Remarques sur l'étude de l'absorption infrarouge par la méthode des poudres

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Submitted on 1 Jan 1951

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Remarques sur l’étude de l’absorption infrarouge par la

méthode des poudres

J.-P. Mathieu

To cite this version:

632

teur,

etc. D’autre

_part,

_{l’éjecteur}

se trouve sur la normale à la fenêtre A au moment où l’on fait le

dépôt,

ce

_qui

constitue un

_{perfectionnement important}

sur des

_cryostats

comme celui de Cassel

_[3].

La

_température

est

_repérée

au _moyen d’un

_couple

thermoélectrique

soudé sur B et en contact avec A.

L’expérience

nous a montré _que

_{l’équilibre}

de

tempé-rature entre le gaz

liquéfié

contenu dans C et ce

point

était atteint en

_quelques

minutes. D’autres moyens sont à l’étude en vue de mesurer directe-ment la

_température

de la fenêtre A. Enfin les

_rodages

montés sur le tube D

_permettent

_{de pomper dans}

le réservoir

C et

_{d’approcher}

_ainsi,

en

_principe,

le

point triple

de

_{l’hydrogène,}

soit _{i4o K} environ. Ce

_cryostat

est actuellement monté sur notre

appareil

pour l’étude de

_{l’absorption}

ultraviolette dans la

_région

de Schumann

_[4].

A titre

_d’exemple

la

_figure

2

_représente

les

_spectres

obtenus avec le benzène : a. sans

_absorbant;

b. benzène

_solide;

c. benzène à l’état vapeur. Le

_déplacement

de la bande vers les

_{grandes longueurs}

d’onde est

parfai-tement visible.

Manuscrit reçu le 13 mars _1951.

[1] MAYENCE J. et VODAR B. 2014 C. R. Acad. Sc, I950, 230, 634. [2] THOMAS H. - Ann. der _{Physik, I940, 38, 604.}

[3] CASSEL E. J. 2014 Proc.

Roy. Soc., I935, 153, 534.

[4]

ROMAND J. 2014 Ann.

Physique, I949, 4, 529.

ÉVAPORATION

DANS LE VIDE PAR BOMBARDEMENT DIRECT AU MOYEN

D’UN CANON A

ÉLECTRONS

Par MM. J.

BROCHARD,

P.

_GIACOMO,

P.

JACQUINOT

et S. ROIZEN.

Pour éviter

_l’attaque

du

_support

par la substance à

_évaporer,

nous avons

_songé

à bombarder direc-tement la surface de la substance au _{moyen d’un}

faisceau

_{électronique.}

Le canon est du

_type

_{classique employé}

dans les tubes à rayons

X;

nous avons utilisé

générale-ment une tension accélératrice continue de 2 000

à 5 ooo V et un débit

_{électronique}

de 1 o à 5o mA

(canon

à la

_masse).

Le

_spot

_{électronique}

couvre à peu

près

2 mm2 et la cible

_peut

être

_déplacée

au

moyen d’un

joint

Wilson;

la substance à

évaporer

est

_supportée

par un fil de

_tungstène,

ou

_posée

sur une

_{petite coupelle}

en fil de

_tungstène,

ou même sur un

_support

_isolant;

sa distance au canon est d’environ 2 cm.

Les

_avantages

de la méthode sont dus essentielle-ment au fait

_{que, ’ l’énergie}

étant

_apportée

directe-ment sur la surface à

_évaporer,

le

_support

reste à

une

_température

nettement inférieure à la

tempé-rature

_{d’évaporation :}

dans les autres

_procédés,

au

contraire,

il est nécessairement à une

_température

supérieure,

ce

_qui

favorise son

_attaque.

Certaines substances _peuvent ainsi être

_évaporées

dans d’excel-lentes conditions de

_pureté

et en

_{grande quantité.}

Ces

avantages

disparaissent

d’ailleurs en

_partie

dans le cas des substances

_{métalliques liquides}

à la

tempé-rature

_{d’évaporation :}

dans ce cas, il est nécessaire de poser le métal sur un

_support

_{qui risque}

d’être mouillé et dont

_l’attaque

_peut

_{être favorisée par} l’action des électrons.

