Spectres du soufre et du tellure dans l'ultraviolet lointain

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Spectres du soufre et du tellure dans l’ultraviolet

lointain

Léon Bloch, Eugène Bloch

To cite this version:

LE

JOURNAL

DE

_PHYSIQUE

ET

LE

RADIUM

SPECTRES DU SOUFRE ET DU TELLURE DANS L’ULTRAVIOLET LOINTAIN

Par MM. LÉON et EUGÈNE BLOCH.

Sommaire. 2014 La méthode de la _décharge oscillante dans un tube sans électrodes a permis d’étendre le spectre du soufre _{jusqu’au voisinage} de la _longueur d’onde 328 _Å, et celui du tellure jusque vers 157 Å. Ces résultats sont à rapprocher de ceux de M. Goudet, qui a _prolongé le _spectre du sélénium _jusque vers

332 Å. Nous donnons pour la première fois une _{description complète} des _spectres ultraviolets extrêmes du soufre et du _{tellure, comprenant} à la fois les raies _déjà classées et plusieurs centaines de raies _nouvelles,

parmi lesquelles nous _signalons des régularités.

SÉRIE

VII.

---

TOME YL

NO 11. NOVEMBRE 1935.

1. Introduction. - Dans un travail récent

_(~;,

M. Goudet a

_publié

une liste détaillée des raies du

sélénium entre 1 300 et j0 À. Nous avons

_profité

de sa

collaboration pour faire des recherches similaires sur

les

_spectres

du soufre et du tellure. La méthodes de la

décharge

oscillante dans un tube sans électrodes nous a

_permis

d’obtenir des

_spectres

d’étincelle très riches en raies des divers ordres d’excitation. Nos

_spectres

du

soufre contiennent

_{principalement}

les raies SIl1 et

S 1 V,

bien

_qu’on

_{y rencontre aussi les raies S Il} assez bien

développées

ainsi que les

plus

fortes raies du

_spectre

S V;

par contre les raies S VI semblent totalement absentes. Avec le

tellure,

les excitations réalisées donnent avec intensité les

_spectres

Te 1 V, Te

V,

Te

Vl;

d’une

façon

plus

modérée le

_spectre

Te

_III;

la

pré-sence du

_spectre

Te VII est moins certaine et sera

dis-cutée

_plus

loin.

Les

_spectres

ultraviolets du soufre ont

_déjà

fait

l’ob-jet

de nombreuses _{recherches que} nous

_rappelons

ici

sommairement. Le

_spectre

_{S Ia été classé par}

_Ruedy

_(2),

qui

donne 80 raies environ entre

_1914,

68 et 1000, i~ A.

Une seule de ces

_raies,

_qui

est de

_beaucoup

la

_plus

intense

_(X

_{1 ‘?0’~,~i()),}

_apparaît

très modérément t sur nos

clichés. Le

_spectre

S II a été

_analysé

_par

_{Ingram (~),}

qui

a reconnu 4:~ raies entre 1 259~5~ et

_{~40,4! A,}

dont la très

_{grande majorité}

se retrouve sur nos clichés. Le

spectre

S

_{111, analysé}

_{par le mème}

_auteur,

_comporte

lui aussi 43 raies

classées,

dont la dernière

_{(X ~84.58)}

constitue le

_repère

le

_plus

lointain dont nous _{ayons pu}

faire état t _pour nos mesures. Le

_spectre

S

_{1 V,}

étudié

(1) Gou nET. J de Phys. et Le Rad., octobre 1935, t. 6, p. 433.

(2) Ii,uEnY. Ph~,c. Itev., 1933, 44, p. î58.

e) 1 ~ G RA 1B1. _Phys. /2ev. , 9 928, 32, p. 1 76; Ibid., 4929, 33, p. 91 i.

par Millikan et par Bowen

(l),

contient une

cinquan-taine de raie; de doublets ou de

_quadruplets

entre

3 1 t8,65

A et

_~19,30

À. Le

_spectre

S

V,

caractérisé par les mêmes auteurs

_{e, 2)}

_comporte

à peu

près

le même nombre de raies entre 2

66~~1

et

_{437,37 A}

_Quant

au

spectre

S

_{1~I, qui}

constitue le

_degré

d’ionisation le

_plus

élevé du soufre actuellement connu, il a été

caracté-risé par Millikan et Bowen

(2)

à l’aide de 11 raies

comprises

entre 2

6 )!), 14

et

_{388,91 ¿B;}

aucune de ces

raies n’est

_présente

sur nos clichés.

