Spectrographe photoélectrique à double faisceau et à haute résolution

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Submitted on 1 Jan 1953

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Spectrographe photoélectrique à double faisceau et à

haute résolution

Jean Brochard, Pierre Jacquinot

To cite this version:

131 Note

ajoutée

à la correction des

_épreuves.

- Il convient

de

_rapprocher

nos résultats des travaux suivants sur

les

_propriétés

_{diélectiques}

et

_magnétiques

des ferrites :

GALT,

MATTHIAS

_et

REMEIKA. -

Phys.

Rev.,

I g50,

79,

391;

Koops. -

Phys.

Rev.,

I 95 I,

83, 121; KAMIYOSHI.

-

Phys.

Rev.,

Tg5T,

84, 374.

MONTAGE ENREGISTREUR A GRANDE

RÉSOLUTION

POUR SPECTROGRAPHIE RAMAN Par M.

DUPEYRAT,

L. R. P. _S., Sorbonne.

positif

expérimental. I0

-

Optique.

- La

e est une

_lampe

_{à vapeur de} mercure verticale

idie par eau, fonctionnant en courant continu

uissance consommée 2 à 3

_kW).

Un condenseur forme

l’image

de l’arc dans une cuve

cylindrique

d’axe

_vertical;

un

_système

de deux

_prismes

rend la trace du faisceau

primaire parallèle

à la fente d’entrée du

spectrographe.

Deux lentilles

forment, l’une,

l’image

de la face de sortie de la cuve sur la

_{fente, l’autre,}

_placée

sur la

fente,

l’image

du fond de la cuve sur

_{l’objectif (lentille}

de

_champ).

Le

_{système dispersif}

est _{constitué par} un

spectro-graphe

B 3 ouvert à

_{f /8}

de la S. G. 0.

_(dispersion

de 1 o à ₁₄ A dans la

région intéressante).

Dans le

_plan

du

_spectre,

un chariot

porte

une fente courbe

_(courbure

moyenne dans la

région spectrale

habituellement

utilisée)

et se

_{déplace grâce}

à une vis

de

_précision

entraînée par un moteur

_synchrone

_(pas

de la vis : i mm, vitesses d’entraînement : i

_t/mn,

i

_t/3o

_mn, i

_{t/3 h).}

Une

_pièce

en cours

_d’usinage

donnera des

_tops

tous les n tours de la

_vis,

_{cela pour}

_permettre

de

repérer

d’éventuels

glissements

de la vitesse du

moteur d’entraînement de la

_vis,

_par

_rapport

à celle du moteur de déroulement du

papier

dans le

_système

enregistreur

(Speedomax).

Le faisceau sortant de la fente est

_repris

_par un

condenseur en

_position

fixe

_qui

donne

_l’image

d’un

diaphragme

de

_l’objectif

de chambre du

spectro-graphe

sur la

photocathode

d’un

multiplicateur

d’élec-trons ;

cette méthode est utilisée à Bellevue sur le

spectrographe

enregistreur

du Professeur

Jacquinot.

20

_{Électronique.}

- Le

récepteur

est un

multi-plicateur photoélectrique

Lallemand à 19

étages

en

atmosphère

sèche,

refroidi dans une chambre froide

à 2013 120.

L’alimentation du

multiplicateur

est une alimen-tation stabilisée 2 50o V

_qui

sera décrite

ultérieu-rement et

_qui

nous a _{été fournie par M. Bosson}

(Observatoire).

L’amplificateur

à courant continu que nous avons

construit,

utilise deux

lampes

avec contre-réaction commune _par la résistance

_{cathodique (son}

_principe

a été donné par Miller

[1]).

Nous avons utilisé des RV 12P 2 000 pour des raisons

d’opportunité,

d’autres

_lampes

à bon isolement de

grille

convien-draient

également;

la résistance d’entrée de

l’ampli-ficateur croît de 1 o à

1250 MU,

on

_peut

mettre en

parallèle

des

_capacités

de o, i à I a F dont l’isolement est de l’ordre de 10000 à _4o ooo

_MQ;

la

_{plus grande}

constante de

temps

du

_système

n’est pas utilisée dans les mesures habituelles.

