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Nouvelles recherches sur quelques spectres d’étincelle dans la région de Schumann
Léon Bloch, Eugène Bloch
To cite this version:
Léon Bloch, Eugène Bloch. Nouvelles recherches sur quelques spectres d’étincelle dans la région de
Schumann. J. Phys. Radium, 1925, 6 (4), pp.105-120. �10.1051/jphysrad:0192500604010500�. �jpa-
00205183�
LE JOURNAL DE PHYSIQUE
ET
LE RADIUM
NOUVELLES RECHERCHES SUR QUELQUES SPECTRES D’ÉTINCELLE
DANS LA RÉGION DE SCHUMANN par MM. LÉON et EUGÈNE BLOCH.
Sommaire. 2014 Nous avons repris l’étude des spectres d’étincelles métalliques dans la région de Schumann (1850 à 1300 angstroms) et, grâce à divers perfectionnements expéri- mentaux, nous avons obtenu des clichés beaucoup plus détaillés que ceux dont il a été fait état jusqu’à ce jour.
Nous disposons actuellement de deux spectrographes à prisme de fluorine, l’un qui est
l’appareil déjà décrit dans ce Journal en 1921 et qui a servi à nos précédentes recherches, l’autre qui est d’un type très voisin, mais dont la fluorine est incolore et presque dépour-
vue de fluorescence. Ce dernier appareil donne des clichés exempts de voile. Il a servi surtout à l’étude de la région des longueurs d’onde relativement grandes (1950 à 1300 ang- stroms). le premier étant utilisé en général pour la région de Schumann extrême.
Grâce à l’emploi d’une fente très fine et à la bonne qualité des pièces optiques, on
obtient des clichés qui se prêtent à des mesures précises, même lorsqu’ils comportent,
comme c’est souvent le cas, des centaines de raies sur l’étendue de quelques centimètres.
Des raies nouvelles très nombreuses ont été découvertes dans divers spectres d’étincelle
publiés précédemment. Plus fréquemment encore, des raies déjà signalées ont été dédou- blées ou détriplées en composantes distinctes. La physionomie de ces spectres se trouve ainsi complètement changée, et il a semblé nécessaire de publier de nouvelles listes de
raies, s’étendant beaucoup plus loin que les anciennes du côté des courtes longueurs d’onde
comme du côté de l’ultraviolet ordinaire. Parmi les spectres d’étincelle qui ont été repris et complétés de la sorte, nous publions ici ceux du fer, du nickel, du cobalt, du cuivre, de l’argent, de l’or et du platine.
D’autres spectres à raies nombreuses n’avaient jamais été étudiés dans la région de
Schumann. Nous publions, à titre d’exemples, les spectres entièrement nouveaux du tung- stène, du manganèse et du chrome (1).
Certaines raies de l’azote et certaines raies métalliques apparaissent comme spontané- ment renversées sur nos clichés, et cette circonstance peut présenter de l’intérêt au point
de vue de la classification spectrale.
Les mesures de longueurs d’onde ont été faites pour chaque métal sur plusieurs clichés,
en procédant par interpolations hyperboliques entre des raies étalons. A la différence de
nos anciennes mesures qui étaient rapportées aux raies étalons de l’hydrogène données
par Lyman, nous avons adopté maintenant comme étalons primaires les raies du carbone de Siméon et de Hopfield et Leifson, ainsi que certaines raies de l’azote. Nous avons utilisé
comme étalons secondaires les raies de l’aluminium, soigneusement repérées par rapport
aux étalons primaires. Il subsiste malheureusement sur la valeur absolue de ces derniers
une incertitude assez grande pouvant atteindre 0,2 angstrom. Nos résultats se trouvent donc entachés, en valeur absolue, de la mème imprécision. Mais les intervalles des raies se
mesurent sur nos clichés avec une exactitude atteignant aisément quelques centièmes d’angström. Aussi avons-nous jugé nécessaire de donner les nombres avec deux décimales.
La mise en valeur de nos mesures serait considérablement accrue par l’emploi d’étalons plus précis.
SéRIE VI. TOME VI. AVRIL 1925 N. 4.
i. Introduction. - Depuis la publication de notre travail sur la spectroscopie de la - région de Schumann (2), l’étude de l’ultraviolet extrême a fait de rapides progrès, surtout en Amérique, principalement sous l’influence de Millikan et de ses collaborateurs. Ces physi-
ciens utilisent, suivant la technique de Lyman, des spectrographes à réseau dans le (1) Depuis la rédaction de ce mémoire, nous avons eu connaissance d’un travail de LÀrîG [Phil.
t. 224 (1924), p. 371] où sont étudiés, entre autres, les spectres du manganèse et du chrome. Nous y revien- tirons, à propos de l’étude particulière des divers éléments.