Le

_spectre

d’arc du tellure a été _{étudié par}

_Ruedy(3),

mais ne

_paraît

_{pas s’étenclrc}

_jusque

dans l’ultraviolet.

Le

_spectre

Te _{Il n’a pas été}

_analysé

_jusqu’ici.

Le

spectre

Te III a fait

_l’objet

récemment d’une courte

note de

_Krishnamurty

_(~),

_annonçant

un mémoire

dé-taillé,

dont nous n’avons eu connaissance

qu’après

l’achèvement de ce travail. Le

_spectre

Te IV a été

classé par Rao

(3), qui

donne I7 raies entre

1 458,34

et

749,31

A. Le

_spectre

Te V a été caractérisé par Gibbs

et

_Vieweg

_{(1), qui}

ont mesuré ?11 raies entre

_1549,28

et

_~03,40

À. Le

_spectre

Te

VI,

a été reconnu _par

Rao (5),

qui

a mesuré une dizaine de raies entre

1 313,90

et 540.24 1.

_Quant

au

_spectre

Te

_VII,

dont

une

_analyse

a été

_proposée

_par

_{Schoepfle (’),}

nous ne le considérons pas comme établi avec

_sécurité,

bien que

Schoepfle

ait cru reconnaître 23 raies comme

lui

_appartenant.

Nous aurons à revenir sur ce

_point.

(1) ~hLLIKAX el BOWE~ Phys. Rev., 192~, 25, p. 602.

(3) Boxez Phys Rel!., 1928, 31, p. 3~; lbid., 4932, 39, p 8.

(3) RUEDY.

_l’fiys.

Rev., 1932. 44, p. 588.

(4) KR[SUNA)IURTY. Nature, 1934, 134, p. 1255; Proc. _{Roz! Soc.,}

1935, t51 _p. 1 î8.

(~~ RAO. Prof!. Roy. ,roc. 1931, 133, p. 2~!~

(6) GIBBs et ViEwxG. Phyç. Rpv., 99, 33, p. 400.

(;) SCHOEPFLE. _Phy~. Rev., 1933, 43, p. 742.

JOURNAL DE _PHYSIQUE ET LE RADIUM. --- SÉRIE _YII. -

T. VI. - N° ~ 1. - NOVEMBRE 1935.

Les listes du soufre et du _{tellure que} nous donnons ci-dessous

comportent,

en

_plus

des raies

_déjà

observées

par les auteurs

précités,

250 raies nouvelles du soufre

et 440 raies nouvelles du

_tellure,

dont un assez

_grand

nombre sont d’une intensité notable. Grâce à cette

cir-constance, il nous a été

_possible

de contrôler un certain nombres de

_{régularités spectrales proposées}

_par nos

prédécesseurs

et d’en reconnaître de nouvelles.

2. Mesure des

longueurs

d’onde. - Une

particu-larité

_remarquable

_que

_présentent

les

_spectres

de haute

fréquence

du

soufre,

du sélénium et du tellure est leur extraordinaire

_pureté.

On sait combien il est difficile dans la

_{Spectroscopie}

de l’ultraviolet extrême d’éviter les raies

_{d’impuretés}

dues au

_carbone,

à

_l’azote,

à

l’oxygène,

etc. Ces raies

_{d’impuretés,}

dont les lon-gueurs d’onde sont connues avec

_{précision depuis}

les travaux

d’Edlén,

sont d’ailleurs très

_précieuses

comme

raies étalon. Or nos

_spectres

du

_soufre,

du sélénium et

du

tellure,

excités par induction dans des tubes de pyrex, sont

pratiquement

exempts

de toute raie

d’impu-reté. C’est à

_peine

si sur certains de nos clichés on

trouve des traces très faibles des raies les

_plus

intenses du carbone

_(),

_977),

de

_{l’oxygène (~ 833),}

ou de l’azote

(~991).

