Sur le rayonnement et la température des flammes (Note complémentaire) 3

HAL Id: jpa-00242382

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242382

Submitted on 1 Jan 1909

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.

Sur le rayonnement et la température des flammes (Note complémentaire) 3

Edmond Bauer

To cite this version:

Edmond Bauer. Sur le rayonnement et la température des flammes (Note complémentaire) 3. Radium

(Paris), 1909, 6 (12), pp.360-362. �10.1051/radium:01909006012036001�. �jpa-00242382�

360

La concordance, aussi bonne quc peut ^le permettre l’approximation ^{des inesures ut des calculs, est d’au-}

tant plus frappante qu’on ignorait II priori ^mèiiie

l’ordre de grandeur ^du phénomène ^éludié.

En résumé, la théorie moléculaire cinétique

du mouvement brownien se vérifie de façon rigoureuse ^et conduit; soit par l’étude ^{de la dis-} tribution des grains, soit par l’étude de leur

agitation, ^{à la mëme valeur} précise ^{de la cons-}

tante d’Avogadro, invariant essentiel de la structure de la rnatière.

14. - Indépendamment ^de la théorie cinétique ^ou

du mouvement brownien, divers moyens permettent de sc faire une idée sur les grandeurs moléculaires. Je

veux au moins rappeler ^{ceux de ces} moyens qui, ^dès

u présent, ^{ont atteint} quelque précision.

C’est d’abord la célébre déternlination, ^{due h J.-J.}

Thomson et u ses continuateurs, ^{de la} charge ^d’uu

ion _gazeux, décelé _par le phénomène de condensation de la vapeur d’eau ^{sur cet ioii.} Cette charge, ^voisine

de la charge déjà ^{attribuée à} l’électron, ^{lui est sans} doute égale ^(iine démonstration plus rigoureuse ^est

due à Townsend), ^{et ceci conduit} pour N à ^une valeur

comprise ^entre 40.10" et 90.10".

C’est, ^dans le même ordre d’idées, ^{mais de} façon probablement plus accessible il une expérience pré- cise, la détermination de la charge prisc ^{dans llll} gaz ionisé par ^une poussière ultra-microscopique, charge

pour laquelle MM. Ehrenhaft et de Broglie ^{ont iiidé-} pendamment ^trouvé des valeurs ¹ qui placent ^{N au} voisinage ^de

65.1022.

Ce sont enfin les très belles expériences ^{Ull Ruther-}

fond et Cciger ^{ont obtenue} par numération directe, ^le

nombre p de projectiles positifs (rayons ^’l.) que rayonne par sPCOllde 1 granule dt’, radium. La con-

naissance de ^ce nombre permet ^an moins trois déter-- minations distinctes de la constante N. L’une résulte de la mesure également ^{due a} Rutherford, ^et d’ailleurs difficile, ^{de ld} charge posithe ^totale rayonnée par 1 gramme de radium, ^{et ceci a donne} pour N ^{la va-}

leur

62.1022;

une autre résulte de la connaissance de la vie moyenne du radium, ^en admettant que chaque ^atome qui ^{se détruit émet un} projectile ^{u, et,} d’après ^les

mesures de Boltwood, ^{ceci a} donné pour N la valeur

70,6.1022;

une troisième enfill résulte de la connaissance du débit d’hélium émané d’lllle masse connue de radium

(chaque ^{atome d hélium} correspondant ^{à un} projec-

tile «) ^{et ceci} donne, d’après ^{les mesures de Dewar,}

selon le calcul dîl à M. Moulin1.

71.1022.

L’extraordinaire concordance de ces nombres avec ceux que m’a donnés 1 étude du mouvement brownien, la convergence précise ^{de routes si} profondément ^dit-

férentes, ^{suivies en même} temps par difl’érents cher- cheurs dont chacun ignorait ^les résultats des autres,

sera sans doute regardée ^{comme très} frappante.

Tenant compte ^d’autres arguments classiques ^dont je

n’ai pas ^{eu à} parler ^ici, il pourra sembler raisonnable d’accorder â la Réalité objective ^des molécule,

posée ^comme principe fondamental de l’Atomistique,

le même degré ^{de créance} que par cxenlple ^au 1)riv- cipc de la conservation de 1 énergie ^{ou au} principe ^de

Carnot.

[Reçu le 2 décembre 1909. ]

Sur le rayonnement ^{et la} température ^{des flammes}

(Note complémentaire)3

Par Edmond BAUER

[École ^de Physique ^{et de Chimie.}

Laboratoire de Physique.]

1.

MM. Kurlbaum t,’t Gnuther Schulze out fait

parailrfB, ^{on 1906, un} itiéinoire sur la « température

des flammes color(-es _par des sels métalliques ^{;; 1.}

1. Le Radium, 6 (1909), ^203-269.

2. Traduit (liiis Le Radium, 5 (1908), ^237-271.

3. Voir un mcmuire publié ^{dans l,e Radium, 6} (1909), ^11U.

4. KURIBAUM et GUNTHER SCHULZE. Verh. d. Deutsch. phys.

Ges., ⁸ (190fi;, ^239.

