Reponses dans l'ultraviolet lointain de photomultiplicateurs recouverts de poudres fluorescentes

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Submitted on 1 Jan 1952

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Reponses dans l’ultraviolet lointain de

photomultiplicateurs recouverts de poudres fluorescentes

Simone Robin, Vladimir Schwetzoff

To cite this version:

239

LETTRES

A

LA

REDACTION

REPONSES DANS L’ULTRAVIOLET LOINTAIN DE PHOTOMULTIPLICATEURS RECOUVERTS

DE POUDRES FLUORESCENTES Par Mme SIMONE ROBIN et M. VLADIMIR

_SCHWETZOFF,

Laboratoire de

_{Physique-Enseignement}

de la Sorbonne.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME

_13,

AVRIL

_lDä2,

La

_{spectrophotometrie photoélectrique}

dans l’ultra-violet lointain

peut

se faire _{soit par}

_{photoemission}

directe,

soit par la m6thode de fluorescence.

La

_premiere

m6thode necessite des

_r6cepteurs

(cellules

ou

_{multiplicateurs)}

a fen6tres

_{transparentes}

dans cette

_{region [1,}

2, 3,

4].

La deuxieme

m6thode,

moins

directe,

consiste à recevoir la lumi6re ultraviolette sur une couche fluorescente et a faire

_agir

la lumi6re de fluorescence

sur un

_{r6cepteur photoélectrique}

commercial,

sensible seulement au visible ou au

_proche

ultraviolet

_{[5, 6].}

11 est _{int6ressant de comparer} ces deux m6thodes et d’en tirer des

_{renseignements}

sur les

caract6ris-tiques

de l’ensemble

_{source-appareil}

dispersif-récep-teur. Nous consid6rerons done ici les resultats obtenus d’une

_part

_{par la methode de fluorescence} avec des

multiplicateurs

E. M. I. et d’autre

part

avec un

multiplicateur

d’61ectrons construit par l’un de

nous

_[4].

Le

_{multiplicateur}

E. M. I. utilise a un

facteur de

_{multiplication}

de

3,5.107

et un courant d’obscurite de 2 . 10-8 A sous 160 V :

_etage.

Les

mesures sont faites a l’aide du monochromateur a vide

_deja

decrit

_[5]

avec une

_lampe

a

_hydrogene

en

quartz

d6bitant 800 mA et a fen6tre de

_fluorine;

la

_largeur

de la fente

_correspond

a

10 A,

le

fais-ceau subit une reflexion

à 45°

sur un miroir entre la fente d’entr6e et le

r6seau,

qui

est du

_type

alu-minium sur verre.

La courbe de la

_figure

I est la courbe de

_r6ponse

brute du

_{multiplicateur}

jusque

dans le visible. Sur la

fignre

2 la courbe 1 est la

_r6ponse

brute du

_{multiplicateur place}

directement derri6re la fente de sortie du monochromateur

_(en

faisant le vide

entre la fente de sortie et le

_{multiplicateur).}

Nous constatons un faible maximum de fluorescence du

verre a 1608 31 et il subsiste a 1000 A

_{(c’est-a-dire}

lorsque

la fen6tre de la

_lampe

ne laisse

_plus

rien

_passer)

une diffusion de 6. 10-8 A. Cette diffusion est due a la tres

_grande

sensibilite de ce

_{multiplicateur}

autour de 4 ooo 3k et a la diffusion du reseau

_(notre

reseau

pr6sente quelques

plages

diffusantes tres caractérisées

et il ne nous a _{pas ete}

_possible

de nous _procurer un

reseau absolument satisfaisant

_{jusqu’ici).}

La courbe 2 est la

_r6ponse

du

multiplicateur

avec une fenetre de

_quartz

derrièrc la fente de sortie. Il

_apparait

une

_légère

_pointe

de fluorescence a 1 60S 31. La courbe 3 est la

_reponse

du

_{multiplicateur}

aye

du

_salicylate

de Na

_depose

directement sur le verre

supportant

la cathode. Lc

_rapport

j"

_(Ill’

courant utile a 1608

_A;

_Id,

lumère

_diffus6e)

est de 20 alors

Fig.

i.

Fig. 2.

240

qu’il

est de

₂₅₇

₍₁₎

_{pour notre}

_{multiplicateur}

a fenetre de

_{quartz souflle,}

en élnission directe. On voit done que notre

multiplicateur

donne des résultats bien meilleurs que la m6thode de fluorescence dans l’ultra-violet lointain.

Enfin,

la courbe 4 donne la

_{r6poiise apres}

reflexion

sur une couche

_6paisse

de

_salicylate

de Na

_plac6e

à 45°.

Cette m6thode

_pr6sente

le

_{grand avantage}

d’etre

_{reproductible}

contrairement aux mesures faites par transmission a travers le

_depot

qui

dependent

beaucoup

de

_{1’epaisseur}

de la couche. Dans cette

m6thode,

la

_poudre

fluorescente renvoie

egalement

la lumi6re de diffusion de courte

_longueur

d’onde mais de cette

maniere,

nous ameliorons sensiblement notre

rapport

_qui

_prend

la valeur 55. A titre de

comparaison,

un

_{photomultiplicateur}

IP 28 de la R. C. A. donne

l" = I o

dans ces memes conditions. Nous voyons une _coupure

_brusque

vers

3 3oo

c’est-a-dire a la limite de

_transparence

du verre et

un maximum vers 3 goo 3%. Avec les substances

fluorescentes utilis6es

_jusqu’ici,

nos résultats montrent

qu’il

est

_plus

int6ressant d’utiliser dans la

_region

de

Schumann,

la

_{photoemission}

directe. En

_outre,

nous avons observe que le

salicylate

de Na est de loin le meilleur écran

_fluorescent,

ce

_qui

est conforme

aux résultats r6cents

_publi6s

ailleurs

_[6].

