sensibilité augmente, du reste, jus- qu’à un maximum, quand on ajoute au sélénium

environ 5 pour 100 de séléniure. Le maximum de sensibilité se trouve à très peu près au nlénie point

clzc spectre, quel que soit le séléniure ajoute. Il

semble réstilter de ce dernier fait que l’action des radiations est bien une action spécifique sur le selé-

niiini el non sur les séléniuî-es, et l’interprétation de

Pfund est la suivante : la lumière produit sur le sélé-

nium une modicication temporaire qui facilite le pas- sage à travers la masse du sélénium des ions des sélé- niures. Ces derniers resteraient, confor1ément aux

idées de Bidwell, les véritables véhicules du courant, mais ne seraient plus le siège de l’action de la lumière : la vieille idée de Siemens sur l’existence d’une nou-

velle variété de sélénium rentrerait ainsi en faveur.

Cette théorie est encore bien incompléte : quelle est

la nature de r action subie par le sélénium? S’agit-il

d’une modification allotropique, ou d’une action de la radiation électromagnétique qui constitue la lumière

sur les électrons contenus dans les atomes de sélé-

nium, comme le pense Nagaoka 80? Comment met-

tra-t-on, en somme, d’accord les faits expérimentaux

avec les idées que nous nous faisons actuellement sur

la constitution de la matière, et expliquera-t-on la place à part qu’occupe le sélénium dans la série des corps simples? Pour s’en tenir à des questions plus précises, comment se rendre compte de l’existence d’un maximum de sensibilité pour une certaine pro-

portion de séléniures ‘?

Ce sont là des questions que 1 eBpérience seule

pourra trancher, à condition que 1 on suive la voie

rigoureuse qui est maintenant tracée : étude de sub- stance" bien définies dans des conditions aussi simples

que possible. Les rudiments de théorie que nous pos- sédons actuellement ne pourront être précisés qu’à ce prll.

Applications des propriétés du sélénium.

-

Nous terminerons cet exposé par un résumé des ap-

plications qui ont été proposées ou réalisées avec le

sélénium. Aucune d’elles n’est encore entrée véritable-

ment dans le domaine pratique, et c’est ce qui nous permettra de passer très rapidement sur ce sujet, en renvoyant pour les détails à la bibliographie ci-incluse qui, comme on le verra, est devenue extrêmement touffue dans ces dernières années. La cause des insuc- cès pratiques a surtout été jusqu’ici l’instabilité des éléments et le manque de recherches scientifiques et systématiques : il n’est nullement impossible que, dans l’avenir, on réalise des résistances de sélénium à

propriétés invariables ; du même coup on aura ouvert à une foule d’applications du plus haut intérêt un champ pour ainsi dire illimité.

I.

-

Applications astronomiques

-

On avait pensé d’abord, en remplaçant le réticule des lunettes

astronomiques par un fil de sélénium, pouvoir enre- gistrer automatiquement le passage des astres au mé- ridien. Cette application est devenue difficile depuis

que l’on a reconnu que l’eu’et résistance n’était pas instantané. On a, au contraire, réussi à comparer avec le sélénium l’éclat de quelques étoiles prises parmi

les plus brillantes. C’est Minchin 47 et 50 qui a obtenu ce

résultat en mesurant avec un électromètre la force électromotrice de l’ordre du 100e, de volt que provoque la radiation de l’étoile dans un couple platine sélénium plongé dans l’oenanthol,

Dans un ordre d’idées analogue, Morize 38 a proposé

de réaliser, avec un élément cylindrique du type Graham Bell, une espèce d’actinon1ètre enregistreur.

Barnard, en 1891, a cherché à réaliser la découverte

automatique des comètes. Ces expériences délicates

n’ont pas été reprises. Cela tient sans doute à l’imper-

fection du sélénium comme corps photométrique.

Il.

-

Applications photométriques.

