Étude de l'absorption par l'ozone dans le spectre visible

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Submitted on 1 Jan 1927

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Étude de l’absorption par l’ozone dans le spectre visible

G. Colange

To cite this version:

G. Colange. Étude de l’absorption par l’ozone dans le spectre visible. J. Phys. Radium, 1927, 8 (5),

pp.254-256. �10.1051/jphysrad:0192700805025400�. �jpa-00205296�

ÉTUDE

DE L’ABSORPTION PAR L’OZONE DANS LE SPECTRE VISIBLE par M. G. COLANGE.

Sommaire. 2014 On a déterminé et tracé la courbe donnant le coefficient d’absorption de l’ozone en onction de la longueur d’onde.

L’exposé du travail _{comprend :}

1. Un apercu historique sur la _question.

2. La méthode _employée. 3. La réalisation _pratique. 4. La courbe _{d’absorption.}

1.

_{Aperçu historique.}

- L’étude du

spectre

d’absorption

de l’ozone a

déjà

suscité de

nombreux travaux.

Dans la

_partie

visible du

_spectre,

J.

_{Chappuis (1)}

a montré l’existence de ii bandes

d’absorption

et a

_indiqué

leur

_position.

Ladenburg

et Lehmann

₍₂₎

ont retrouvé les bandes de

_Chappuis

et en ont découvert deux nouvelles dans la

_région

violette du

_spectre.

A l’occasion de leur travail sur la limite du

_spectre

_solaire,

Ch.

_Fabry

et Buisson

₍₁₎

ont étudié les variations du coefficient

_{d’absorption}

en fonction de la

_longueur

d’onde entre 2 200 et 3 iOOÂ. M.

_Lambrey

₍₁₎

a déterminé cette courbe entre 3 100 et 3 450À.

Je me suis

_proposé,

dans ce

_travail,

de faire cette détermination dans la

_partie

visible du

_spectre;

dans cette

_région,

en

_effet,

cette étude

_peut

faciliter certaines recherches sur I&

physique

de

_{l’atmosphère.}

2. Méthode

_{employée. -}

Je n’ai eu à modifier que fort peu la méthode de Ch.

_Fabry

et Buisson pour

pouvoir

l’utiliser dans la

_partie

visible du

_spectre;

_je

la

_rappelerai

donc très brièvement _{ainsi que la définition du coefficient}

_{d’absorption}

x.

Celui-ci est _{donné par la formule} ’

où

/0

désigne

l’intensité de la lumière

_incidente,

et

_l,

l’intensité de la lumière

_qui

a traversé dans les conditions norlnales de

_température

et de

_pression,

une couche d’ozone de x cm

d’épaisseur.

-Dans la méthode de

_{photométrie photographique employée,}

on

_impressionne

successi-vement une même

_{plaque, pendant}

_{la même durée de pose, par des radiations dont les} intensités sont :

c’est le

_{rayonnement Io}

d’une source constante

_qui

a trayersé x _{centimètres d’ozone pur ;}

qui

sont les

_rayonnements

de la même source affaiblis successivement dans des

_rapports

connus

_{k, k2.}

(1) Annales de lecole ivormale _{Supérieure (1882).}

(’2) Annaleit der

_Physik

_(1906).

(3) Journal de

_physique

_(1913).

(4)

Diplôme

et études

_supérieures

_(192L».

255

Sur la

_plaque,

on mesure les densités

_D,

dl, di,

des

_impressions

_{correspondant}

à une

même

_longueur

d’onde. En construisant

1,1

courbe

_qui

donne d en fonction de k au _moyen

des

points

(ii. di)

(i2,

dz),

et en

_remarquant

_{que l’abscisse du}

_point

d’ordonnée D est

on a immédiatement x pour la

longueur

d’onde étudiée.

D*ailleurs,

comme on a choisi un

temps

de pose

normal,

la courbe

_figurant

la variation de d en fonction de i se réduit à une

droite,

ce

_qui

en facilite le tracé. _

3. Réalisation

_{pratique. -}

La source lumineuse

_employée

était une

_lampe

à filament

rectiligne qui

donne un bon fond continu et

_qui,

_{alimentée par des}

_{accumulateurs,}

a un éclat bien constant. Deux lentilles en donnaient une

_image

sur

_ila

fente d’un

_{spectrographe.}

Entre celles-ci étaient

intercalés,

côte à

_côte,

trois tubes

_{d’absorption}

fermés à leur extrémité par des

glaces

à faces

_parallèles.

Le faisceau

lumineux,

réfléchi par des

prismes

à réflexion

totale,

traversait successivement les trois

_tubes,

_qui

avaient chacun deux mètres de

longueur

et où circulait un courant

_d’oxygène

ozonisé

_provenant

d’un ozoniseur Berthelot actionné par une forte bobine d’induction. A sa

sortie,

le courant _gazeux

_pouvait

être

dirigé

soit à l’air

_libre,

soit dans des barboteurs pour

l’analyse.

