Spectrographe à réseau concave en incidence rasante dans le vide pour l'ultraviolet lointain

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Submitted on 1 Jan 1951

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Spectrographe à réseau concave en incidence rasante

dans le vide pour l’ultraviolet lointain

N. Astoin

To cite this version:

695 stator d’un

_{synchromoteur diphas6}

sont soumis aux

tensions )B Xl et

_),y’.

La force électromotrice induite dans le

rotor,

soit M

_{(), x’}

sin 0 -

), y’

cos

_{8), attaque}

un

_{amplificateur}

de

_gain

A’ I

6lev6,

dont la sortie alimente un moteur

_coupl6,

d’une

part

a 1’axe du

synchro

et de I’autre a 1’axe d’une

_{génératrice G3}

fonctionnant a vide.

Les

_equations

s’ecrivent :

La

_précision

est de l’ ordre de _{i pour} ioo et

_pourrait

etre certainement améliorée.

Nous attirons I’attention sur une

_{particularit6}

de

ce

_{dispositif qui,}

contrairement a certains

_appareils

construits

antérieurement

_[1],

utilise un seul servo-moteur. Il en _{r6sulte que le} mouvement de la sonde ne

_reproduit

_{pas, dans le}

_temps,

celui de la

_particule,

ce

_qui

est sans

_importance

_puisque

seule la

_trajectoire

nous

_int6resse,

et non la

_façon

dont elle est d6crite. Par

suite, l’ appareil

est

_plus

facile A r6allser

_puisque

la gamme des vitesses des moteurs est

_beaucoup

moins 6tendue. ,

Enfin,

toute

_{irrégularité}

dans le mouvement de

_N,

est

compens6e

par celui de

N2.

[1]

SANDER K. F. - An Automatic electron

Trajectory

Tracer design of an electrostatic electron

microscope

(Thèse, Cambridge, I950.)

SPECTROGRAPHE A

RÉSEAU

CONCAVE EN INCIDENCE RASANTE DANS LE VIDE POUR L’ULTRAVIOLET

LOINTAIN Par Mlle N.

ASTOIN,

Laboratoire de

_{Physique-Enseignement,}

Sorbonne

Nous avons

_r6gl6

un

_{spectrographe (1)}

couvrant la

region

spectrale

comprise

entre

1390

et 80 A. Le

syst6me

dispersif

est un reseau concave

_employ6

en incidence

_{tangentielle d’apres}

le

_principe

de Row-land

_{[1] (fig.}

_i).

Les conditions

_optima

d’ouverture du r6seau et de hauteur de fente eu

_6gard

aux aberra-tions

_{[1], [2],}

ont 6t6

_respectees.

En ce

_qui

concerne

l’ astigmatisme,

il n’est pas

g6nant

si un

_r6glage

precis

am6ne les traits du r6seau

_{rigoureusement}

parallèles à

la fente.

Le

_{spectrographe ( fig. 2)}

est constitud par une cloche horizontale de I ill de

_long,

25 cm de

diam6tre,

venant

s’appuyer

sur une

_flasque

verticale

_portant

la fente F

et la

_plate-forme

sur

_laquelle

viennent se

_placer

le

porte-rdseau

A et le

_{porte-chassis}

B. La source est

(1)

Ce spectrographe, aimablement

_pr8t6

par 1’E. N. S.,

avait 6t6 construit A

Lidge

sous la direction de M. Morand.

fix6e extdrieurement a cette meme

flasque

qui

com-porte,

par

ailleurs,

un orifice de

pompage.