-

L’e1I1ploi

du sélénium comme corps photométrique semblait promettre, au début, la réalisation d’une photométrie objective. Mais dès l’époque de Siemens, la coin- plexité des phénomènes observés a empèché cette ap-

plication, qui se trouve aujourd’hui encore entièrement subordonnée aux progrès des études sur le séléniunl.

Il nous sutura de renvoyer a ce sujet al ce qui a été dit

p. 364. Nous en dirons autant de l’application, qui a

été tentée plusieurs fois. du sélénium, II l’allumage automatique des lampes ou des phares destinés à 1 éclairage public, en se fondant sur l’augmentation

de résistance du sélénium à la nuit tombante39,60,75, etc.

llL

-

Photophonie et téléphonie Sllns fil. - Nous

(8)

entrons dans llll domaine plus intéressant avec la pho- tophonie de Graham Bell 23 . Ce sayant a découvert que si l’on fait tomber sur une lame mince de diverses substances un rayon lumineux intermittent, on entend dans un tuyau acoustique relié a la lame un son dont

la hauteur est déterminée uniquement par le nombre des intermittences. Si on remplace la lame par un

récepteur à sélénium placé dans un circuit renfermant

une pile et un téléphone, on entend dans le téléphone

un son analogue au précédent et du aux variations périodiques du courant. Ce remarquable résultat

montre d’abord que les variations de résistance du sélénium sous l’influence de la lumière sont, pour

une part au moins, très rapides (cf. p, 564). Il a con-

duit presque aussitôt Bell et Mercadier27 à la repro- duction de la voix par la lumière. Si, en effet, au lieu d’interrompre périodiquement le faisceau lumineux

au moyen d’une roue percée de trous, on le fait vibrer

synchroniquement avec la voix, le téléphone placé dans

le circuit du récepteur reproduira celle-ci. Lc procédé employé pour faire vibrer la lumière consiste à la faire réfléchir sur un miroir très mince derrière

lequel on parle. Le miroir subit ’des déformations

synchrones des vibrations de la voix, et il en est de

même de la largeur du faisceau lumineux réfléchi que l’on concentre avec une lentille sur le sélénium. La

reproduction de la voix par ce procédé est remarqua- blement fidèle et sensiblement aussi bonne que dans le téléphone ordinaire. L’expérience n’a réussi au dé- but qu’avec la lumière du soleil et sur une dizaine de mètres.

On e,t parvenu depuis à remplacer la lumière solaire par des sources artificielles, par exemple par une tlanllne d’acétylène 69 que l’on fait vibrer au moyen d’une capsule manométriquc, ou par une lampe à

incandescence 62 intercalée dans le circuit secondaire d’une bobine d’induction et que l’on fait vibrer en

parlant dans un microphone n1is avec une pile sur le

circuit primaire. Dans le même ordre d’idé’cs, on peut

citer le dispositif de Ruhmer 38 qui implante dans la

membrane d’un téléphone haut parleur un cylindre de

(’han’- rendu incandescent par la lunlière oxhydrique.

Mais le gros progrès dans ce genre d’applications a

été une conséquence de la découverte de 1 arc chantant par Th. Sin10n (Xied. Ann. 64, p. 255, 1898, etc.)

et de r arc parlant par Duddell (Electrician, déc. 1900

(’t 1901). L’arc étant placé au foyer d’un miroir para-

bolique enverra a distance un faisceau lumineux qu’on

pourra concentrer à nouveau sur un récepteur al sélé-

nium. Si celui-ci est intercalé avec une pile sur le

circuit d’un téléphone, le téléphone reproduira le son

ou le lnot chanté par l’arc. Des perfectionnements

successifs ont été apportés aux appareils par ditlérents

chercheurs en particulier par Ruhmer 65.66 Celui-ci,

avec un arc aussi long que possible, a réussi ainsi à

téléphoner optiquement à 7 kilomètres sur le Wannsce

et cette distance a été dépassa, depuis (on est allé jusqu’à 16 kilomètres!. Les éléments au sélénium,

placés dans le vide. sc conservent assez longtemps,

mais leur Instabilité nnit cependant par limiter lt’

champ des applications.