(2) LÉox et EUGÈSE BLOCH, Journal de I’hysique et le Hadiunz, t. 2 (i 921), p. 229.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192500604010500
vide. Ils ont réussi à étendre très llotablement divers spectres vers les petites longueurs
d’onde et ont obtenu dans ce domaine, qui confine à celui des rayons X, toute une série de
résultats importants.
Nous avons poursuivi, de notre côté, l’étude de la région de Schumann proprement
dite (1850 à 1300 1), en utilisant des appareils à prisme et à lentilles de fluorine du tLype que
nous avons précédemment décrit. Ces appareils, dont la portée est limitée du côté des très
petites longueurs d’onde par l’absorption de la fluorine, ont, dans leur domaine d’utilisation, l’avantage d’une luminosité bien supérieure à celle des appareils à réseau, surtout si l’on a soin d’associer au prisine, comme nous le faisons, des lentilles à court foyer.
nous avons pu, par une amélioration méthodique de nos montages, obtenir des clichés cl’une finesse satisfaisante, de sorte que nos appareils se trouvent particulièrement bien adaptés à l’étude ,détaillée des spectres qui présentent, dans la région de Schumann, un grand llolnbrc de raies, même si cos raies n’ont qu’une intensité modérée. Nous avons été amenés ainsi à reprendre complètement l’étude des spectres d’étincelle à raies nombreuses, et à constater que les descriptions qui en ont été faites jusqu’à ce jour n’en fournissent
qu’une image très ilnparfaite. Le mémoire actuel est destiné il donner les indications essen-
tielles sur les progrès accomplis et sur les résultats obtenus.
°
2. Dispositifs expérimentaux. - Nous disposons actuellement de deux spectro- graphes à prisme de fluorine, du type bien connu qui comporte une déviation constante de 90 degrés. Le premier est celui qui a été décrit en détail dans notre mémoire de 19~i. Le
prisme, qui est cl’uzle seule pièces, est taillé dans un morceau cle fluorine dont la transpa-
rence s’est montrée satisfaisante jusque vers la longueur d’onde 1300 angstrOlTIs. ::B1alheu-
reusement la fluorine de cet appareil possède une légère fluorescence bleue, qui, lorsqu’on
étudie certaines sources ultraviolettes, amène un voile assez rapide des plaques photogra- phiques, et empêche par suite de polnser aussi loin qu’il serait désirable l’étude d’un cer-
tain nombre de spectres.
Le second appareil, construit plus récemment (1), est, dans son ensemble, tout à fait
pareil au précédents. Grâce à l’obligeance de M. Friedel, Professeur à l’Université de Stras-
bourg, qui a bien voulu nous céder itii bel échantillon de fluorine incolore appartenant à la
collection de minéralogie de son laboratoire, nous avons pu faire tailler les pièces optiques
de cet appareil dans une matière à peu près dénuée de fluorescence. Malheureusement, nous
ne disposions que de cette seule matière première pour la réalisation des deux lentilles et du
prisme, de sorte que ces pièces ont du être réduites à de très petites dimensions. Les len-
tilles, de 13 millimètres de diamètre seulement, ont le même foyer que clans l’appareil de
1921 (10 centimètres environ poux la longueur d’onde 1500 À). Le prisme a dû être formé de trois parties, assemblées par collage sur une même base de verne, à savoir deux prismes de
fluorine de 30 degrés et un miroir en métal des miroirs, destiné à fournir la réflexion qui
doit séparer les deux réfractions. Ce montage a le double avantage d’éconoluΣer la matière
transparente et de diminuer l’épaisseur traversée par les rayons. Par contre, il a le gros inconvénient d’ajouter aux pertes par réflexion sur les faces d’entrée et de sortie les pertes analogues sur les trois faces intermédiaires. La réflexion totale habituelle est reln.placée par
une réflexion sur le inétal des miroirs qui est particulièrement nuisible : on sait en effet combien le pouvoir réflecteur des métaux laisse à désirer dans l’ultraviolet de courte lon- gueur d’onde. Néaninoins nous avons pu, avec cet appareil à luminosité nécessairement
réduite, obtenir de bonnes photographies jusque vers 1400 angstrôms avec des temps de
pose qui ne dépassent jamais une quinzaine de minutes. Notre ancien appareil, à prislne
d’une seule pièce et à ouverture plus grande, a une rapidité trois oll quatre fois supérieure.