La fente

est fixe en

_position,

sa hauteur est de 4 mm, sa

_largeur

Fig.

i.

varie de o a _{o, 8 mm,} elle

_peut

subir une

_légère

rotation autour d’un axe horizontal. Le réseau

(Siegbahn)

est trac6 sur verre : 581 traits au

milli-m6tre,

hauteur 9 mm,

largeur

35 mm, rayon de courbure 2 m. Le

_porte-r6seau

se

_d6place

le

long

d’une

glissi6re

C et

_comporte

trois vis de

_{r6glage E,}

_{F, G,}

Fig. 2.

permettant

de faire tourner le r6seau R autour de trois axes

_{rectangulaires passant}

_par son

_sommet,

l’un

_{parallèle à}

ses

_{traits, I’autre}

_passant

_{par le centre} de courbure. Le

_porte-film

H

_peut

_occuper, sur la

plate-forme,

deux

_positions

couvrant les

_rdgions

o-650

et

_{21 o-i 3go A.}

La

_plate-forme

B est

_susceptible

d’un

déplacement

dans une

_glissi6re

J et d’une rotation

commandée par K autour d’un

point

P

_{correspondant}

A

_l’image

centrale.

Nous avons utilisd successivement des

_plaques

Q

1 Ilford et des films S. W. R.

_{Kodak, beaucoup}

plus rapides.

Le _pompage est assuré par une

_{pompe A palettes}

et deux pompes a mercure surmont6es d’un

_piège

à

air

_{liquide. Quand}

les pompes sont

chaudes,

on obtient

un vide de 10-4 mm

_Hg

en moins de 10 mn.

L’6valua-tion du vide est faite a l’aide de

_voyants

et d’une

jauge

a ionisation.

La chambre a 6tincelles est munie de deux

porte-Fig. 3.

électrodes flxds dans des c6nes

rodés,

d’un

_piege

a air

liquide

et d’un pompage direct.

Le

_r6glage

est semblable A _{celui ddcrit par}

Ekefors

[3].

Il

_comporte

d’abord la mise au

_point

de la tache centrale sur un

_pointeau

solidaire du

696

porte-chassis.

La suite du

_r6glage

se fait dans le vide en

_comparant

les spectres obtenus

_{lorsqu’on agit}

sur la rotation du chassis et sur celle du reseau autour de

I’axe

_passant

par son centre.

Nous avons calculé

approximativement

les ), en fonction des donn6es

_{géométriques;}

nous avons fait ensuite

_{I’ étalonnage}

du _spectre d’une 6tincelle sur la surface d’un

semi-conducteur,

qui

contient les raies des électrodes et celles de

_l’oxyg6ne

dont les h ont 6t6 donn6es avec

_precision

par

Edien

[4].

La

_dispersion

varie de i a

o, 3 3 mm :

A entre i oo et

1400.1.

Nous

reproduisons

ci-contre un

_fragment

d’un

_spectre

obtenu

_{(fig. 3).}

11 faut noter _{que le reseau fournit} un

spectre

du 2 e ordre assez intense et _{que les raies}

les

_plus

fortes se retrouvent aussi dans le 4 e ordre.

[1]

ROWLAND H. A. - Phil.

Mag., I882, 13, 469; I883, 16,

I97 et 2I0.

[2] MACK STEHN et EDLEN. 2014 J. Opt. Soc. _{Amer., I930,} 23,

3I3.

[3]

EKEFORS S. 2014 Thèse, Uppsala,

1931. [4] EDLEN B. - Thèse,

Uppsala,

I933.

CONTRIBUTION A

L’ÉTUDE

DE

L’INTENSITÉ

DES RAIES ET BANDES D’ABSORPTION DANS L’INFRAROUGE

Par Mme J.

VINCENT,

Laboratoire de Recherches

_physiques,

Sorbonne.

La

_parution

de deux articles r6cents de Crawford

et Dinsmore

_{[1], [2]}

nous incite a

_publier

un travail

th6orique

fait

_depuis

un moment

_déjà

et que nous

pensions

donner en meme

_temps

_que les

_experiences

correspondantes.

11 se

_rapporte

a l’intensit6 absolue des raies et bandes

_{d’absorption}

dans

l’infrarouge.

La theorie

g6n6rale

en avait ete

_rappel6e

dans un

precedent

article

_[3]

et nous en avons

_appliqué

les resultats au cas des molecules

_diatomiques

_{pour les} raies de rotation pure, les raies de rotation-vibration

et les bandes de vibration fondamentale et

harmo-niques.