If,

-

Phonographiques photographique.

Une ap

plication extrement curieuse des propriétés du

sélénium a été proposée par Ruhmer 61. On photogra- phie un are parlant sur une pellicule cinématogra- phique animée d’un moiuvement rapide plusieurs l11ètres par seconde), en le projetant sur la pellicule

au moBen d’une lentille cylindrique. La pellicule enre- gistre des bandes alternativement sombres et claires

qui correspondent aux oscillations lumineuses Je rare.

On éclaire ensuite la pellicule développée alec LUI arc

1ixe et, la déroulant avec la vitesse antérieure. on rail tomber la lumière transmise, au moyen d’une lentilles

sur un élément au sélénium intercalé avec 1111 tété-

phone sur le circuit d’une pile. Le téléphone repro- du il fidelement mes paroles pornoncées initialement par l’arc parlant On a ainsi photographié en quelque

sorte la voix, et on peut la reproduire à plusieurs exemplaires et en plusieurs endroits. Cette expérience

est à rapprocher de celle du tçlyraplloll de Poulsen Elle ne semble pas avoir reçu elle aussi, d’application pratique.

V. - Pholographie et vision à distance.

-

Enfin

un grand nombre de chercheurs se sont préoccupés d’appliquer les propriétés du sélénium li la reproduc-

tion à distance d’une image lumineuse, soit sous forme d’image photographique, soit sous forme d’image

directement visible.

Le principe de cette application est le suivant. On

explore par points ou par lignes rapprochées l’image

lumineuse de manière à produire des variations cor-

respondalltes dans la résistance d’un élément an sélé- nium. Celui-ci est placé sur le circuit dîme pile, et

les variations de résistance du circuit entraînent des variations de courant (pli peuvent être transmises à distance. Il suffit au poste récepteur de faire la trans-

formation inverse (sans emploi de sélénium cette fois )

pour reproduire l’image initiale. Si l’on veut faire une

reproduction grapinque ou une photographie . La vitesse

de l’exploration ne joue aucune roles si l’on s’occupe de

vision li distance, il faut réaliser en plus la condition

que l’exploration totale de l’image sot effectuée en un

temps inférieur il celui de la persistance des impres-

sions rétiniennes (I!0 de seconde environs

.

Il serait infinement trop long de détailler tous les systèmes qui ont été proposés ou réalisés pour appli-

quer ce principe .Indiquons seulement que le premier

essai dans ce sens est du Bidwell qui des 1881 a

lait la première reproduction graphique à distance

d’une image par le sélénium. On trouvera dans la

bibliographie l’indication d’ travaux nonmbreux sur ce

sujet

(9)

monographies détaillées de cette question (Ruhnier,

Korn, Amaduzzi). L. ilnperfectiol1 des résistances de sélénium et aussi la complexité des mécanismes à réa- liser a empêché jusqu’ici le développement de ces applications.

Pour conclure, nous répéterons encore que tous les

progrès dans l’emploi du sélénium sont subordonnés maintenant à la réalisation de résistances stables à

propriétés constantes et susceptibles d’être reproduites

il coup 8Ùr. Nous avons indiqué, à plusieurs reprises,

dans quelle voie il nous paraissait, après étude de la

question, que l’on devait poursuivre les recherches.

Espérons que l’avenir nous apportera la solution des nombreux problèmes théoriques et pratiques qu’elle

soulève et que, sur ce sujet comme sur beaucoup

d’autres, les progrès désintéressés réalisés dans les laboi atoires seront le point de départ des perfection-

nen1cnts pratiques : le champ des applications est,

comme on l’a vu, assez vaste, pour justificr tous les

efforts. Eugène Bloch,

Docteur ès sciences,

ancien élève de l’Ecole normale supérieure.