Signalons en passant que nous avons fait aussi des essais assez prolongés avec un prisme de fluorine du type Féry à faces courbes, adossé à un miroir de mercure. Ce prisme,
d’assez grandes dimensions (7 cm sur 3 cin), est équivalent à un prisme ordinaire de 60 degrés, Il est calculé de manière à être utilisé pour une incidence oblique et une émer-
(1) Comme pour le précédent, les pièces optiques ont été taillées par la maison Johin et Yvon, et les organes
mécaniques ont été construits par ;I. Babel, mécanicien du Laboratoire de Physique de 1’1,"cole Normale
supérieure.
~genre normale : 1"eni-eloppe métallique qui le contient est formée d’un large tube (le laiton muni d’un prolongement latéral soudé sons l’angle convenable et portant la fente. Le foyer
de 1 appareil est (l’enB-iroii 1 mètre. L’ensemble (ILl montage ressemble tout àfnit à ci1 un réseau concave de 1 mètre de rayon utilisé sous l’élllergence normale. Les essais réalisés ont
simplement permis constater que l’on pouvait photographier les spectres jusqu’à une
limite de L)00 à an moins. Ce résultat présente un intérêt parle renseignement qu’il
fournit sur le pouvoir réflecteur du mercure dans t ultraviolet de Schumann. Les essais ont été momentanément interrompus, surtout à de la médiocre qualité (les images obte-
nues : le prisme présente plusieurs cassures intérieures qui ont sans doute provoqué des irrégularités dans la taille des surfaces et qui nécessiteraient quelques retouches. Le (lispo-
sitif nous paraît cependant intéressant et très digne d’être repris.
La marche des expériences est toute semblable à celle qui a été décrite en I 9~1. La prin- cipale modification a consisté à remplacer, dans l’ampoule à étincelles, le courant d’hydro- gène précédemment employé par un courant d’azote. Ce gaz provient d’une bouteille de gaz
comprimé industriel. Il est privé d’oxygène par passage sur une longue colonne de fil de cuivre chauffée dans un four électrique, puis desséché par de l’anhydride phosphorique. La
colonne d’azote sous la pression atmosphérique qui est interposée entre l’étincelle étudiée et la fenêtre de fluorine du spectrographe à vide a une longueur de 3 centimètres environ.
Bien que, d’après Lyman, l’azote possède un léger pouvoir absorbant dans la région de Schumann, l’interposition (le cette couche de gaz ne paraît pas avoir apporté de perturba-
tion sensible dans nos expériences. 011 a de plus d’obtenir invariablement avec -une grande intensité les deux doublets bien connus due l’azote situés vers 1742 et IA92
angstrüms, ce qui fournit, comme nous le verrons, des repères spectroscopiques importants.
Lors de la publication de nos précédents travaux on ne trouvait pas encore dans le coin-
inerce des plaques photographiques sensibles pour la région de Schuinann. Aussi avisons-
nous été obligés de fabriquer nous-mêmes les plaques nécessaires en suivant la technique
bien connue de Schumann. Depuis cette époque la maison Illlger a entrepris la fabrication (les plaques Schumann, et nous avons utilisé systématiquemenl les produits très satisfaisants
de cette Inaison.
Nous signalons ici un détail expérimental qui nous a beaucoup gênés et qui, lorsqu’on
n’en est pas averti, risque de provoque dans ce genre de recherches de fréquentes pertes
de temps. Nous avons constaté souvent que notre appareil paraissait devenir, avec le temps,
(Ic plus en plus absorbant pour les longueurs d’onde les plus faibles. Il apparaissait évi- demment, sous l’influence des étincelles utilisées comme sources lumineuses, une substance
absorbante qui affaiblissait l’intensité des clichés. Après bien des recherches, nous avons
reconnu que cette substance était un dépôt, dont la nature nous demeure inconnue, qui se
foi>inait sur la face interne de la fenêtre de fluorine servant de fermeture au spectrographe,
face tournée du côté du vide et du côté opposé à l’arrivée de la lumière. Ce dépôt, peut être
attribuable à une action chimique de la lumière sur certains carbures d’hydrogène (cire ser-
vant à coller la fenPtre de fluorine ou autre carbure) était absolzijïleîlt invisible, de sol’te que
la transparence apparente de la fenêtre ne se trouvait nullement altérés. Nous avons fait
disparaître entièrement cet inconvénient en démontant et en nettoyant fréquemment su)-
ses faces la lame de fluorine (lavages à la benzine).