Le courant de

_chauffage

de

_{l’amplificateur}

est

fourni _par des accus

tamponnés

par une batterie d’auto 90

Ah;

la haute

tension,

70 V, provient

dd’une

alimentation stabilisée de

_{type classique.}

Le

_{potentiomètre enregistreur}

mesure la différence de

_potentiel

entre les deux anodes des

lampes

de

l’amplificateur.

Lorsque

le

_tamponnage

est réalisé

_{(ce qui}

demande

un

_{quart d’heure),}

le zéro de

_{l’amplificateur}

ne

dérive pas de

plus

de _0,1 mV par

jour.

Dans ces

_conditions,

le fonctionnement du

multi-plicateur

introduit une dérive

qui

est due aux varia-tions de

_température

de la

_{photocathode;}

on élimine cette dérive en refroidissant le tube à - 12 0 _en même

temps

que l’on divise par un coefficient

_compris

entre 5 et 10 le courant d’obscurité et corrélativement

les _{fluctuations détectées par}

_{l’amplificateur.}

3° Résulfats. -- Il est

possible d’enregistrer

confor-tablement des raies Raman excitées

_{par 4}

358

À;

la raie Stokes à ₉₉₂ cm-’ du benzène en une demi-heure avec une fente d’entrée de 2 à

_3/iooe

et une

fente de sortie de i à

_1,5/iooe

de millimètre. Pour le

_{repérage précis}

des

_fréquences,

nous avons

fait construire par M. Hoffacker une

_lampe

à cathode

creuse en fer

(diamètre :

2 _mm,

_{profondeur :}

_{3o mm,}

pression d’argon :

4

mm)

qui

nous

_permet

_{de marquer}

avant et

_{après l’enregistrement quelques}

raies du fer. Les

_premiers

essais ont été

_entrepris

en collaboration avec M. Brochard.

[1] MILLER S. E.2014 Electronics,

I94I,

14, 27-3I et _I05-I09. Manuscrit reçu le 27 décembre _I952.

SPECTROGRAPHE

_{PHOTOÉLECTRIQUE}

A DOUBLE

FAISCEAU

ET A HAUTE

RÉSOLUTION

Par MM. Jean BROCHARD et Pierre

JACQUINOT,

Laboratoire Aimé _Cotton, C. N. R. S., Bellevue.

Le

_grand

_{spectrographe}

à

_{prisme liquide}

de

_{Belle vue,}

dont les

_{caractéristiques}

ont été

_exposées

_plusieurs

fois

_[1]

est

muni,

depuis près

de deux ans, d’un

système photoélectrique enregistreur

à double

fais-ceau,

qui permet d’enregistrer

des raies

_faibles,

avec

tout le

_pouvoir

de résolution

disponible (200

ooo dans le

_bleu).

Le faisceau issu de la source est divisé en deux

faisceaux A et B. Le faisceau A passe dans le

spec-trographe

et le

_spectre

est

_exploré

_par une fente mobile

_(course

25

_mm).

_Après

cette

_fente,

un

wollaston,

suivi d’une lame demi-onde

_placée

sur l’une des deux

polarisations,

permet

de

_polariser

le faisceau A sans

perte.

Le faisceau B _{passe à travers} un

_diaphragme

_D,

d’éclairement

uniforme;

la

partie

utile de D est limitée par un « couteau » mobile C commandé par

132

un servomoteur

diphasé

et

_auquel

est fixé le crayon

inscripteur.

Suivant la forme du

_diaphragme,

l’échelle d’intensité est linéaire

_{(D carré),}

_{en V’I}

(D

triangu-laire)

ou

_{logarithmique.}

L’échelle en

B/7

est

_pratique

pour des raies d’intensités très différentes et facile à réaliser avec

_précision.

Le faisceau

B,

convenablement

atténué est ensuite

_{polarisé (par}

un

_polaroïd)

à

_angle

droit du faisceau A

auquel

il est

mélangé

au _moyen

d’une

_glace

inclinée. Un

_glazebrook

tournant à la vitesse de

_{12,5 t/s}

« module » l’ensemble des

fais-ceaux A et

_B,

_qui

est _{ensuite reçu} sur une cellule à

multiplicateur

refroidie à l’azote

_liquide.