[1]

SCHWETZOFF V. et ROBIN Mme S. 2014 C. R. Acad.

Sc.,

1950,

230,

1759.

[2]

DUNKELMAN L. et LOCK C. 2014 J.

Opt.

Soc. Amer.,

1951,

41, 802.

[3]

SCHWETZOFF V. et ROBIN Mme S. - C. R. Acad. Sc.,

1952,

234, 316.

[4]

SCHWETZOFF V. et ROBIN Mme S. - C. R. Acad. Sc.,

1952, 234, 426.

[5]

ROBIN Mme S. et VODAR B. 2014 J.

Phys. Rad.,

1951,

12, 634.

[6]

JOHNSON F. S., WATANABE K. et TOUSEY R. 2014 J.

Opt.

Soc. Amer.,

1951, 41, 702.

(1)

Ordre de

_{grandeur précédemment indiqué [4]}

comme

égal

à 100.

Manuscrit reçu le 27 février

1952.

SUR LE NOMBRE EFFECTIF DES

ÉLECTRONS

LIBRES DANS L’ALUMINIUM

Par F.

ABELÈS,

Institut

_d’Optique,

Paris.

Nous nous proposons de montrer que

quelques-unes des

_{propri6t6s physiques}

de 1’aluminium

s’ex-pliquent

bien en

_supposant

_qu’il

ne

_comporte

_{que des}

electrons

libres,

c’est-a-dire en

_prenant

_pour ce

metal le modele le

_{plus simple possible.}

_Nous

suppo-serons _que l’aluminium est trivalent dans 1’6tat

m6tallique.

11 y a au moins trois raisons en faveur de cette

_{hypothèse :}

1° dans les structures des

_alliages

determinees par la loi de

Hume-Rothery,

il contribue

toujours

avee trois electrons ;

203BF dans la variation de la resistance

_electrique

des

alliages

contenant

_{Cu, Ge, Zn, Ag,}

Cd et

_Mg,

il

contribue,

suivant la

_r6gle

de

Linde,

avec

2,5

electrons par atome

[1];

3° la

_largeur

de la distribution de Fermi d6duite de 1’6mission _{des rayons X} mous est en accord avec

cette

_{hypothèse [2].}

L’idée que 1’aluminium est un metal a electrons libres nous a ete

_suggérée

_{par les} mesures des fac-teurs de reflexion entre

0,4

et _{1:.1. que} nous avons

effectuees sur _{des couches opaques de} ce metal

eva-por6es

dans le vide. Nos resultats concordent

parfai-tement avec ceux _{obtenus par}

_{O’Bryan [3]}

et Hass

_[4]

sur _{des couches opaques}

_evaporees

et 6tudi6es sous

vide entre

0,405

et

0,644

a. La variation de l’indice

de réfraction

_complexe

n - ik avec la

_longueur

d’onde est bien

_representee

_par la formule de

_{Drude, qui}

suppose les electrons libres et tient

_compte

de leur libre parcours

fini,

formule que Fen retrouve aussi dans la theorie

_quantique

des métaux

_[5].

Cette for-mule n’introduit que deux

param6tres ),o

et

I.,;

et,

6tant donne

_qu’ils

suffisent pour

representer

les variations de n - ik avec i, dans un intervalle

assez

large,

ceci nous

_parait

en faveur de

_{l’hypothèse}

que

nous _proposons. On obtient pour

J, 0

et

1B,:

les valeurs suivantes :

On voit que les deux series de mesures donnent sensiblement la _{meme valeur pour}

_’i,,.

On en deduit

qu’il

y a un nombre effectif neff = ₂ d’electrons

libres par

atome,

autrement dit

_chaque

electron de valence se

_comporte

comme s’il etait libre et avait

une masse effective

qui

serait

1,5

fois la masse d’un electron.

_{Théoriquement,}

""-::

est relie au _{libre parcours}

moyen, c’est-a-dire a la conductibilité

6lectrique

a,

par la relation J

c

en u. e. _s., ou c = 3. 101

cm.s-1,

2 A 0

mais la valeur d6duite des mesures

_optiques

est environ I2 fois

_plus

faible que celle d6duite des

mesures en courant continu sur le metal massif. On constate aussi _{que les} deux valeurs de

),,

que

nous avons calcul6es different entre

elles,

probable-ment parce que cette

quantite

est

_plus

sensible aux

erreurs de mesure. 11 aurait ete int6ressant de connaitrc les résistivités des couches 6tudi6es

_optiquement,

De toute

façon,

c’est un fait a _peu

_{pres général}

que la valeur de z d6duite des mesures

_optiques

est

tres inférieure a celle

_qui

est mesurée

électriquement.

La mesure du facteur de reflexion de couches

6paisses

d’aluminium pour

4oo

A 4 400 A

_[6]

donne des resultats

_qui

sont en assez bon accord avec les

_previsions

de la th6orie. En

_particulier,

1’aluminium est

_transparent

_pour

_AAol.

La mesure des chaleurs

_sp6cifiques

aux basses

temperatures

[7]

rnontre que, si l’on suppose 1’alu-minium

trivalent,

les electrons se

_comportent

comme

s’ils 6taient libres et avaient une masse effec-tive

_1,61

I fois la masse

_{6lectroiiique.}

Ce resultat est