Il est certain que, malgré cette précaution, nous n’éliminons pas entièrement toute
absorption sur le trajet des rayons. Certains métaux paraissent dégager des gaz sous l’influence des décharges électriques, et nos clichés nous ont souvent paru présenter, dans
certaines régions, des traces d’absorption avec maxima plus ou moins nets. Aussi les indi- cations d’intensité que nous donnerons dans nos listes doivent-elles être considérées comnie
essentiellement qualitatives et sont-elles destinées surtout à faciliter l’identification des raies aux expérimentateurs qui pourront être amenés à utiliser nos résultats.
3. Choix des étalons de longueur d’onde et calcul des clichés.
-Une des
grosses difficultés que l’on rencontre dans les mesures de longueurs d’onde du genre de
celles que nous avons effectuées réside dans le choix des longueurs d’ollcle étalons. Les seuls
étalons utilisables lors de nos précédentes publications étaient les raies du spectre de
l’hydrogène, mesurées au réseau par Lyman au cours de ses belles recherches. Depuis cette époque, plusieurs physiciens ont fait des mesures du même genre portant sur d’autres élé- ments avec une exactitude qui paraît un peu plus grande. Nous avons utilisé les longueurs
d’onde des raies du carbone déterminées avec beaucoup de soin par Simeon(’), et aussi les
mesures de Hopfield et Leifson (‘~), qui ont porté surtout sur le carbone et sur l’azote.
La liste des longueurs d’onde que nous considérons pour le moment comme pouvant
servir d’étalons primaires est celle qui est donnée dans le tableau I. Elle comprend, outre les raies dont il vient d’être question, trois raies de l’aluminium de longueurs d’onde plus :grandes. La seconde colonne renferme le symbole de l’élément auquel la raie appartient, la
troisième le nom de l’auteur auquel la mesure est empruntée. Tous les nômbres sont don-
nés en unités internationales et réduits au vide.
’
TABLEAU 1.
Ce tableau appelle quelques remarques. Eu premier lieu, parmi les raies indiquéesé plusieurs appartiennent à des groupes de raies très voisines de la raie adoptée. Celle-ci a ét,
choisie soit à cause de son intensité qui permet de l’obtenir plus aisément que ses voisines, soit au contraire à cause de sa finesse qui permet de la pointer avec une grande précision.
Ce dernier cas se présente, en particulier, pour la raie 1858,13 de l’aluminium, que nous avons
préférée aux raies beaucoup plus fortes qui l’avoisinent immédiatement. Les deux raies de l’azote qui figurent dans la liste font partie, chacune, d’un doublet de raies assez voisines.
Le premier doublet
-1742,81 l~) est formé de deux raies d’intensités compa-
rables, qui ne nous sont jamais apparues renversées, et dont le pointé est à peu près équi-
valent. Le second, au contraire, apparaît invariablement, sur tous nos clichés, comme spon- tanément renversé. I,a raie 1~9~,63 est la moins intense et le pointé du centre blanc de cette raie renversée fournit un repère spectroscopique excellent. La seconde, plus intense, pré-
sente un renversement plus accentué, quelquefois compliqué par l’apparition d’une raie
noire très fine dans la région de renversement (double renversement ou satellite de la raie
principale). Aussi avons-nous préféré la première raie comme étalon.
La précision avec laquelle sont connues les valeurs absolues des longueurs d’onde éta-
lons est malheureusement insuffisante. En s’en référant aux mémoires des auteurs précités,
on constate que, si les deux premières raies du tableau sont connues à quelques centièmes dangstré>m près, il n’en est pas de même pour les autres. Il peut subsister, pour l’ensemble de ces dernières, une incertitude atteignant 0,2 angstrôm. Cette circonstance impose la
même limite à la précision absolue de tous les nombres qui seront donnés dans ce mémoire.
Elle est d’autant plus regrettable que la finesse de nos clichés est suffisante pour permettre
de déterminer les différences de longueurs d’onde de raies voisines avec une précision attei- gnant et dépassant même souvent le dixième d’angstrom. Aussi avons-nous été amenés à donner tous nos nombres avec deux décimales : il est impossible autrement, pour les
spectres à raies nombreuses qui seront décrits plus loin, de reproduire avec quelque fidélité
la physionomie de régions étroites à raies rapprochées. S’il s’agit seulement de connaître les de longueurs cl’onda de raies assez voisines, nos nombres peuvent être utilisés
avec leurs deux décimales et les résultats obtenus seront souvent’exacts à quelques cen-
(1) SiMEON, Proc. Soc., t. 102 (1922), p. 484 est t. 104 (19--13), p. 368.
(2) IIOPFIELD et LEIFsoN, J., t. 58 (1923), p. 59. ,
109
tièmes d’angstrôm près. Il serait très souhaitable que des étalonnages nouveaux et plus pré cis, fondés, par exemple, sur une méthode interférentielle, vinssent nous fournir des nombres qui permettraient de tirer de nos clichés tous ce qu’ils peuvent donner.
