HAL Id: jpa-00240418
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00240418
Submitted on 1 Jan 1899
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 les spectres des décharges oscillantes
G.-A. Hemsalech
To cite this version:
G.-A. Hemsalech. Sur les spectres des décharges oscillantes. J. Phys. Theor. Appl., 1899, 8 (1),
pp.652-660. �10.1051/jphystap:018990080065200�. �jpa-00240418�
652
SUR LES SPECTRES DES DÉCHARGES OSCILLANTES;
Par G.-A. HEMSALECH.
Dans une note présentée à la Société royale de Londres (1), nous
avons démontré, M. Schuster et moi, qu’en insérant une bobine de
self-induction dans le circuit extérieur d’une bouteille de Leyde on peut éliminer dans le spectre de l’étincelle presque toutes les raies
provenant de l’air, de telle façon qu’on obtient d’une manière très nette les raies dues seulement au métal qui forme les électrodes. Des
expériences préliminaires m’ont montré qu’il peut y avoir augmen- tation d’intensité pour quelques raies, pendant que d’autres raies
disparaissent complètement, on s’affaiblissent sensiblement. C’est surtout cet ordre d’idées que j’ai suivi depuis, en étudiant les spectres d’un certain nombre de métaux et de quelques gaz, pour
pouvoir acquérir quelque idée sur la cause de ce phénomène. Ces
recherches ont été faites au Laboratoire de M. Lippmann.
Appareils employés.
-Je me suis servi d’un spectroscope à faible dispersion. J’ai employé la méthode photographique entre les limites extrêmes À == 5900 et h
==3400. L’étincelle était produite par la
décharge de trois bouteilles de Leyde de 1200 centimètres carrés de surface chacune, en dérivation sur le circuit secondaire d’une
(1) A. SCHUSTER, F. R. S., et G. HEMSALECH, The Constitution of the Electric
Spark (ppoceedings Roy. Soc., vol. LXIV, p. 331).
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018990080065200
bobine de Ruhmkorff de 25 centimètres de distance explosive. Pour
avoir une décharge oscillante, on introduisait une self-induction variant entre 0,00012 et 0,0038 henry. La fig. 1 explique le dispo-
sitif employé.
On s’assurait toujours du caractère oscillatoire de l’étincelle, en employant un miroir qu’on faisait tourner à la main. L’étincelle avait de 3 à 5 millimètres de longueur ; elle était placée parallèle-
ment à la fente, et on projetait son image sur cette dernière à l’aide d’une lentille.
Pour pouvoir comparer deux spectres sur la méme plaque, j’ai employé la métliode de M. Lockyer : elle consiste à placer devant
la fente un écran qui permet de masquer successivement la moitié
supérieure ou la moitié inférieure de la fente. On pouvait ainsi photographier deux spectres, l’un au-dessus de l’autre ; le premier produit par l’étincelle ordinaire, le second par l’étincelle oscillante,
et constater d’une manière très commode l’influence de la self- induction sur le spectre de l’étincelle.
Aspect des spectres des décliai-ges oscillantes.
-On est frappé, en comparant ces deux spectres, de l’absence complète des raies de
l’air dans le spectre de l’étincelle oscillante et de la netteté des raies
caractéristiques du métal. Cependant, si on prolonge beaucoup le temps de pose (une à deux heures; et si on emploie une self-induction d’environ 0,0038 henry, on trouve les bandes cannelées de l’azote dans le spectre de l’étincelle oscillante.
L’examen attentif des raies caractéristiques des différents métaux montre que les raies appelées courtes ou de haute température, sont
celles qui s’affaiblissent ou même disparaissent complètement avec
l’insertion de la self-induction, tandis que les raies appelées longues
ou de basse température (qui apparaissent surtout dans l’arc) restent
visibles ou deviennent encore plus vives. On remarque aussi
l’apparition des raies, invisibles si on emploie l’étincelle ordinaire
(condensée), mais apparaissant assez facilement par l’insertion de la
self-induction ; presque toutes ces raies apparaissent également dans
le spectre de l’arc. Entre ces deux limites extrêmes de températures (étincelle ordinaire et arc), l’emploi de la self-induction nous semble fournir un moyen convenable pour l’étude des spectres à des tem- pérat,ures intermédiaires. Un autre effet de la self-induction est
l’apparition des raies dues aux impuretés du métal employé, raies
complètement invisibles si on emploie l’étincelle ordinaire. Ajoutons
654 HEMSALECH
encore que l’étincelle provenant d’une décharge oscillante introduit dans la partie ultra-violette de tous les spectres une série de raies du carbone ; elles sont dues, sans doute, à la présence de l’acide carbonique dans l’atmosphère.