L’oxygène

utilisé

_provenait

d’un tube à

_oxygène

_comprimé

muni d’un

oxygéna-teur

_Bayeux

_qui

_permettait

d’avoir un débit a _peu

_près

constant

_(environ

_{50 cm3 par}

_minute).

Le procédé

de

_dosage

était celui de

_Ladenburg

et

_Quasig;

on fait barboter un volume

connu du gaz à doser dans une solution à peu

_près

normale d’iodure de

_potassium

neutre,

on _{acidifie ensuite par} et on dose l’iode par S’O’Na’-. Les concentrations atteintes

étaient de l’ordre de 65 Illg par litre de gaz, ce

_{qui correspondait}

à 18 cm _pour x.

Le

_{spectrographe}

utilisé était un

_appareil

à un

_prisme,

muni d’un

_objectif

achroma-tique

de 18 cm de

_foyer;

son châssis

_{porte -plaque}

était muni d’une

_glissière

verticale

permet-tant de

_{photographier plusieurs}

_spectres

sur le même cliché.

Avant de

_procéder

à cette

_opération,

on faisait passer le courant

_d’oxygène

ozonisé

pendant

deux ou trois heures dans les tubes de

_façon

à avoir une teneur en ozone bien

constante.

Ensuite,

on faisait simultanément le

_dosage

et la

_photographie

du

_spectre

d’absorption, qui,

sur la

_plaque

_{photographique,}

était encadré de deux

_spectres

_repères

obtenus en formant sur la fente du

_{spectrographe,}

de

_part

et d’autre de

_l’image

de la source

lumineuse,

celle d’un arc au mercure; on

_pouvait

ainsi mesurer, sur le

_cliché,

les

_longueurs

d’onde avec la

_précision

nécessaire.

Les tubes étaient ensuite parcourus par un courant d’air assez

_prolongé

_pour en chasser

complètement

l’ozone.

Alors,

sans modifier la

_position

des

_appareils

et avec le même

_temps

de pose que

précédemment,

on

_{photographiait,}

sur la même

_{plaque, plusieurs}

_spectres

suc-cessifs de la source lumineuse en

_interposant

_chaque

fois,

sur le

_trajet

du

faisceau,

un écran différent et de densité

_{photographique}

connue. Chacun de ces

_spectres

était

_également

encadré de

_{spectres repères.}

Les écrans

_employés

étaient des

_{plaques photographiques}

voilées et

_{développées, qui,}

dans la

_région

étudiée,

avaient une densité

_pratiquement

_{indépendante}

de la

_longueur

d’onde

_(les

variations,

inférieures à

_I;100,

étaient

_{négligeables).}

Les

_plaques

utilisées étaient des

_{plaques panchromatiques}

_{Ilford, qui}

ont une bonne

sensibilité dans le

_{jaune, région}

où

_{l’absorption}

par l’ozone est maximum. Une fois

impres-sionnées et

_{développées,}

elles étaient étudiées au

_{spectrophotomètre}

_{Yvon ;}

la lumière

employée

était celle de la raie verte de l’arc au mercure

_et,

à

_chaque

_pointé,

la

_plage

étu-diée sur la

_plaque

_{avait à peu}

_{près 0,05}

mm de

_large.

_Chaque

lecture donnait donc la den-sité moyenne dans une

_{région correspondant}

à 5 À environ.

On mesurait dans tous les

_spectres

_{la densité pour} une même

_longueur

_d’onde,

ce

_qui

permettait

de tracer la courbe reliant la densité à l’éclairement

_(cette

dernière

_quantité

dépendant

des écrans

_qui

avaient été étalonnés au

_préalable)

et donnait immédiatement le coefficient a

_{correspondant.}

’

L’ensemble de ces mesures a donné la courbe que

_représente

la

_figure

_{i ;}

en calculant les

diverses causes

d’erreurs,

on a trouvé que la

_précision

en valeur relative sur x était

236

Ceci a été

_pleinement

vérifié en

_comparant

les diverses séries de mesures

_qni

n’ont

pas différé entre elles de

quantités

supérieures.

La courbe

d’absorption

donne d’ailleurs les valeurs moyennes des nombres obtenus pour a.

-(’Y

Fig.1.

_

Elle a _{pu être utilisée par} Cabannes et

Dufay

(i)

dans leurs recherches sur la

transpa-rence de

l’atmosphère

et les résultats

qu’on

a _pu en déduire ont coïncidé avec ceux

_qui

ont été calculés par d’autres

méthodes,

avec autant d’exactitude

_{qu’on pouvait}

en _{attendre pour}

des mesures

_{photométriques.}

,

Ce travail a été fait en 1~~3 au laboratoire de M. Ch.

_{Fabry qui}

m’a

_beaucoup

_{aidé par}

ses

_précieux

conseils et

_auquel

_j’adresse

ici tous mes remerciements.

(1)

Journal de Physique,

t. 7 _(1926), p. 257.