Les étalons primaires qui constituent la liste précédente sont un peu trop espacés pour- suffire à tous les besoins, et il y a lieu de les compléter par l’emploi d’étalons secondaires- convenablement répartis. Nous avons choisi, pour constituer les étalons secondaires, les
raies de l’aluminium, et aussi, mais d’une manière accessoire, les raies du zinc.
Les raies de l’aluminium ont été comparées aux étalons avec le plus grand soin. A cet,
effet nous avons utilisé quatre clichés distincts. Trois d’entre eux ont été mesurés chacun
cinq fois, et les calculs ont été faits, pour chaque cliché, sur la moyenne des cinq mesures. Les quatrième, qui nous paraissait le meilleur, a été soumis à quatre séries de mesures succes-
sives, comportant chacune cinq passages à la machine à diviser. Il a donc fourni quatre"
listes de longueurs d’onde dont on a pris la moyenne. Celle-ci a été combinée avecles résultats- des autres clichés. Pour éliminer autant que possible les erreurs instrumentales, ces mesures
ont été faites au moyen de trois machines à diviser différentes. Les calculs ont été faits par
interpolations hyperboliques entre les raies étalons, au moyen d’une formule de Cornu- Hartmann. On peut espérer que les résultats moyens ainsi obtenus fournissent des étalons secondaires dont la précision n’est pas très inférieure à celle des étalons primaires. Dans la~
liste qui suit, et qui contient quelques-uns des résultats, nous n’avons conservé qu’un petit
nombre de raies particulièrement faciles à pointer, en éliminant volontairement d’autre,- raies, souvent plus intenses. Nos étalons secondaires ont toujours été pris dans les raies des
cette liste :
De toutes les raies de ce tableau, la plus intense de beaucoup est la raie 1 ti-i 0, 58 t. Elle-
serait d’un pointé difficile si elle ne présentait la particularité intéressante d’ètre toujours spontanément renversée, particularité qui n’a pas encore été signalée à notre connaissance.
Le pointé du centre blanc de la raie renversée se fait avec une grande exactitude. On voit que la longueur d’onde que nous avons été conduits à attribuer à cette raie concorde prati- quement avec la longueur d’onde ~(~’7U,6 proposée par Lyman. Nous ne croyons pas pouvoir conserver la valeur 1670,98 qu’a proposée en s’appuyant sur la considération des séries spectrales, et que nous avions adoptée dans notre mémoire antérieur. C’est là une des raisons qui expliquent que beaucoup de nos nombres actuels soient inférieurs de 0,lS
.angstrüm environ aux nombres précédemment publiés.
En utilisant les étalons primaires et secondaires dont il vient d’être question, nous dis- posions d’éléments suffisants pour le calcul des autres raies. Comme quelques-uns de nos
anciens clichés avaient été faits par comparaison avec les étalons du zinc et de l’étain, nous
avons redéterminé quelques raies de ces métaux avec les nouveaux étalons et par les mêmes méthodes. Nous nous sommes ainsi trouvés en possession d’un système complet d’étalons
auxiliaires.
Chacun des corps étudiés a donné lieu à quatre ou cinq séries de mesures, faites sur
autant de clichés différents. Le tungstène seul n’a été Inesuré- que sur trois clichés. L’un de
nos appareils était mis au point dans la région des longueurs d’onde relativement grandes comprises entre 1950 et 1500 angstrüms. Le second était réglé au contraire pour les lon- gueurs d’onde plus faibles comprises entre 1600 et 1400 angstrôms. Au-dessous de 1400 Á"
la mise au point de cette seconde série de clichés est moins satisfaisante, de sorte que, dans les listes qai suivent, les résultats relatifs à cette région extrême doivent être regardés comme
un peu moins précis et moins complets que les autres. Ils ne constituent en réalité qu’une première approximation, l’incertitude sur les valeurs numériques pouvant atteindre une-
fraction importante d’angstroln.