Des lentilles convenablement

_placées

forment

_l’image

de

_l’objectif

du

_{spectrographe}

sur la

photocathode.

Le flux lumineux reçu par la cellule est

Schéma de _principe de l’ensemble.

Les lettres _placées dans les divers _{plans optiques indiquent} les _{plans conjugués}

_{(l’échelle}

optique n’est pas respectée).

a et b étant les flux

transportés

par les faisceaux A

et B. Seule la

partie alternative,

non nulle

_lorsque

a -

b ~ o et dont la

phase

change

de x suivant le

signe

de a - b est transmise à un

_{amplificateur}

accordé sur 2 5 Hz : un enroulement du servomoteur est alimenté par cet

amplificateur,

l’autre par une

tension à 25 Hz, en

_{quadrature, produite}

par un

_petit

alternateur solidaire du

glazebrook

tournant. Le

sys-tème

s’équilibre

ainsi

_{automatiquement}

de

_façon

à

maintenir constamment a = b.

Toutes choses

_égales

par

ailleurs,

le

_système

est

d’autant

plus rapide qu’à

une variation

_dy

du

dépla-cement du couteau

correspond

une variation da

_plus

grande;

si

d

_augmente

_{(raies intenses),}

le

servo-dj

mécanisme

_risque

de devenir instable

et,

d’autre

_part,

les fluctuations

_statistiques

absolues de

lumière,

proportionnelles

à ,la,’ sont

plus grandes.

Nous avons

donc introduit un

_dispositif

d’asservissement du

_gain

général

G de

_{l’amplification}

au niveau de lumière. On

_peut

_songer à asservir le

_gain

G au flux incident de telle sorte _{que le}

_produit

a G reste constant : cette

solution conduirait à travailler

_toujours

aussi len-tement

_qu’avec

les

plus

faibles niveaux de lumière.

Aussi avons-nous utilisé un

_système

_qui

rend G

_Bra

consta,nt et

_qui

ne nécessite aucune

_{amplification}

de

composante

continue. Il suffit

_{d’amplifier}

les

fluctua-tions du courant

photoélectrique produit

par

(a

+

b) :

ces fluctuations convenablement

amplifiées,

filtrées à N > 50o Hz

_(pour

ne _{pas être}

_gêné

_{par le}

signal

(a - b)

cos 2 w t

_{beaucoup plus intense)}

et

détectées fournissent un

_signal

continu de

_quelques

volts,

de valeur

x: Gv

a + b ==

G y/2a

suffisant pour

agir

sur le

_dispositif

d’alimentation de la cellule à

multiplicateur

d’électrons de telle sorte que

G Ja

reste constant. Dans de

larges limites,

ce

_système

donne,

sans toucher aux

_réglages,

des fluctuations

enregistrées

sensiblement

constantes,

tout en

per-mettant une

_rapidité

_{d’enregistrement}

proportion-nelle à la racine carrée de l’intensité maximum

enregistrée.

Les

enregistrements

se font sur

_papier

ordinaire

format 2 _{I X 27} cm : la

dispersion

utilisée e

général,

de 10

_cm/.v

dans le bleu et

_peut

être aisc modifiée.

[1] COUDER A.- J. _Physique Rad., I937, 8, 99 S.- BROCHAR J. 2014 Ann.

Physique, I95I, 6, I5.

Manuscrit reçu le 27 décembre _1952.

OBSERVATION DE COMPOSANTES INTERDITES

DANS L’EFFET

ZEEMAN,

DUES AU SPIN

NUCLÉAIRE

Par MM. Jean BROCHARD et Pierre

JACQUINOT,

Laboratoire Aimé Cotton, C. N. R. S., Bellevue.

L’étude des

_composantes

interdites de l’effet Zeeman ordinaire

permet,

en

_principe,

de mettre en

1.r--

La

_dissymétrie

d’intensité des _{composantes permises}

_(échelle

en

VI)

est due à l’effet Paschen-Back du multiplet (sur l’enregistrement les intensités ne sont _{pas comparables}