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Sur le système de triplets de la molécule neutre de
l’oxyde de carbone
R. Herman, L. Herman
To cite this version:
160
typiques
suivants :C’est ce que
représente
lafigure
ci-contre. Comme le montrent cesexemples typiques,
nous avons été conduit à cetteimportante
observation(valable
pour tous lescomposés
examinés) :
Il existe deux niveaux trèsvoisins,
distants de 3o cm-1 environ.Pour rendre
compte
de cetteobservation,
onpeut
envisager
troishypothèses :
n dédoublement pareffet Stark dû au
champ électrique
cristallin;
20 relation avec le dédoublement
197-226
cm-1(soit
2gcm-i)
observé parSatyanarayana
dansl’effet
Raman;
3° existence d’unefréquence
devibration du réseau cristallin
(ou
d’unefréquence
de
pivotement).
Cette dernièrehypothèse
noussemble la
plus
satisfaisante(et
n’excluepeut-être
pas laseconde);
mais elle demanderait à être confirméeexpérimentalement.
Pour des raisonstechniques,
nous n’avons pudéceler,
la fré-quence 3o cm-’ dans l’effetRaman;
il faudra donc effectuer des recherches dansl’infrarouge,
vers
300 ~, avant depouvoir
expliquer,
en toutecertitude,
l’origine
de ce dédoublement.SUR LE
SYSTÈME
DE TRIPLETS DE LAMOLÉCULE
NEUTRE DE L’OXYDE DE CARBONE(1)
Par Mme R. HERMAN et M. L. HERMAN.
Sommaire. 2014 Le
système de triplets de CO, dont certaines radiations auraient été observées dans la lumière des noyaux cométaires, a été obtenu en utilisant une densité de courant assez faible dans une atmosphère de néon contenant des traces de CO, à la température de l’azote liquide. Les bandes à niveaux 03C5’ élevés prédominent, particulièrement celles à v’ = IO, correspondant à la recombinaison
de C (3P) et O (1D). Un nouveau système, dont la structure n’a pas été élucidée, apparaît dans les conditions utilisées : pression relativement haute (plusieurs millimètres de mercure) et basse
tempéra-ture, qui favorisent les recombinaisons.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM.
~
SÉRIE VIII, TOME IX, MAI 1948.
Le
spectre
del’oxyde
de carbone sembleprésenter
un certain intérêt en
astrophysique.
Onsait,
eneffet,
que l’on observe lespectre
de CO+ dans l’émis-sion des queues cométaires.Récemment,
l’un denous a cru
pouvoir
attribuer certaines radiationsdu ciel nocturne à des bandes du
système
de Cameronde CO
[i].
Plus récemment encore, M. Barbier aémis
l’hypothèse
de l’existence d’unsystème
inconnudans le
rayonnement
du ciel nocturnequi pourrait
appartenir également
à CO et dont le niveau inférieur serait l’ état fondamental de cette même molécule[2].
Lespectre
de cecomposé
a été étudié par denom-breux
chercheurs
et l’on en connaît un assezgrand
nombre desystèmes,
il semble toutefois que tousles niveaux
possibles
ne soient pas encore connus, il est donc intéressant d’étudier l’émission de ce gaz dans de nouvelles conditionsexpérimentales.
Ce
spectre
est trèscomplexe
et les différentssystèmes, généralement
très riches enbandes,
sontenchevêtrés. De
plus,
il est difficile de l’obtenirsans
superposition
d’autresémissions,
telles que celles du carbone et du gazcarbonique,
par suite de la dissociation de CO dans ladécharge.
Certaines coïncidences
numériques, peut-être
fortuites,
ayant
sembléindiquer
lapossibilité
de laprésence
dequelques
radiations dusystème
detriplets
dans lesspectres
des noyauxcométaires,
nous nous sommesplus
particulièrement
attachésà l’étude de ce dernier. On
peut
l’obtenir enprésence
des bandes de Swan de
C2 lorsque
la densité de courant est assezgrande,
ou presquecomplètement
exempte
de ces dernières enopérant
avec des traces de CO dans uneatmosphère
de néon et à latempé-rature de l’az.ote
liquide,
comme onpeut
le voir sur lafigure 1
où l’on aplacé
côte côte deux telsspectres. j
iA basse
température,
on a pu obtenir undévelop-pement remarquable
de cesystème,
au delà de laprédissociation
de l’état d3 7r,qui
a lieupour
=g.
L’aspect
de cesystème
est alors tout à fait différentde celui que l’on observe communément. Le
spectre
ade la
figure
ireprésente
unedécharge
entre électrodesde
carbone,
dans uneatmosphère
dexénon,
renfer-mant des traces
d’oxygène
obtenues en chauffantlégèrement
dupermanganate,
lestriplets
sont alorsrégulièrement espacés
en raison de l’arrêt des bandes à v’ =8,
aucontraire,
sur lespectre b,
l’aspect
est tout à fait différent par suite de l’exis-tence des termes de vibration élevés.(1) Communication présentée au Colloque de Spectroscopie moléculaire, Paris, mai 1947.
161
L’émission des bandes à v’ = 1 o est due à la
recombinaison, processus inverse de la
prédissociation.
Laprésence
d’une forte concentration de gaz rare et l’existence d’une très bassetempérature
diminuentconsidérablement
la désactivation par chocs etfavorisent par suite la recombinaison.