Chaque cliché a été mesuré au moins trois fois, et les calculs ont été faits sur la moyennes des nombres obtenus. Ces calculs ont utilisé systématiquement les interpolations hyperbo- liques, dont les résultats paraissent supérieurs à ceux des interpolations linéaires aussitôt clue les raies étalons ne sont pas très rapprochées. l,orque les clichés relatifs à un même métal- présentent une partie commune, on a toujours pris la moyenne des nombres obtenus pour tous les clichés. Nous avons tenu, pour la plupart des éléments étudiés, à prolonger
nos mesures du côté des grandes longueurs d’onde, jusque dans la région voisine de 1950 angstrôms, de manière à raccorder, lorsque cela était possible, nos mesures, actuelles
aux mesures faites antérieurement dans cette région avec des appareils très dispersifs à prismes de quartz. Ces mesures anciennes, qui s’arrêtent vers la longueur d’onde
1850 angstrôms, sont dues à nous-mêlnes (1), à et à Takamine et Nitta 13). Les
nombres qu’elles ont fourni peuvent prétendre à une exactitude due quelques centième d’angstrôm. avions-nous là un précieux contrôle de notre méthode d’interpolation et
de la valeur même de nos nouvelles mesures dans cette région. Nous avons presque inyaria- blement obtenu un accord tout à fait satisfaisant avec les nombres anciens : les écarts restent généralement inférieurs au dixième d’angstrÜl11, résultat remarquable si l’on réflé- chit que dans ce domaine la dispersion apparente sur nos clichés actuels n’est que de 18 angstrüms par millimètre, alors qu’elle s’élève à 7 ou 8 angstrôms, par millimètre pour les longueurs d’onde voisines de 1300 angstrôms où commence à se manifester l’absorption
de la fluorine. Nous pensons que notre méthode do calcul est légitime a fortiori pour cette
région de grande dispersion.
4. Résultats. - Les éléments dont nous avons étudié les spectres d’étincelle sont les suivants : fer, nickel, cobalt, tungstène, manganèse, chrome, cuivre, argent, or, platine.
Nous allons donner la liste des raies obtenues pour chacun d’eux, et l’on trouvera, dans les paragraphes réservés à chaque métal, les particularités qui méritent d’être signalées. Nous
rassemblons ici quelques observations de caractère général.
Dans la première colonne de chaque liste figurent les intensités des raies, représentées
par des nombres compris entre 0 et 10. Nous renvoyons à la page 107 pour les remarques rela- tives à la signification purement qualitative de ces nombres. Les raies les plus faibles, qui
sont à la limite de la visibilité dans le microscope de mesure, ont été données avec l’indica- tion d’intensité 00. Dans la troisième colonne de chaque liste sont rassemblées les observa- tions particulières à certaines raies. On y trouvera assez souvent l’indication diff. (diffuse).
Cette indication ne signifie pas quela raie correspondante est réellement une raie diffuse, au sens
que l’on attache à ce mot en spectroscopie. Elle indique le plus souvent la présence d’une
raie double ou multiple que le pouvoir séparateur de notre appareil ne permet pas d’ana-
.
lyser. La colonne « observations
»renferme aussi assez fréquemment le symbole d’un
élément chimique suivi d’un point d’interrogation. Cette indication signifie que la raie
correspondante appartient peut-être à l’élément indiqué et ne figure alors dans le spectre
étudié que comme raie d’impureté. Nous sommes luin de prétendre avoir repéré ainsi toutes les raies douteuses. Dans le domaine, si mal exploré encore, qui fait l’objet du présent mémoire, on ne pourra arriver à cataloguer avec sécurité les raies d’impuretés qu’après avoir
accumulé encore beaucoup plus de documents numériques que nous n’en apportons aujour-
d’hui. Il reste donc possible que beaucoup de raies faibles changent plus tard d’attribution,
bien que nous ayons fait tous nos efforts pour éviter cet inconvénient. Ce travail d’attribu- tion des raies à l’élément auquel elles appartiennent réellement serait grandement facilité si les échantillons de métaux dont on peut disposer possédaient un haut degré de pureté.
Malheureusement, si l’on peut admettre qu’il en est ainsi pour le cuivre et l’argent, il n’en
est pas de même pour les autres corps étudiés, surtout pour le chrome et pour le platine. Les
listes relatives à ces deux éléments auront donc probablement besoin dans l’avenir de cor-
rections assez importantes de ce chef. Nous espérons cependant que dans l’ensemble nos listes (i ) LÉON et EUGÈNE BLOCH, Journal de Physique, t. 4 (1914). p. 622.
Sitziiiigsberichie Akad. t. 123 (1914), p. 1.
TiicA.)11,NE et Menz. Coll. Science, Kyolo tniv., t. 2 (f 91 ’7), p. 111...
111
pourront être conservées et pourront servir de point de départ à la recherche de régularités spectrales dans les spectres d’étincelle.
