Remarques sur le fonctionnement de la lampe Nernst

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Remarques sur le fonctionnement de la lampe Nernst

Pierre Leroux

To cite this version:

expériences régimes chaque température

filament a été mesurée pour trois régions du spectre avec un _{spectropyromètre} à _disparition de filament. Les courbes d’émission obtenues montrent des dépressions marquées qui dépendent du _régime de fonction-nement et aussi sans doute des constituants du filament. En ne dépassant pas une certaine intensité, on peut obtenir une émission très constante, facile à contrôler à l’aide d’un ampèremètre.

Le filament de Nernst est la meilleure source

_qui

existe pour la

production

des radiations

_infrarouges

de

_quelques

[J.. Il offre le gros

avantage

de ne

_produire

aucune _vapeur nuisible aux

_prismes

en _{sel gemme,}

syl-vine,

etc.,

que l’on est

obligé

d’utiliser dans cette

région

du

_spectre.

D’un autre

côté,

si le courant

_qui

traverse _{le filament n’est pas}

_{trop intense,}

la constance de cette source est très bonne et

_peut

être facilement vérifiée à l’aide d’un

_{ampèremètre.}

_{Malheureusement,}

la courbe donnant

_l’énergie

_{émise par le filament}

en fonction de la

_longueur

d’onde

_possède

des

dépres-sions nombreuses et très

_{marquées qui dépendent}

des constituants du filament en

_{même temps que du régime}

de fonctionnement.

Les recherches relatives à l’émission de la

_lampe

Nernst datent

_déjà

d’un certain nombre

_{d’années (’ )}

et,

comme au cours de mesures faites dans le

_spectre

infra-rouge

(?)

j’ai

trouvé

_plusieurs

anomalies,

j’ai pensé

qu’il pouvait

être intéressant de

_préciser

quelques-unes des conditions de fonctionnement des filaments

de Nernst

_qui

m’avaient _{servi pour} mes recherches.

Mes essais ont

_porté

sur deux

filaments,

l’un fonc-tionnant normalement sous une intensité de

0,8

am-père (c’est

celui dont

_je

me suis servi le

_plus

_souvent),

l’autre sous une intensité de

_{0,4 ampère}

environ. Le courant _{était fourni par} une batterie d’accumulateurs

de forte

_capacité

et l’intensité était

_réglée

_par un rhéo-stat et _par une

_{lampe régulatrice}

choisie en

_rapport

avec l’intensité que l’on voulait maintenir constante.

J’ai utilisé dans ces recherches le

_{spectrographe}

à mi-roirs et à

_prisme

_{de sel gemme}

_qui

m’avait

_déjà

servi pour des mesures

_{d’absorption (2);}

on trouvera, dans le travail

_indiqué,

la

_{description complète}

de

_l’appareil

ainsi que le détail des

réglages

et des

_étalonnages

réa-lisés. En _{admettant que la déviation du}

_{galvanomètre}

soit

_{proportionnelle}

à

_l’énergie

émise par la

lampe

Nernst _{pour la radiation}

_{considérée,}

on

_peut

cons-(i) CoBi.ExTz. Selectives Radiations from the lernst Glower. Bull, _or the nureau 4908, t. 4, pp. 533-5;)1. On trouvera un résumé de la _question dans Lecomte : Le _speclre

infrarouge,

pp. 3~~’-316.

(2) LERoux. Annales de 19b3, t. _{20. pp. 518-535}

truire,

gràce

à cet

_appareil,

la courbe

_{représentant}

la variation de

_l’énergie

_{émise par le filament} en fonction de la

_longueur

d’onde et

cela,

pour diverses intensités traversant le filament. On

_peut

en

_effet,

sans

_grande

erreur, considérer le sel gemme comme

_parfaitement

transparent

dans la

_région

du

_speclre

étudiée et

négli-ger l’affaiblissement

produit

par la réflexion sur les miroirs.

En même

_temps

_que l’on mesurait

_{l’énergie émise, à}

l’aide de la pile thermoélectrique,

un

_{spectropyromètreà}

disparition

de filament

_(modèle

dit de

_Henning)

permet-tait de mesurer la

_température

de brillance du filament de Nernst. Ce

_{spectropyromètre}

avait été

_gradué

_pour les

_régions

4672

_{À, 5}

780 À et 6680 ¿L J’avais moi-même

préalablement

vérifié la

_graduation

et fait les

correc-tions nécessaires en utilisant une

_{lampe pyrométrique}

étalon à filament

_plat,

_{fournie et étalonnée par M. de}

Groot au laboratoire

_Philips

à Eindhoven.

On

voit,

figure

1,

la

_disposition

_{d’ensemble des}

ap-pareils.

Ce

_montage

m’a

_permis

de déterminer la courbe donnant la

_température

du filament de Nernst en

fonc-tion de l’intensité

_qui

le

traverse ;

on trouvera

ta-bleau 1 les valeurs

obtenues,

pour les trois

régions

du

spectre considérées,

avec le filament consommant

_0,8

ampère

en marche normale et ces valeurs conduisent

aux courbes du

_graphique

1. D’autre

_part,

l’intensité

dans le filament de Nernst étant maintenue aussi

cons-tante que

possible,

si l’on

_agit

sur le

_compteur

_qui

commande la rotation du

_prisme

on fait défiler les

diverses radiations sur la fente de la

_pile

thermoélec-trique

et on

_peut

mesurer les _déviations correspon-dantes du

_{galvanomètre.}

Le tableau I( donne les valeurs obtenues de cette

façon

pour la même

lampe.