Les
expériences
à bassetempérature
ont été réalisées à l’aide d’un tubeplongé
dans un Dewar. Il a une formedissymétrique,
les deux branchesayant respectivement
3 et 3o mm de diamètre.Après
avoirdégazé
cetube,
on leremplit
de néonsous une
pression
deplu.sieurs
millimètres de mercureet l’on y admet des traces de
CO,
on verse ensuitede l’azote
liquide
dans le Dewar en maintenant uncourant de
décharge
très faible. Il estprobable qu’il
se
produit
une dissociation intense dans le tube étroit où la densité de courant est relativementgrande,
les atomes ainsi formés diffusent dans lapartie large
où ils se recombinent. On obtient alorsdes bandes du
système
destriplets
à niveaux v’ élevés(v’
>g),‘
et une exaltation notable desbandes à v’ ._: 10
qui correspondent
à larecombi-naison de deux atomes C
(3P)
et 0(’D).
Par ceprocédé,
on observe des transitionscorrespondant
à des valeurs de v’
atteignant
16. Le Tableau 1 renferme leslongueurs
d’onde de toutes les bandesdu
système
destriplets
observéesjusqu’ici,
cellesqui
sontsoulignées
n’avaient pas été citéesprécé-demment. On voit que le
système
a étélargement
étendu du côté des courteslongueu.rs
d’onde.Dans ces
conditions,
ilapparaît
en outre uneparticularité
remarquable,
les bandes v’ = 3 ontune intensité relative très
faible,
comme onpeut
le constater sur lespectre
b de lafigure 1.
Alors queles bandes v’ = 2
est 4
sontintenses,
v’ = 3 esttrès
faible,
cephénomène
ne seproduit
pas dans lespectre
a pou.rlequel
latempérature
est assezélevée. Cet effet
peut
provenir
de laprédissociation
de l’état d3 r.
(v’
=3)
en deux atomes C(’D)
et 0
(3P),
en accord avec laperturbation
de structureobservée par Gerô et Szabo
[3].
Un autre
système
dont la structure n’est pasencore
complètement
élucidéeapparaît,
engénéral,
à côté du
système
destriplets,
certaines de sesbandes avaient
déjà
étésignalées
par Merton etJohnson
[4].
Elles sont formées de trois têteségalement
et semblent avoir même niveausupérieur
que lesystème précédent
et un niveau inférieurtrès voisin
qui
serait un nouveau niveau de la molécule CO. L’étude de cesystème
est en cours.Comme nous l’avons fait remarquer
plus
haut,
lesphénomènes
de recombinaison sont favoriséspar une
pression
élevée et unetempérature
basse.Nous
avonsdéjà
observé,
eneffet,
de telsphéno-mènes dans des conditions
analogues
pour d’autresémetteurs : c’est ainsi que dans le cas du
système
de
Lyman
de la molécule neutred’azote,
pourlequel
la
prédissociation
a lieu entre v’ = 6 et 7, nous162
avons pu observer une exaltation considérable des
bandes v’ > 6 dans les
séquences à
v ~ 9 et 10lorsque
la densité de courant diminue et que lapression
augmente
[5].
Demême,
en utilisant unedécharge
dans uneatmosphère
dexénon,
renfermantdes traces
d’azote,
nous avons pu observer une forte exaltation des bandes à v’ élevé dusystème
de
Vegard-Kaplan
de la molécule d’azote. Les valeurs de v’atteignent 5
alors que,jusque-là,
onn’avait pas observé de v’ > 2
[6].
Un telphénomène,
particulièrement
marqué,
s’observeégalement
pour les bandes de Swan de la moléculeC,.
On sait quependant
longtemps,
certainesbandes,
parfois
trèsintenses,
obtenues dans unedécharge
à travers COà
pression
assezélevée,
par Johnson etAsundi,
avaient été attribuées à cecomposé
et avaient reçu le nom de bandes « hautepression
». Il a été reconnudepuis
que ces bandesappartenaient
àC,,
Herzberg
les a
interprétées
comme des transitions à v’ élevé dusystème
de Swan171.
Onpeut
voir sur lespectre a
de lafigure 1
ces bandes « hautepression
»qui
résultent de la recombinaison des atomes de C
provenant
de la dissociation de la moléculeCO’
il est à remarquer que, dans nos
expériences,
lapression
de CO est trèsfaible,
la recombinaisonest favorisée
par la
présence
d’unepression
élevée de xénon.Ce même
phénomène
a été observé à l’aide d’unphosphoroscope
àimpulsions qui permet
d’étudier
commodément laphosphorescence
des gaz. On a puconstater,
en utilisant un tube renfermant uneatmosphère
d’hélium et des traces deCO,
l’exaltation considérable des bandes de Swan à v’ _ ~ et 6.Un tel
appareil
sembleparticulièrement
commode pour déceler lesrecombinaisons,
tantioniques
qu’atomiques.
BIBLIOGRAPHIE.
[1] R. HERMAN, Annales d’Astrophysique, 1947, 10, p. 42.
[2] D. BARBIER, C. R. Acad. Sc., 1947, 224, p. 385.
[3] GERÖ et SZABO, Annalen der Physik, 1939, 35, p. 597, [4] MERTON et JOHNSON, Proceedings Royal Society, 1923,
A 103, p. 383.
[5] R. HERMAN, Thèse, Paris, Massan, 1945.
[6] L. HERMAN et R. HERMAN, J. de Physique, 1946, série VIII,
7, p. 203.