Nous terminerons ces généralités par une rapide comparaison avec les résultats anté- rieurement publiés. Les listes relatives au tungstène et au chrome sont entièrement nouvelles à notre connaissance (1). Le premier de ces éléments n’a jamais été étudié au dessous de la
longueur d’onde 1 870 où commence notre liste, le second au delà de 2 130, alors que notre liste commence à 19~6 anstr~ms. La liste du manganèse, elle aussi, est presque entièrement ,
nouvelle. Les autres métaux ont déjà été étudiés dans la région de Schumann soit par nous- mêmes, soit par d’autres auteurs dont les travaux seront rappelés à propos de chaque élé-
ment. Nous avons pu, d’une manière générale, non seulement prolonger notablement le domaine antérieurement abordé, mais encore enrichir les listes anciennes d’un nombre considérable de raies nouvelles.
Fer.
Nous avons étudié le spectre d’étincelle de cet élément en 1914 entre les longueurs
d’ondes 1 996 et i 87~ Á (2). C’est là, à notre connaissance, le premier travail de mesure sur
le spectre ultravliolet extrême du fer : il’a été effectué avec un spectrographe à prisme de quartz et des plaques Schumann. Les mesures ont été prolongées quelques années après jusqu’à la limite 1 R401 par Takamine et Nitta (1), utilisant la même méthode. Dans la
région de Schumann proprement dite, les seules mesures qui nous soient connues sont celles
que nous avons données en 1921 (~) (spectrographe à prisme de fluorine dans le vide, étin-
celle dans l’hydrogène), et celles que Millikan, Bowen et Sawyer ont publiées à peu près à
la même époque (J) (spectrographe à réseau dans le vide et étincelles dans le vide). Les quelques indications obtenues avec l’arc au fer par Mac Lennan et Lang en 1919 (6) n’ont guère qu’une valeur qualitative.
Notre liste de 1921, quoique plus riche que celle de Millikan, renferme encore un grand
nombre de raies indiquées comme « diffuses », « très diffuses »,
«difficiles à pointer », etc.
Nous faisions d’ailleurs des réserves expresses sur la précision des résultats. La diffusion
apparente de beaucoup de raies était due à ce qu’elles étaient en réalité doubles ou multiples
et l’on pourra se rendre compte, par comparaison avec la liste actuelle, que les raies réel- lement diffuses sont en réalité peu nombreuses. Sans doute, plusieurs de ces dernières sont
encore multiples.
L’échantillon de fer qui a servi à la production des étincelles était celui qui avait déjà
été employé en 1914 et en 1921. C’est du fer électrolytique très pur que nous devons à l’obli- geance de M. Pierre Weiss : les seules impuretés décelées par l’analyse chimique consistent
en quelques dix-millièmes de P, S, C, Mn. Les raies du phosphore et du soufre ne sont pas
encore connues dans la région de Schumann avec une précision suffisante pour qu’il soit possible de les identifier sur nos listes. Les raies du manganèse sont publiées par nous pour la première fois dans le présent mémoire (voir plus loin). Nous avons indiqué sur la liste qui
suit quelques raies qui appartiennent peut-être à cet élément, et il est possible qu’il faille en ajouter plusieurs autres. Quant aux raies du carbone, elles sont assez peu nombreuses et
connues avec une précision suffisante pour que leur identification ne laisse à peu près aucun
doute. Nous avons obtenu effectivement sur nos clichés, avec des intensités comprises entre
0 et 3, les raies de longueurs d’onde 1 751,79, 1 657,86, 1 657,23, 16~6,70, 1 656,01, 1 561,35, 1 Õ6U,52, 1 560,20, 1 550,87, 1 548,22 A, qui sont très voisines des raies du carbone mesurées par Simeon et qui appartiennent presque certainement à cet élément.
Nous les avons en conséquence supprimées de la liste du fer.
’
(1) Depuis la rédaction de ce mémoire, nous avons eu connaissance d’un travail deLAl’(G- Trans.,
t. 224 (1924), p. 3 îl 1 - où sont étudiés, entre autres, les spectres du manganèse et du chrome. Nous y revien- drons à propos de l’étude particulière des divers éléments.
’(2) LÉox et ELTGi.aE BLOCII, J. Phys., t. 4 (1914), p. 622. Kayser ne semble pas avoir eu connaissance de ce travail dans l’établissement de son tableau du fer (Handbuclt der Spektroskopie, t. 7).
(0) TIKAMI-NE eL luTa, Ileî?t. Coll. Sc. Kyolo, t. 2 (t91.’7j, p. Il
(4) LÉox et EUGÉXE BLOCH, J. Phys., t. 2 (11921), p. 229.
(5) et SAWYER, Astroph. J., t. 53 (1921), p. 150.
(6) MAC et LANG, Proc. Roy. ~Soc., t. 95 (’I919), p. 258.
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Les mesures ont été faites en prenant comme étalons les raies de l’azote et celles de l’aluminium. Le fait que l’on retrouve les raies du carbone de Simeon comme raies d’impu-
retés avec une approximation très satisfaisante constitue une bonne vérification de notre méthode de mesure.