Raies de rotation pure. - La

question

avait

déjà

6t6 étudiée par Tolman et

_Badger

_d’apr6s

le

principe

de

_{correspondance}

et _{par Dennison par la}

m6thode de

_{Born, Heisenberg}

et Jordan. On

_peut

6galement

obtenir le resultat a

_partir

du calcul de Rademacher et Reiche sur le rotateur

_sym6trique.

Nous avons _{fait le calcul direct par la m6thode de}

Schr6dinger;

il conduit a la formule

ou I est l’intensit6 de la raie

_{considérée, ’J}

sa

_frequence,

p la moyenne des

_{poids statistiques}

des niveaux de

depart

et

_d’arriv6eg

_go le moment

_6lectrique

perma-nent de la

_{molécule, h}

la constante de Planck et c la vitesse de la lumi6re dans le vide. N

_représente

le

nombre de molecules de

_chaque

sous-niveau de

depart

par centimetre cube.

Raies de vibration-rotation. - En ce

_qui

concerne la bande fondamentale le calcul

_peut

se faire en pre-mi6re

_{approximation}

en

_négligeant

les anharmonicités

m6canique

et

_6lectrique.

En

omettant,

d’autre

part,

l’interaction entre vibration et

rotation,

le calcul en

M6canique

ondulatoire nous a conduit au resultat :

_:.

ou

_N,

_p et c ont la meme

_{signification}

_que

pr6c6-demment ;

m est la masse r6duite et E la

_charge

elec-trique apparente

telle que arc

(re

est la distance des

noyaux a

1’equilibre),

soit

_6gal

au moment

_6lectrique

permanent

de la molécule. Ce résultat est d’ailleurs

connu

_{depuis longtemps}

et s’obtient a

partir

des calculs

_{plus complets}

de Dunham ou

_Oppenheimer,

par

exemple.

Si l’on veut calculer l’intensit6 des

_harmoniques,

il faut introduire une

_{perturbation.}

De nombreux

auteurs ont 6tudi6 la

_question

et leurs calculs different par les

approximations

faites. La theorie la

_plus

complete

est celle de Crawford et Dinsmore. De notre

c6t6,

nous avons calcule l’intensit6 des raies dans les

harmoniques

en

_supposant

_{que la fonction}

_potentielle

suive la loi de Morse. Le

_calcul,

_simplifi6

a

_1’extreme,

donne le résultat suivant :

L’intensite d’une raie du I er

_harmonique

est

_6gale

a l’intensit6 de la raie

_{correspondante}

de la bande fondamentale divis6e par

k,

ou k est l’inverse de la

constante d’anharmonicité et est

_6gal

a 5o environ pour les

hydracides. Quand

on _{passe du} Ier

harmo-nique

au _2e, l’intensit6 d’une raie est divisee

par k,

2

du 2e au 3e _{divis6e par}

k

· La

generalisation

n’est

3

d’ailleurs pas

possible,

car ce

_résultat,

tres

_simple,

suppose que le numéro de

l’harmonique

consid6r6 soit

_petit

_par

_rapport

a k. Nous avons _{vérifié que les}

formules

_beaucoup

_{plus compliqu6es}

de Crawford et

Dinsmore redonnaient les notres

quand

nous faisions les

_{approximations indiqu6es.}

Les mesures d’intensit6 faites

_jusqu’a

maintenant

sont d’ailleurs

_{beaucoup trop}

_impr6cises

_pour per-mettre

_{d’appr6cier}

les diff6rences obtenues dans ces calculs et ceux-ci

_{présentent uniquement}

un intérêt

théorique.

Bandes de vibration. - Le calcul

_peut

se

_faire,

soit

_directement,

soit en sommant les intensités des raies

_composantes,

dans le cas _{des gaz. De} toutes

manières,

il est

_simple

et nous a donne le résultat

ou n

_représente

le nombre _{total de moIécuIes par}

centimetre cube si on _{les suppose toutes dans 1’6tat}

de vibration fondamentale.

Pour les bandes

_harmoniques,

le resultat est 6videmment le meme que

précédemment.

Nous effectuons en ce moment la v6rification

exp6-rimentale des formules ci-dessus. Nous

donnerons,

dans un

_prochain

_article,

les details de ces calculs