Étude des spectres fournis par la déchaî-ge oscillante entre deux
électrodes d’un ntê1ne métczl,.
-Aluminium. - Avec l’étincelle oscil- lante on obtient le spectre de bandes, qu’on attribue généralement à l’oxyde du même métal. J’ai seulement observé que la présence de l’oxygène est favorable, sinon essentielle, pour l’obtention de ce spectre de bandes. Les résultats obtenus pour les raies du spectre de lignes de l’aluminium sont contenus dans le tableau général ci-après.
Dans l’hydrogène, je n’ai obtenu que les raies a
i3961,7 et h=3944,2, après une pose de deux heures. Ce spectre est reproduit
sur la planche VI. Les deux raies brillantes du spectre inférieur qui
sont à gauche appartiennent à l’aluminium ; quant aux autres, qui se
trouvent dans le spectre inférieur, elles appartiennent à l’hydrogène.
La self-induction utilisée dans cette expérience était de 0,0038 henry.
Le spectre supérieur est obtenu avec l’étincelle ordinaire et une
pose de cinq minutes. On y voit également les autres raies de
l’aluminium.
Bismuth.
-Le spectre du bismuth est intéressant en ce qu’il
montre bien la différence des transformations correspondant aux
raies de basse et de haute température. Il est représenté sur la planche 11 L Le spectre supérieur est obtenu sans self-induction, et
le spectre inférieur avec une self-induction de 0,00048 henry, la
pose étant de cinq minutes dans les deux cas.
Cuivre.
-Les trois raies vertes caractéristiques de ce métal, qui apparaissent aussi bien dans l’arc que dans l’étincelle, se comportent d’une manière très inconstante. Tantôt elles deviennent très bril-
lantes, tantôt leur intensité s’affaiblit beaucoup ; quelquefois l’une
d’elles devient très brillante pendant que les deux autres sont très affaiblies, et cela surtout quand on place les électrodes dans
l’oxygène.
Cadmium. - Le doublet des raies vertes caractéristiques, très
brillant avec une étincelle puissante, devient très faible avec une
self-induction de 0,00012 henry, et presque invisible pour l’oeil avec
0,0038 henry. Le triplet devient, au contraire, plus vif avec l’étin-
celle oscillante. On peut s’en convaincre en examinant les planches IV
et V. Les spectres supérieurs des deux couples ont été obtenus avec
656
l’étincelle ordinaire, et les spectres inférieurs avec une self-induction de 0,00012 henry (Pl. IV) et de 0,0038 henry (Pl. V). La durée d’exposition a été de cinq minutes dans les quatre cas.
Zinc.
-Les raies du zinc se comportent de la mènie manii,re que
les raies correspondantes du cadmium. La raie h
=4058,02 appar- tient probablement au plomb.
Plomb. - J’indiquerai particulièrement la raie h
=4057,97 qu’on
observe dans les spectres d’un grand nombre de métanx ; mais, dans
ce dernier cas, elle se comporte comme une laie de basse tempéra- ture, qui n’est visible que dans l’arc et dans l’étincelle oscillante.
Fer et cobalt.
--Nous nous bornerons à expliquer- les planches correspondantes de ces deux métaux (Pl. 1 et II). Les spectres supé-
rieurs ont été obtenus avec l’étincelle ordinaire, la pose étant de
cinq minutes dans les deux cas. Le spectre inférieur de la planche 1
a été obtenu avec une self-induction de 0,0038 henry et après une
pose de quarante minutes ; celui de la planche II , avec une self-
induction de 0,00048 henry et après une pose de cinq minutes.
Pour bien montrer lïnt1uencc de la self-induction sur les intensi- tés des raies, je donnerai ci-après un tableau contenant les raies les
plus importantes de chaque métal étudié. Les longueurs d’onde
dans ce tableau sont empruntées principalement aux mesures de
MM. Kaiser et Runge, Eder, Valenta et Chalén. Celles de Chalén ont été réduites à l’étalon de Rowland. Les nombres indiquant les
intensités des raies dans l’arc sont empruntés également à ces
auteurs. Ceux correspondant à l’étincelle sont déduits de mes
propres mesures. La signification des lettres qui accompagnent les
valeurs des intensités est la suivante :
.
Les nombres qui expriment l’intensité, s’ils ne sont af’f’ectés d’au-
cune notation, correspondront à des lignes nettes et continues. La valeur zéro de l’intensité correspond évidemment à l’absence com-
plète de lignes.