Les nombres donnés en double sur ce

_tableau,

_pour

l’inten-sité dans le

_filament,

_{correspondent}

à des lectures faites au début et à la fin de

_chaque

mesure ; en se

reportant

aux courbes du

_graphique

1,

on

_peut

trouver

la

_température

_{correspondante}

du filament.Le tableau II conduit aux courbes du

_graphique

2.

Des mesures

_identiques

ont été faites avec le second

filament;

elles sont rassemblées sur le tableau III. Pour

5.

66

Fig. I. - Vue d’ensemble des _appareils.

A, Batterie d’accumulateurs chauffant le filament de Nernst N. - A’, Batterie d’accumulateurs chauffant le filament de la lampe pyromètrique 1. -

a, Axe de rotation de la _plate-forme du _prisme sur _laquelle est monté le _petit miroir utilisé avec l’échelle E’ et servant à _{l’étalonnage,} en longueur d’onde, du _{spectrographe.} -

Cl, Compte tours commandant la rotation de la plate-forme

du _{prisme. - C,,} Tambour divisé commandant la rotation de la _plate-forme du _{prisme. - E,} Echelle divisée du galvanomètre G.

-

E’, Echelle divisée servant à mesurer _l’angle de rotation du _{prisme. - ~;~,} Fente d’entrée du _{spectrographe - J’,} Fente de la _{pile thermoélectrique} Z. -

G, Galvanomètre relié à la, _{pile thermoélectrique} Z. - I, Ampèremètre mesurant le courant dans le filament de Nernst. -

I’, Ampèremètre mesurant le courant dans le filament de la lampe pyrométrique 1. -

L, Lampe

régu-latrice _réglant le courant dans le filament de Nernst. _-1, Lampe pyrométrique du spectropyrométre. - Grand miroir

concave donnant l’image de la source sur la fente d’entrée du _{spectrographe.} -

M1, Premier miroir concave du _{spectrographe.}

- Deuxième miroir

concave du

_{::’pactrographe. - Mp,}

Miroir plan du _{spectrographe.} - N, Filament de Nernst. -

P, Plate-forme du _{prisme. - p,} Prisme de sel gemme. - R, Rhéostat du filament de Nernst. -

R’, Rhéostat permettant un réglage précis du courant dans la lampe

pyrométrique. -

S, Socle du _{spectrographe. -} T, Spectropyromètrv. - Z, Pile _{thermoélectrique.}

Graphique 4.

TABLEAU 1. -

Lampe

68

ne _pas

_reproduire

les courbes de

_température

qui

sont

analogues à

celles de la

_{première lampe,}

_j’ai

_porté

sur ce

_tableau,

en

_plus

des nombres

déjà

indiqués,

la

valeur de la

_{température,}

mesurée au

spectropyro-Graphique 2.

mètre,

pour

chaque

intensité utilisée. J’ai été

obligé,

dans le cas de la seconde

_lampe,

d’arrêter les mesures

à

0,34

ampère

par suite d’une

désagrégation partielle

du filament

_qui

_{m’a fait craindre que les} mesures ne

soient

_plus

ensuite

_comparables.

Les nombres

_qui

figu-rent dans

_le

tableau III conduisent aux courbes du

gra-phique

3.

Les

_{graphiques 2}

et

3,

quoique correspondant

à des

lampes ayant

des

_régimes

de fonctionnement très diffé-rents montrent une

_parenté

très

_{marquée. Quelle}

_que soit l’intensité traversant le

_filament,

il existe un

maximum très accusé et la fraction

_d’énergie

émise entre 1

_{et 4 p}

est

_{considérable;}

différentes

_dépressions

se

_{produisent, principalement}

aux environs de

2,7 p.

et

4,1

li tandis que vers

_{6 ~J.}

se trouve un minimum.

Dans le travail

_déjà

_cité,

Coblentz

_signale

l’existence d’une émission très faible vers _{6 kt,} mais seulement

pour des filaments très

poussés;

dans ce cas, les

di-verses

_{dépressions disparaissent complètement}

de la

courbe. Par contre, pour les intensités un _peu

infé-rieures à l’intensité normale de

fonctionnement,

il

indique

vers

_{6 ~}

un maximum très

_marqué

_que

_je

n’ai

jamais

obtenu ;

ce maximum était vraisemblablement

dû à la

_présence,

dans les filaments

_qu’il

utilisait,

de corps

qui

n’existaient pas dans ceux

_qui

ont servi à

mes

_{expériences.}

Graphique 3.

D’une

_façon

_générale,

_{j’ai toujours}

évité

_d’employer

une intensité

_supérieure

à l’intensité normale de

façon

à réduire les

_risques

d’une

_{désagrégation}

du filament

préjudiciable

à la constance de la

_lampe.

Dans le

cas du filament de

0,8

_{ampère, j’ai}

_pu

reproduire,

avec cette intensité et à de très

_longs

intervalles la courbe A du

_{graphique 2}

avec de faibles erreurs

dues seulement aux

_réglages

des

_appareils.