Il en résulte une _{certaine difficulté pour}

l’ob-tention de mesures absolues. Nous avons _tourné

par-tiellement cette difficulté dans le cas du tellure en

introduisant volontairement dans nos tubes un _{peu de}

gaz

étranger

(oxygène),

dont le

_spectre

est excité à froid et vient se _superposer au

_spectre

_{de la vapeur}

excitée ultérieurement

_{après chauffage.}

Dans le cas du

soufre,

où l’on

_possède

des mesures très

_précises

de

Bowen,

nous avons cru

_pouvoir

renoncer

complète-ment aux mesures absolues et

_rapporter

nos nombres soit à ceux de

Bowen,

soit à ceux de Gibbs et

_1’ieweg

ou d’Ingram,

dont la cohérence s’est montrée satisfai-sante. Les raies de

_repère

_empruntées

aux différents

auteurs sont mises entre crochets dans les listes ci-dessous.

La

_précision

des mesures est _{la même que dans} nos

travaux antérieurs effectués avec le réseau

_tangent

de 1 m _{de rayon. Elle} est de 1 ou 2 centièmes

_{d’Angs trôm}

dans les

_régions

les

_plus

_favorables,

un _{peu moindre}

dans les

_régions

de

_longueur

d’onde

_{plus grande.}

Lors-que nous utilisons les

_repères

de nos

_{prédécesseurs,}

nous _{retrouvons pour les raies intermédiaires} une

concordance suffisante avec leurs

_nombres,

surtout si l’on tient

_compte

des

_{irrégularités}

de

_plaque

_qui

sont

pratiquement

inévitables. A la fin de nos

listes,

quel-ques raies ont été calculées par

extrapolation

et l’erreur

sur les dernières d’entre elles

_peut

être voisine de

0,t

-1.

3. Résultats. - A.

Spectres

du soufre.

Spectre

S III. -

Les raies nouvelles que nous avons

observées au-dessous de

_{500 Â}

nous ont

_permis

de

con-trôler la classification

_d’Ingram

sur deux

_{points :}

-.

D’une

_part,

nous avons reconnu

_{partiellement}

le

multiplet

382

_{3 p}

382

_3p’

_3P,

_représenté

_par les raies

D’autre

_part,

nous avons observé d’une

_façon

assez

complète

le

_multiplet

_{3p ~ s}

3P - 3s2

repré-senté par les raies

Enfin dans la

_région

des

_longueurs

d’onde

_plus

grandes,

il nous a semblé

_qu’on

retrouvait les deux différences 28 et ~1

_qui

sont

_{caractéristiques}

du terme 3 s

_3p3

3LJ,

associées avec des différences nouvelles 540

et 370

_qui

caractériseraient un terme

3D,

lequel

pour-rait être

_{3s 3p2}

3d 3D. Les raies constitutives du

mul-tiplet

en

_question

sont

Le terme nouveau

aD1

=

181 U58,

3D’!.

=

JD3

= 182868 semble donner naissance à

_quelques

autres

_{combinaisons,}

malheureusement

_trop

spora-diques

pour

qu’on puisse

considérer ce terme comme

établi définitivement.

Spectre

S I V. - La raie la

plus

lointaine du

_spectre

S 1 V

_qui

ait été _{classée par Millikan} et Bowen est la raie

551,17(2;

dont le

_symbole

est

Cette raie est

_présente

sur nos clichés avec l’inten-sité

₍₅₎

Nous proposons de lui associer une raie voi-sine d’intensité

_égale

et de

_longueur

d’onde

_554,05,

à

laquelle

nous attribuons le

symbole

:1 s2 4s

3p 2p;/2.

La différence des nombres d’onde de ces

deux raies est

94,

en bon accord avec la valeur

admise par Bowen pour l’écart du terme 2P.

Le

_multiplet

_{3s~ ~~~ zP -}

2D

_comporte

les deux raies intenses

_836,286(4)

et

83~447

(4)

qui

ont

été _{classées par Millikan} et Bowen. Nous

complétons

ce

_multiplet

_par

_{l’adjonction}

de la raie

_plus

faible

_’-P3~~

-

ZD~~~ ~,

qui

est

_835,93

_(1).