La méthode

_s’applique

aussi bien aux substances

non conductrices _{telles que la}

_silice,

_l’alumine,

et les

oxydes

réfractaires : dans ce cas, le courant

élec-tronique

est

_évacué,

non par

conduction,

mais

_grâce

à l’émission secondaire

_{(y compris}

éventuellement l’émission

_{thermionique);}

dans ce _{cas, il est}

_préférable

d’ajouter

une

_anode,

_par

_exemple

en forme

d’anneau,

qui joue

le rôle d’électrode collectrice et accélératrice. A titre

_d’exemple,

nous avons pu ainsi

évaporer

facilement le chrome

_{(en bâtonnet)}

en très

grandes

quantités (plusieurs

grammes en une seule

opéra-tion),

l’aluminium

_(posé

sur

_alumine),

le

_tungstène

(en tige),

le

carbone,

la

_silice,

la

_glucine

et l’alumine fondues.

Manuscrit reçu le 9 avril 1951.

REMARQUES

SUR

L’ÉTUDE

DE L’ABSORPTION INFRAROUGE PAR LA

MÉTHODE

DES POUDRES

Par J.-P. MATHIEU.

Laboratoire des Recherches

_Physiques,

Sorbonne. La difficulté d’obtenir maints

composés

solides

sous forme de monocristaux de surface assez

_grande

ou

_{d’épaisseur}

assez

_faible,

a conduit à étudier leurs

spectres infrarouges

de réflexion ou

_{d’absorption}

sur

des couches

_déposées,

par

vaporisation

ou

_après

broyage,

sur un

_support

convenable.

Barnes

_[1]

a fait une étude

_comparée

de la réflexion par des surfaces de chlorure de sodium

cristallisé,

633 fondu ou

_pulvérisé.

Le facteur de réflexion varie en

raison inverse de la taille moyenne des

grains

de la

_poudre,

mais la

_longueur

d’onde du maximum de réflexion

_{(rayons restants)}

ne

_change

_pas.

Il doit en être autrement dans le cas de

l’absorp-tion. Les

_multiples

réflexions _que subit le faisceau incident sur les

_parcelles

de la

_poudre

dont les dimen-sions ne sont _pas

_petites

au

_regard

de la

_longueur

d’onde,

ont un effet

_{beaucoup plus important}

sur les rayons

restants,

dont les

_fréquences

sont différentes des

_fréquences

_propres

_{d’absorption,}

que sur les radiations

qui possèdent

ces dernières

_fréquences.

Il en _{résulte que l’affaiblissement sélectif} exercé par la couche de

poudre

sur un flux de

_rayonnement

incident

_dépend,

non seulement de la valeur du facteur

_{d’absorption}

vrai au

_voisinage

des

_fréquences

propres, mais encore de celle du facteur de réflexion pour les

fréquences

voisines des rayons restants : d’où un

_{déplacement apparent}

de

_{l’absorption}

vers les

_régions

de réflexion

_sélective,

_lorsque

le

_grain

de la

_poudre

devient assez _gros.

Le

_phénomène

s’observe en effet : étudiant

l’absorp-tion de couches minces de chlorure de sodium obtenues par

vaporisation

dans le

_vide,

_Czerny

et Barnes

_[2]

ont

_indiqué

que certains détails fins des courbes

d’absorption disparaissent

dès que les couches deviennent

granuleuses;

mais ce

_qu’on

voit

égale-ment sur les courbes

_{publiées (loc.}

_cit.,

_{figé 9),}

c’est

l’élargissement

du minimum de transmission et son

déplacement depuis

61,1

1 L pour les couches les

plus

minces,

jusqu’à 60 >

pour les couches dont le

grain

commence à être

visible;

or, la

longueur

des rayons restants du sel _gemme est 52 _>.

On doit en _{conclure que,}

_{quelque grands}

que soient les services rendus dans de très nombreux

cas _{par l’étude} du

_spectre

_{d’absorption infrarouge}

de

_poudres

obtenues _par

_broyage

_[3],

la méthode est

_cependant

entachée d’une cause d’erreur

systé-matique

dans la détermination

_précise

des

_fréquences

propres

auxquelles correspond

une valeur élevée du facteur de réflexion.

Manuscrit reçu le 3 o mars _1951.

[1]

BARNES R. B. 2014

Physical

Review, I933, 43, 3I. [2] CZERNY M. et BARNES R. B. - Zeits.

für Physik, I93I, 72, 447; voir aussi WAGNER E. L. et HORNIG D. F. -J. Chem. _{Phys., I950,} 18, 299.

[3] LECOMTE J. 2014 Cahiers de

Physique, I943, n° _17, I.