658
Les derniers métaux que j’ai examinés sont l’antimoine, l’étain
et le nickel; les résultats que j’ai obtenus pour les deux premiers
montrent une fois de plus la difficulté de les avoir purs. Dans le
cas de l’étain surtout, les impuretés prennent un rôle prépondérant : j’ai, en effet, obtenu dans le spectre de l’étain (avec l’étincelle
oscillante) les trois raies vertes du cuivre, douées d’un tel éclat qu’il
m’a été impossible de pouvoir les obtenir avec la même intensité en
étudiant le cuivre séparément ; les trois raies bleues du zinc appa- raissent également très brillantes dans le spectre de l’étain. Notons
en passant, que nous avons rencontré aussi les raies du plomb, du
calcium (llj i et H,), etc.
Quant au nickel, l’insertion de la self-induction ne paraît pas avoir une influence bien décisive sur son spectre.
Spectres des gaz dans la décharage oscillante.
-Azote.
-Le gaz.
était enfermé dans un tube de verre, sous la pression atmosphé- rique. Comme électrodes, j’en1ployais l’aluminiun et le cuivre. Nous
avons déjà parlé, au commencement de cette note, du spectrae de bandes, obtenu par l’étincelle oscillante qui éclatait dans l’air, l’azote
étant le principal constituant de l’air. Son éclat n’est pas intense, il est plutôt faible; il impressionne pourtant suffisamment la plaque photographique avec une pose de deux heures et en employant une
self-induction de 0,0038 henry.
Hydrogène. - Avec l’étincelle oscillante, le,s raies caractéristiques
(6563,0, 4861,5 et 4340,7) deviennent nettes (sous la pression atmosphérique), et la distance explosive n’influe pas sur la netteté des raies. La couleur de l’étincelle est d’un rouge très franc, analogue
à la couleur rouge qu’on observe dans les parties étranglées des
tubes de Geissler, quand le gaz qui y est enfermé contient des traces d’oxygène. La planche VI représente le spectre de l’hydro- gène sans self-induction (supérieur) et avec une self-induction de
0,0038 henry (inférieur), obtenu après une pose de deux heures en
employant des électrodes d’aluminium. Sur la plaque photogra- phique on voit, en outre, des raies très faibles qui coïncident à peu
près avec des raies qu’on observe en employant les tubes de Geissler
(où le gaz est raréfié). Voici la liste de ces lignes, en les comparant
à celles trouvées dans le tube de Ueissler par Ames.
La différence qu’on remarque entre mes nombrés et ceux donnés par Ames provient peut-être de la faible dispersion du spectroscope
que j’ai employé. En tout cas ces raies n’appartiennent pas à l’alumi-
nium ; il est probable qu’elles appartiennent à l’hydrogène.
Oxygène. - Pas de résultat précis ; les raies semhlent disparaitre
ou faiblissent beaucoup avec l’étincelle oscillante.
Solutions salines.
-Dans ce cas, la décharge oscillante donne des spectres très purs : les raies de l’air sont complètement éliminées.
On fait éclater l’étincelle entre deux électrolles de cuivre, trempées préalablement dans la solution saline à examiner. La planche VII
donne une idée de cette catégorie de spectres. Elle représente le spectre du chlorure de baryum. Le spectre supérieur est, comme toujours, sans self-induction, etle spectre inférieur avec self-induction
(0,00048 henry). La pose a été de cinq minutes dans les deux cas.
Conclusions.
-Il résulte de l’étude précédente que l’influence de
la self-induction sur l’aspect des spectres est due, sans doute, à
l’abaissement de la température de l’étincelle. On peut constater, en
660
effet, en parcourant le tableau numérique des intensités, que toutes les raies de haute température sont affaiblies par l’étincelle oscillante et que, par contre, les raies qui sont vives dans l’arc restent égale-
ment vives en employant la self-induction. Cette méthode d’observer les spectres, permettant d’éliminer complètement les raies de l’air
(qui nuit tant à la pureté des spectres), pourrait rendre des services réels à l’analyse des métaux; son emploi est des plus simples : il suffit,_ en effet, d’avoir une bobine de fil bien isolé, contenant de
20 à 50 tours et ayant 20 à 30 centimètres de diamètre pour rendre l’étincelle suffisamment oscillante et obtenir les résultats que nous
avons énumérés plus haut.
SUR LES VARIATIONS SÉCULAIRES DE L’INCLINAISON MAGNÉTIQUE
DANS L’ANTIQUITÉ (1);
Par M. FOLGHERAITER.
o