Le

_multiplet

_:31)3

2P -

_{38 3})2 2D est}

caractérisé par Millikan et Bowen au _moyen des deux raies

_{852,716 (3)}

et 853,135

(3)

qui

ont _pour

_symboles

_{’P31a -}

et

.--

443

compléter

par la raie faible

8:54,:J2

(00),

qui

aurait

pour

symbole 2P1/2 -

et conduirait à un terme

égal

à 211151 dont l’écartement par

rapport

à serait 207.

A titre

_plus

_{hypothétique,}

nous

_signalons

_que le doublet

675,85

(3)

et

_674,89

₍₃₎

_présente

la différence

~1 u == 210

_{caractéristique}

du terme 3 s2 Le terme

pair

X

déterminé

de la sorte semble

réel,

car il donne

une autre combinaison

685,82

(2)

avec

_3p3

B.

_Spectres

du tellure.

Spectre

Te V. - Dans le

spectre

Te

V,

nous avons

trouvé le terme 5s î s

381

=

_{1 51 ’i’85 ,}

_qui

_donne un

_triplet

régulier

avec le terme

fondamental

5s

_5p

3P :

Nous considérons aussi comme

_probables,

_malgré

l’absence de contrôles

_rigoureux,

les attributions

qui

conduisent aux valeurs 2[1 790 et 207 506 pour les

termes

_{6}J 3 Pt et 6~}

_{respectivement.}

Spectre

Te VI. - Dans le

_spectre

Te

VI,

nous avons

trouvé la

combinaison

°

et nous

_suggérons

les

_{interprétations}

qui

conduisent aux valeurs suivantes des termes nou-veaux :

Spectre

Te VII. - En _ce

qui

concerne le

_spectre

Te

VII,

dont une

_analyse

a été

_proposée

_par

_Schoepfle

_(1),

nous ne sommes _{pas arrivés à confirmer les résultats}

de cet auteur. _{Nous remarquons d’abord que le travail}

de

_Schoepfle,

_qui

date de

19a3,

ne fait pas mention des

recherches de

Rao,

effectuées en

_{1931 ;}

et

_qu’un

certain nombre de _{raies attribuées par}

_Schoepfle

à Te VII

(1) Loc. cit.

semblent être des raies Te Il’ due Rao. En second

lieu,

si

_{quelques-unes}

des raies de

_{Selicepfle paraissent}

se

retrouver comme raies faibles sur nos clichés et sont

peut-être

effectivement des raies Te d’autres raies

plus

intenses

_{manquent complètement}

chez nous. Enfin

il est à noter que

l’analyse

de

_Sch0153pfle

ne

_comprend

pas les trois raies fondamentales

PI - t ,,"’0. pi -

1 So

qui

sont

_{pourtant parmi}

les

_plus

intenses dans la série des

_spectres

_{isoélectroniques}

à Te VII. Ces raies

_sontprévues

dans la

_région

230-240 ~., ou les

clichés de

_Schoepfle

étaient

défectueux,

mais où les nôtres se

_prêtent

à d’excellentes mesures.

_Or,

il nous

est

_impossible

de retrouver dans celte

_région

les deux différences consécutives 8 842 et 7247

_qui

_{représentent}

d’après

Schocpfle

les écarts Ce

résultat nous semble

_jeter

un doute sur

_l’analyse

(leu

spectre

Te

VII,

à moins

_qu’on

n’admette _que ce

_spectre

soit totalement absent de nos

_clichés,

_{hypothèse qui}

s’accorde mal avec la

_présence

dans nos listes de

cer-taines raies de

_Schapfle.

Les raies fondamentales de Te VII _{sont-elles les raies du groupe}

237,54-

(s),

232,37

(10),

227,84

(8),

qui présentent

entre elles les différences 9372 et 85;)ti~ C’est t ce _que nous n’avons

pu décider

jusqu’à

présent.

Un

_argument

_{peu favorable} à cette

_hypothèse

est la très

_grande

intensité des deux (dernières

raies,

qui

sont

_parmi

les

_plus

fortes du

spectre

du tellure et s’observent

_fréquemment

en second et même en troisième ordre.

C.

_Spectres

du sélénium.

Il ne sera _{pas hors de propos de rattacher} aux consi-dérations

_{précédentes quelques}

_remarques concernant

les raies nouvelles du sélénium observées par )11. Gou-det

_(’).