La méthode emploie ^{est celle du} renversement des raies qui ^{est due a} Féry ^et que j’aci ^{décrite dans}

le mémoire auquel cette note fait suite. Mais, ^{au lieu} d’opérer ^comme je ^{l’ai fait, en une} région ^{bien déter-}

minée de la flaiiiiiie, ^{ils ont fail des} expériences ^d’en- semble, portant ^{sur toute une flamme} qui présentait ^des

1. Le Radium, 6 (1909), ^164-165.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01909006012036001

361

difl’érences de température ^{de 150°, entre ses diffé-}

rents points : ^ils plaçaient simplement ^{devant une} lampe ^{Nernst un bec Bunsen, au-dessus} duquel ^se

trouvait une nacelle annulaire de platine, ^contenant

un sel métallique. Les rayons de la lampe, qui ^avaient

traversé les dinérents points ^{de la flamme,} ainsi que la lumière émise par la flamme elle-même étaient concentrés par ^une lentille sur la fente d’un spectro- scope.

On sait qu’au ^{moment où la raie se rewerse, où}

elle disparaît pour réapparaitre ^{ensuite en noir sur le}

fond continu du spectre, ^sa température ^{d’émission}

est égale ^{à la} température ^{noire du} rayonnement ^de

mème longueur ^{d’onde de la} lampe ^{Nernst1. Cette} température avait été déterlninée _par comparaison spectro-photométrique ^{avec un} corps noir.

Les conclusions de MM. ^{Kurlbaum et Güiithei-} Schulzc étaient les suivantes

1° On obtient des températures différentes pour

uuc même raie avec les différents sels d’un mémc

métal ;

2° On obtient des températures différentes _pour les différentes raies étudiées. La température ^choit lorsque

la longueur ^d’onde diminue ;

50 Lorsqu’on introduit dans la flamme ^un mélange

de sels, ^la température d’émission d’une raie donnée, augmente ^en présence d’un sel dont les raies se ren- versent à une température supérieure.

Ces conclusions sont précisées par les deux tableaux sui, ants :

2.

Dans mon travail antérieur, j’ai montré que la première conclusion de Kuribaum et Güntlier Schulze est fondée sur une illusion.

En opérant ^{en un} point ^bien détermine de la flamme, la température d’émission de la raie D ne dépend ^pas

de la nature du sel de sodium employé. ^Le phéno-

mène contraire ne s’observe que lorsqu’on ^{fait une}

1. Pour la description de la méthode et la définition des ter- mes, voir loc. cil.

expérience d’ensemble. Il ^est naturel que les régioiis

les plus chaudes de la tiamme jouent ^{un rôle} prépon-

dérant dans les phénomènes d’érnission, ^et que leur

importance varie d’un sel à l’autre. De là proviennent

les différences observées.

J’ai pu, depuis, généraliser les résultats que j’avais

obtenus alors, ^et dénioiitrer _par 1 expérience que les deux dernières conclusions de Kurlbauin et Günther Scliulze reposent ^{sur la même illusion} que la pre- mière.

J’ai pu renverser en une zone bien déterminée de la flamme située dans la région ^{médiane, ainsi} que

sur le bord, dans l’enveloppe ^{externe, toutes les}

raies qu’avaient ^{étudiées les} physiciens allemands,

et quelques autres, dont ^voici la liste :

Il a fallu souvent mettre trois ou quatre ^morceaux du sel étudié à la suite run de l’autre ^sur le grillage

du bec illéher qui ^{ma servi a ces} expériences. ^{Il a}

fallu même dans quelques ^{cas faire traverser aux}

rayons deux becs identiques (10 ^{cnl de} flamme), pour avoir un renversement net, dans des conditions con-

ienables.

Enfin, pour les raies violettes du rubidiuiii et du

potassium qui ^sont difficiles à observer à l’0153il, j’ai photographie ^le phénomène ^dc renversement et obtenu des clichés tout à fait probants, ^et absolument indé-

pendants ^{de toute illusion} subjccthc.

Le résultat des expériences ^{a été} le suivant : Toules les J’aies qui coloJ’ent la ¡lanone ^tout enlièJ’e, ^il quelque ^{substance et il} quelque ^série qu’elles appartiennent, ^se renversent en une région

diferl1Únée (rUne flamme ^{donnée en Hlèllle} (CHipS

que la ^{raie 1).}

362

On obtient les mêmes résultats en prenant ^{des lné-} langes ^{de sels.}

Pour le bec Méker qui ^m’a servi, ^la température

de renversement est de 1690 a 1700 degrés ^{au centre}

de la flamme, ^{de 1850} degrés ^sur le bord. S il peut

y avoir quelque incertitude sur la valeur absolue de

ces températures, la simultanéité du renversement est

rigoureuse ^à moins de 10 degrés près.