QUELQUES

CONSIDÉRATIONS

SUR LA

DÉTECTION

DES GAZ ET LA MESURE DE LEUR PRESSION PAR ABSORPTION

OPTIQUE

DANS L’ULTRAVIOLET

LOINTAIN

Par MM.

_JACQUES

_ROMAND,

VLADIMIR SCHWETZOFF et BORIS VODAR.

Laboratoire de

_{Physique-Enseignement}

de la Sorbonne.

L’absorption optique

des _gaz et des vapeurs

peut

être

_{avantageusement}

mise à

_profit

_pour leur

détec-tion et la mesure de leur

_pression.

L’ultraviolet lointain

_(dans

la

_région

de Schumann

_qui

s’étend de 1850 à 1 200

_À)

_est, en

_principe,

une

_région

spectrale particulièrement indiquée;

elle offre en

effet la

_possibilité

de _{déceler directement l’air par} sa

teneur en

oxygène,

ainsi que la

_plupart

des _gaz

transparents

dans le visible et _{l’ultraviolet moyen.} On

_{peut prévoir}

de nombreuses

_applications

pratiques

dont les

_principales

semblent être la mesure

des

_pressions

relativement basses et la détection des fuites dans les

appareils

à vide. En

_effet,

_{pour certaines} vapeurs comme le benzène

_{[1] [2] [3],}

le coefficient

d’absorption

atteint des valeurs très

_élevées,

d’où la

_possibilité

de déceler de faibles

_{pressions (moins}

de 2 _p. de

_Hg

_pour une

_épaisseur

de

_{I m).}

La détection des fuites se fait donc en

_employant,

comme avec les autres méthodes de

détection,

un indicateur gazeux ou

_liquide

en

_{pulvérisation}

ou

_badigeonnage

extérieur,

et en

_guettant

un

_changement

dans la lecture de

_l’appareil

de mesure de la

_pression

au

moment où cet

_agent

_pénètre

dans l’enceinte.

L’expé-rience nous a montré que la sensibilité de cette méthode est très

_supérieure

à celle d’un

_simple

voyant

dans

_lequel

on observe le

_changement

de coloration de la

_décharge.

Nous donnerons une

_{rapide description}

des essais que nous avons effectués sur l’air

_(1),

en vue de la

mesure de la densité de l’air dans une soufflerie

aérodynamique

de 40 cm, la

pression

moyenne étant de l’ordre de 6 cm de

_Hg.

Dans ce cas

_l’avantage

de cette méthode est de donner directement une mesure de la densité.

L’azote étant

_transparent

dans le domaine

_spectral

envisagé,

c’est

l’oxygène qui joue

le rôle

_{d’absorbant,}

sous _{réserve que l’air soit}

_exempt

d’autres _corps. Entre i 350 Á et 1 _{700 Â}

_{l’oxygène présente}

une

bande

_{d’absorption unique [4]}

dont le maximum est à i

₄₅₀

À.

Dans cette

_première

réalisation,

nous _{n’avons pas}

employé

de

monochromateur;

la bande

_spectrale

utilisée est délimitée

_du,

côté des

_{grandes longueurs}

d’onde par le seuil de la cellule à cathode de

_platine

(2

000 À

_environ),

de _{l’autre côté par la}

_partie

montante de la courbe

_{d’absorption,}

et enfin au

delà par les matériaux

optiques

utilisés pour le

montage.

Mais,

à cause de la

_largeur

de la bande

spectrale

ainsi

_définie,

un

_étalonnage

_préalable

est nécessaire.

D’autre

_part

nous avons utilisé à la suite de la cellule une

_lampe

électromètre double E 2 dont

l’élément bien isolé sert à

_{l’amplification}

du courant

photoélectrique;

en

_agissant

sur le

_{potentiel-grille}

de l’autre

élément,

on

_peut

compenser le

courant-plaque

du

_premier,

de

_façon

_que le courant résultant soit nul à

_l’origine

de l’échelle de

_pression

que nous choisissons. La sensibilité de l’ensemble est

_réglée

en

_agissant

sur l’intensité de la source et la résis-tance de

_charge

de la cellule. Le

montage

pratique

comprenait simplement

une

_lampe

à

_hydrogène

à fenêtre de

fluorine,

un tube de 40 cm relié à une

pompe et à un

_manomètre,

enfin la cellule au

platine

(1) Travaux

entrepris à la demande de M.

l’Ingénieur

Principal Tesson du Laboratoire de Recherches balistiques