Celles-ci sont au nombre de 300

_{environ ;}

ce sont

presque toutes des raies faibles et un

_petit

nombre d’entre elles seulement nous ont semblé rentrer dans les classifications établies.

Spectre

Se Il. - La raie

697,65

(00)

dont le nombre d’onde est 143341

_peut

être attribuée au

_spectre

Se Il.

où elle

_{représenterait}

la combinaison -

5d4P.’Jj2

Les

_suggestions

suivantes

_répondent

aussi à des inter-combinaisons

_possibles,

mais d’un contrôle difficile :

Spectre

Se 1/1. -Dans le

_spectre

III,

nous avons reconnu les intercombinaisons

Nous

_suggérons

_{pour le terme}

_AI)

l’une ou l’autre des deux valeurs 251 900 ou 2~2 214

_qui

donnent lieu rune et l’autre à deux combinaisons d’intensité

_{( 1)}

avec 5s

_{1 P}

d’une

_part,

avec d’autre

_part

(>,

920J)/i

et

_{A 877,77,}

ou

~, 91~,88

et A

_87â,36).

Spectre

Se l’. - Dans le

spectre

Se V nous avons reconnu une seule intercombinaison

_probable

_{794,90 (00)}

125 802

_4p

1 Pi

-Ad

3D1.

Il est à noter que pour les

degrés

d’excitation

élevés,

particulièrement

pour Se V et Se

VI,

les

_spectres

obtenus en haute

_{fréquence présentent}

une

_répartition

d’intensités tout à fait différente de celle

_qui

a été obtenue dans l’étincelle chaude. C’est ainsi que pour Se

_VI,

des trois raies

si08,39

(3), 605,89 (4).

588,01

(1t),

qui

constituent

_{d’après Sawyer}

et

_Humphreys

le

multi-plet l~~

2 P - 4d

_2D,

seule la

_plus

faible est

_présente

sur nos clichés avec l’intensité

_(1).

Des anomalies semblables

s’observent sur Se V. Des deux raies

845,75

(9)

et 820 ()8

(7)

de Rao et

_Badami,

la seconde seule est t visible sur nos clichés. Les deux raies

_{I ~Z27, ~8 (~0)}

et

_1094,6!J

₍₉₎

se

présentent

chez nous avec les intensités

₍₁₎

et

₍₃₎

res-pectivement. L’opposition

est

_{pius marquée}

encore sur

les deux

_multiplets

4s

₄₁₎

3P

_(vers

830

À.)

et l s

_4p

3P - us 4d ID

_(vers

615

_Á.),

le

_premier

étant

_plus

intense que le second

chez Sawyer et Humphreys,

alors

que sur nos clichés le second seul est intense et

_complet,

le

_premier

n’existant

_qu’à

l’état de traces. Tout se

passe comme si le niveau

4p2

était

_plus

difficile à exciter

en haute

_fréquence

_qu’en

_décharge

ordinaire.

Les désaccords d’intensité deviennent

particulière-mentfrappants

si l’on

_rapproche

de notre liste la liste des raies due très haute excitation attribuées par Rao et

Murty

(’),

avec

_quelques

réserves il est

vrai,

au

_spectre

Se VII.

_Beaucoup

des raies de ces auteurs sont absentes de notre

liste,

alors

_{qu’un grand}

nombre d’autres sont

présentes

avec des intensités

_supérieures

_{à celles que}

leur attribuent Rao et

_Murty.

Nous

_{pensons qu’il}

y a là

un

_mélange

de raies d’ordres d’excitation

_différents,

qui

n’ont pas encore été nettement

_séparées.

Les tableanx ci-dessus contiennent les listes des raies du soufre et du

tellure,

avec les intensités

_qui

leur sont

assignés d’après

nos clichés. En

_regard

des raies

_déjà

connues, nous avons transcrit les nombres

_publiés

_par d’autres

auteurs,

avec l’indication des intensités et des ordres d’ionisation admis par chacun d’eux.

(Voir

réfé-rences 2 à

Vers la fin de

_chaque

_liste,

un _{espace blanc}

_indique

à

_partir

de

_quelle

valeur les

_longueurs

d’onde sont

calculées pa,r

extrapolation.