Pour la raie bleue du strontium, je n’ai pu ob-

server le renversement qu’cn ^{colorant la flamme dans}

son ensemble au moyen d’une méthode de pulvérisa-

tion indiquée par Rirchbofi et Bunsen et modifiée par Beckmann : ^{on fait} passer l’air alimentant la flamme sur une solution du sel étudié contenant du zinc et de l’acide chlorhydrique. La température ^de

renversement a été trouvée de 1740 degrés ^{du même}

ordre _que pour des expériences d’ensemble sur la raie D.

3.

Enfin, par ^une méthode _clue ,j’exposerai plus ^{tard en détail,} je ^{suis arrivé à} démontrer que les bandes orangée ^et rouge du strontium, les bandes

jaune ^{et verte} du calcium ont la même température

d’émission que la raie D.

Je n’ai pas pu renverser ces bandes, ^{à cause de}

leur constitution complexe ^{et de la faible} dispersion

de mon spectroscope. Mais, ^en opérant ^comnle pour

une expérience de renversement, ^on peut ^{noter la} température ^du rayonnement ^{de la} lampe, pour la-

quelle ^{la bande} disparaît ^sur le fond continu. Si cette température ^{rE ste la même} quand ^{on double ou} triple l’épaisseur ^{de la flamme} traversée, c’est-à-dire

son pouvoir absorbant, ^{il est facile de voir} qu’elle ^est égale ^{à la} température d’émission de la bande.

En opérant ^{sur des f1alllmes} colorées par ^{la nlé-} thode de Beckmann ^au moyen de solutions ^de Ca C12 de Sr C12, j’ai trouvé pour les quatre ^{bandes étu-} diées Llle température d’émission de 1740 degrés

environ.

4.

On peut ^{donc énoncer la} conclusion géné-

rale suivante :

‘l’outes les bandes et toutes les raies émises par la flamme du’bec Bunsen dans ^sa portion ^{médiane, com-} prise ^{entre le cône bleu intérieur et la} région d’oxy-

dation totale extérieure, ^{ont la même} températurc

d’émission.

Cette température ^est égale ^a celle de la flamme

au même point.

Les expériences ^ont porté ^{sur des} longueurs ^d’onde comprises ^{entre 25,5 03BC} (rayons ^{restants de la} fluorine),

et 0,4 03BC (raie ^{violette du} potassiuln).

Le rayonnement ^{de la} région ^{médiane de la flamme}

est donc purelnent thermique. ^{Il en est de même du} rayonnement ^de l’enveloppe extérieure, ^{au moins en}

ce qui ^{concerne les raies et} les bandes qui ^sont

émises en même temps ^{dans la} région ^médiane.

Les expériences ^très intéressantes de hllrlbarlIll et Gunther Schulze, loin de prouvcr, ^comme ils le

croyaient, que les spectres ^{de flamme sont} des spec-

tres de luminescence, démontrent comme je ^l’ai déjà indiquée que, dans une expérience d’ensemble, ^lcs régions ^les plus chaudes de la flammc ont d’autant

plus d’importance que ^le sel étudié est plus ^difficile

à dissocier. La spectrophotométrie ^{des flammes} pourra

peut-être ^un jour donner des renseignements précis

sur les équilibres chimiques ^{aux hautes} tempéra-

tures.

Il existe des métaux, ^{comlne le} cuivre, qui ^ne

colorent la flamme que dans le cône extérieur.

Je crois que ^ce fait est dù, ^non pas ^{à un clfct (te} luminescence chimique, ^{mais à ce} que le spectre

observé au lieu d’appartenir ^{à l’atome, est un} spectre de molécule, d’oxyde. ^{En effet, si on} introduit dans la flamme d’un bec llélier soufflé, ^des particules ^de

cuivre obtenues _par la méthode de Hemsalech et de Watteville, ^{seul le con8 extérieur est coloré en} vert, tant que la flamme est réductrice ; ^{mais dès} qu’on

envoile un excès d’air dans le mélange gazeux, la coloration verte s’étend. On peut l’observer jusqu’à

5 ou 4 centimètres au-dessus de la zone des cônes

bleus, ^{dans toute la} région ^où le gaz ^{a une} tempé-

rature assez élevée.

On peut donc dire que la luminescence chimique joue ^{un rôle} négligeable ^{dans le} rayonnement ^{de la}

flamme du bec l3unsen, ^{au nloins en ce} qui ^concerne

la région ^{médiane et} l’enveloppe extérieure. En est-il de même de la zone des cônes bleus, ^{des ondes} explo-

sives stationnaires ? C’est ce qui ^fait l’objet ^{d’un tra-}

vail actuellement en cours. Les résultats déjà acquis

me permettent d’affirlner qu’il ^se produit ^{dans le}

noyau ^une luminescence chimique ^réelle.

[Reçu le 9 décembre 1909].

1. Luc. cii., p. 116.