Nickel.
°
Le spectre d’étincelle du nickel a été étudié jusqu’à la longueur d’onde 1853 dans note travail de 1914, déjà cité à propos du fer. Nous étendu dans la région de Schumann jusqu’à la limite 1532,5 dans le travail de 1921. Mac Lennan, Ainslie et Fuller (1) ont étudié
le spectre d’arc de cet élément dans la même région, en 9 919, mais jusqu’à la limite 1650, 1 seu-
lement. Il y a, semble-t-il, une grande similitude entre les spectres d’arc et d’étincelle, ainsi qu’il résulte de la comparaison des nombres que l’on trouvera dans notre mémoire de ~.9~1.
Millikan, Bowen et Sawyer, dans le mémoire cité à propos du fer, font également l’étude
du spectre d’étincelle du nickel. Les raies publiées s’étendent très loin vers les petites lon-
gueurs d’onde, mais la partie de la liste qui correspond à la région de Schumann reste très incomplète.
La liste que nous donnons aujourd’hui, s’étend jusqu’à la limite 1370. Elle renferme
près de six fois plus de raies que celle de 1921, qui était cependant la pius complète qui
f ût connue jusqu’à présent dans la région considérée : environ 270 de nos raies sont nouvelles.
L’échantillon de nickel employé provient de la réduction du nickel-carbonyle. Il nous a
fourni avec une intensité notable les raies du carbone comme raies d’impuretés ; ces raies-
ont été, bien entendu, supprimées de la liste. Il y a sans doute quelques autres raies étran-
gères, mais nous n’avons pas pu les identifier avec certitude, et elles sont probablement
peu nombreuses.
,(1) MAC LENNAN et FULLER, Pyoc. Soc., t. 95 (1919). p. 31
’ ’
115
Cobalt.
Le spectre d’étincelle du cobalt dans l’ultraviolet extrême a été mesuré par nous en 1914 (1) jusqu’à la limite 1873. Takamine et Nitta (2) l’ont prolongé jusqu’a la limite 1828,
dans le travail déjà cité à propos du fer.
°
Dans la région de Schumann proprement dite, nous n’avons connaissance d’aucun autre travail, que celui que nous avons publié en 1921 (1) et qui s’arrête il la longueur
d’onde 1455.
La liste qui suit s’étend de 1882 à 1425. Elle complète et rectifie celle de 1921. Sur les 346 raies qu’elle renferme, 150 environ sont nouvelles. Nous avons supprimé un certain
nombre de raies qui appartiennent certainement au carbone. L’échantillon de cobalt qui
nous a servi est le même qu’en 1914 ; nous le devons à l’obligeance de 31. Pierre Weiss, et il est particulièrement pur. Il est cependant vraisemblable qu’il reste encore dans notre liste
un certain nombre de raies étrangères que nous n’avons pu identifier.
(1) LÉox et ECGÈNE BLOCH, J, Phys., (1914 et 1921), loc. cil.
(2) TAKAMINE et 1ITTA? IOC. CZt.
117
Dans certaines régions, par exemple, vers la longueur d’onde 1565, la liste actuelle est un peu moins riche que celle de 192 L IL faut sans doute l’attribuer aux phénomènes d’ab- sorption qui ont été signalés dans l’exposé général du début et qui ont pu aller, dans certains
cas, jusqu’à faire disparaitre entièrement certaines raies.
Tungstène.
°
Le spectre d’étincelle du tungstène n’a jamais été l’objet d’aucune mesure, à notre connaissance, dans la région de Schumann. Ses raies y sont extrêmement nombreuses, et
nous en donnons la liste,jusqu’à la limite 1453. Vers les grandes longueurs d’onde, nos
mesures se raccordent avec celles que Bayen (1) a publiées récemment dans l’extrême ultra- violet ordinaire et qui s’arrêtent à 1873. Ainsi se trouvent complétés les résultats qui ont déjà fait l’objet d’une note aux Comptes Rendus de l’Académie des Sciences (2).
( 1 ) Cnmptes rendus, t. f80 (1925), p. 5 î.
(2) LÉON et EcGenE BLOCII, C’. R , t. f80 (1925), p. 133.
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Parmi les raies d’impuretés que nous avons rencontrées, il convient de signaler celles
du carbone, qui ont été supprimées de la liste, et aussi un certain nombre de raies qui appartiennent peut-être au fer et qui ont été signalées dans la colonne
«observations o. Il
~est vraisemblablè que nous n’épuisons pas ainsi la liste des raies parasites.
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