L’action des rayons sur les tissus vivants et la lécithine

AL sujet de 1"action biologique des rayons de

A Röntgán et de ceux du Radium un certain nombre de points sont définitivement acquis

nombre de points sont définitivement acquis aujourd’hui. Tous les expérimentateurs reconnaissent que les uns et les autres produisent des effets compa- rables, en sorte que pour los applications pratiques l’emploi du tube de Crookes ou du Radiuili est surtout

une question d’opportunité, L’action dans’tous les cas

parait se porter de préférence sur les tissus où les cellules sont en voie de multiplication rapide (tissus embryonnaires, tissus de régénération, tumeurs) et sur

les organes lymphatiques et génitaux où la formation

de cellules est abondante. Mais si les modifications subies par les éléments histologiques semblent aujour-

d’hui assez bien connues, le mécanisme par lequel elles

se produisent reste encore assez mystérieux.

Peut-étl’c l’est-il pas défendu de supposer que les rayons de Rontgen agissent directement sur la stabi- lité des colloïdes et en particulier de ceux dont est con-

stituée la matière vivante. Cette hypothèse ne parait

pas avoir été soumise au contrôle de l’expérience.

On a cherché au contraire, et surtout dans les pays de langue allemande, n rattaclier cette action aux nl0di- fications chimiques subies sous l’influence des rayons par une substance très répandue dans l’organisme, la

lécithine, matière grasse, phosphorée, de formule

complexe et qui s’émulsionne dans l’eau sans s’v dis-

soudre. L’attention des biologistes a été attirée sur ce produit depuis deux ans par le rôle curieux qu’elle joue vis-ii-vis de certains poisons (venins de serpents) agissant sur les éléments du sang. On veut en l’aire au-

,jourd’hui l’intermédiaire obligé entre les ravous et les cellules qu’ils modifient. D’assez nombreux travaux sunt d accord là-dessus bien qu’il y ait des divergences

notables daii, le détail des expérience. Il nous paraît

interessant de résumer aujourd hui les faits de cette

cause qu’il serait prématuré de Bouloir juger dès

maintenant.

C’est Schwarz qui, le premicr, en 1905, soumettant

à l’action d’une capsule de radium des oeufs de poule

en incubation, observa, en même temps que la forma-

tion d’embryons monstrueux et que le noircissement de la coquille, l’odeur spéciale de triméthylamine que

prennent les oeufs ainsi exposés. Il vit d’ailleurs que les parties de l’oeuf les plus riches en lécithine étaient

les plus profondément modifiées, et que l’on peut sous

l’innuence des mêmes rayons modifier in vitro la lé- cithine qui prend alors une couleur brune, une saveur spéciale et cette odcur de triméthylamine qui l’avait . frappé dans les oeufs. (La triméthy lamine est un des produits de désagrégation de la lécithine.)

De même que le vitellus de l’0153uf de poulet, le Ni-

tellus de tous les 0153ufs est riche en lécithine. Scllaper

étudiant le développement des oeufs de batraciens

sous l’influence des rayons vit que les parties de

l’oeuf qui contenaient le plus de matières vitellines étaient les plus modifiés. (Nous avons l’an dernier

(déc. 1904) résumé assez longuement ces travaux.) Il rapprocha ses observations de celles de Schwarz et se

rallia à l’opinion de cet auteur sur le rôle de la léci- thine.

Du terrain de l’observation, R. Werner tenta de faire passer cette théoric sur celui de l’expérimellta-

tion. Il chercha à imiter al l’aide de la lécithine modi- fiée in vitro par les rayons les actions que l’on obserBe par l’action directe des rayons sur les tissus. Pour cela, il soumit pendant 2 ou 3 jours au rayonnement d’une capsulc de 10 milligrammes de bromure de ra- dium pur une petite quantité de lécithine (oN-oléci- thille) de Merck 1. Sous cette influences l’aspect du pro- duit se modifie ; il devient plus foncé avec des trainées

brun rouge, une odeur forte et piquante, alors (Itie le

même produit conservé le même temps Îl l air libre

1. Il n’y a d’âpres Werner. aucune différence entre les modi-

fications produite dans la lécithine par les rayons du Radium

et par les rayons X.

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