Spectre de CO obtenu à l'aide d'une lampe de Schüler. détermination des constantes moléculaires. répartition de l'intensité dans les bandes

231.

SPECTRE DE CO OBTENU A L’AIDE D’UNE LAMPE DE SCHÜLER

DÉTERMINATION DES CONSTANTES MOLÉCULAIRES.

RÉPARTITION DE L’INTENSITÉ DANS LES BANDES.

Par M. BECART,

Département ^de Physique, Faculté des Sciences de Lille.

Résumé. 2014 En prenant ^comme source une lampe ^{à cathode creuse} (lampe ^de Schuler) ^nous

avons obtenu le spectre ultraviolet de CO et avons pu déterminer une nouvelle valeur de B’ et de là une répartition ^de l’intensité dans le spectre que ^nous comparons ^aux enregistrements.

Abstract. - Using ^a hollow cathode lamp (Schüler lamp) ^we have obtained the spectrum ^{of CO}

in the ultraviolet region. ^{We determine the B’ value and we} compare ^the theoretical intensity

distribution with the record given by ^a microdensitometer.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^TOME 26, ^MAI 1965,

1. Introduction.

En vue d’études spectro- scopiques de la haute atmosphère, nous avons été amenés à reprendre l’étude du 3e système positif

de la molécule CO. Nous en avons donné un très bref résumé au Congrès ^de Physique Atmosphé- rique ^{tenu à} Léningrad ^{en août 1964.}

II. Résultats expérimentaux.

^{Nous avons}

obtenu le spectre ^{de CO à l’aide d’une} lampe ^de

Schüler à cathode creuse et refroidissement par

eau (fig. 1).

La cathode est en aluminium pur ; le ^trou

cathodique ^{a 4 mm} de diamètre le _gaz de remplis-

sage ^est de l’oxygène ^{sous la} pression ^{de 2 mm}

de Hg. (Tension ^aux bornes de la lampe ^{440 volts}

et intensité de 250 mA à 300 mA.

Résultats obtenus avec un grand spectrographe Hilger (quartz) travaillant dans le domaine 2 7300 À 4 600 À, ^{film Tri X Kodak et le}

temps de pose 1 h 15 ^mn.

Nous relevons les têtes de bande suivantes

(ÀQ ^{dans le} vide)

FIG. 1.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01965002605023100

232

Soit en nombre d’ondes :

Ces bandes ont été analysées entre autres par R. K. Asunki, ^{C. H.} Dieke and Mauchly, ^et

B. S. Beer [1] : ^{ils les} nomment têtes °3’ °2’ P3, P2, Pl, Q1 et ^{ce sont les seules} que ^nous ayons ^vues.

La répartition des intensités dans nos spectres

était toute différente de celle obtenue _par les auteurs précédents ; ^d’autre part ^ils signalent

d’autres têtes que ^nous n’avons pas observées.

F’ IG. 2.

FiG. 3.

Le système ^étudié apparaît ^{dans les} spectres lorsqu’on emploie ^{une cathode} oxydée ayant ^en

son centre un échantillon de carbone. Nous avons

fait cette expérience ^avec 2 cathodes l’une de AIO,

l’autre de CuO. La décharge ^en atmosphère de gaz

rare (argon) détruit les molécules d’oxyde ^{AIO ou}

CuO ^et pulvérise ^{en même} temps le carbone qui ^en présence ^de l’oxygène libéré forme CO.

Le système ^de bandes étudié caractérise une pro-

gression ^{en v". Il} apparaît ^très perturbé. ^L’état

initial en v’ correspondrait ^{à un état} 3~, pour

lequel ^{la valeur de B’}

1,89 cm-1 serait proba-

blement trop petite, d’après ^Dieke.

Nous avons donc cherché une méthode nous per- mettant de calculer la valeur de cette constante de l’état 3E en supposant que les constantes de l’état 3II soient bien connues.

III. Calcul théorique.

^{On sait} [2], [3] que les branches P et R des bandes des spectres ^électro- niques ^{des molécules} diatomiques peuvent ^être représentées par la formule :

m étant un nombre entier qui permet ^de repérer

une raie v par rapport ^à la raie nulle vo. Le sommet de la parabole de Fortrat correspond ^{alors à :}

FiG. 4.

233 et le nombre d’ondes de la tête vp à :

en écrivant :

En retranchant membre à membre les équa-

tions (1) ^et (4) ^{on obtient :}

mais :

qui reporté ^dans l’équation précédente ^donne

d’où

Cette relation permet de déterminer le numé-

rotage par rapport ^à la tête des raies d’une bande,

en choisissant un numérotage arbitraire _par rapport

à une raie déterminée de la bande.

_____

La pente de la droite donne VÉ’ ^donc Bn - B~ ; si l’on connait l’un des niveaux, ^on

obtient les caractéristiques de l’autre.

Nous avons appliqué ^cette technique ^{aux bandes}

de CO déjà citées, particulièrement ^{aux branches} Pi ^{à 33} 646,9 ^{cm-1 et} Pl ^{à 35} 359,68 cm-1, ^et

nous avons obtenu les courbes suivantes ( fig. ^{5 et} 6).

FIG. 5.

FIG. 6.

Nous trouvons respectivement pour B’ - B" les valeurs 0,285 ^{cm-1 et} 0,279 cm-1. Les valeurs de B" correspondantes ^{sont alors} 1,670 ^{cm-1 et} 1,686 cm-1, ^ce qui donne pour valeurs de B’

1,955 ^{cm-1 et} 1,965 ^{cm-1. La} séparation ^en triplet

de l’état 31+ étant négligeable pour ^cet état, ^les

niveaux ^restent pratiquement confondus. En tenant compte du fait que oc" ^{est très} petit ^on peut prendre ^{pour B‘ la} valeur moyenne de celles déter- minées par les graphiques ^{soit B’ =} 1,960 ^cm-1.

nous pouvons déduire la valeur de I soit :

Ayant ainsi déterminé la valeur de B’, ^nous

pouvons essayer de représenter ^la distribution ther-

mique de l’intensité dans une bande. Nous _savons, d’autre part [2], que l’intensité ^en émission est de la f orme :

Cette constante est proportionnelle ^{à V4 et nous}

supposons que v4 ^{est constant pour des bandes}

aussi peu développées que celles que ^nous étudions.

De plus, ^{nous avons utilisé les valeurs} des facteurs d’intensité :

Cas (a)

Cas (b)

234

donnés par ^P. Nohan et F. A. Jenkins [4] ^{à la fois}

pour le ^{cas a et} le cas b de Hund le spectre ^consi-

déré étant classé entre ces deux cas type. ^Nous

avons obtenu les courbes suivantes ( fig. 7).

Connaissant maintenant la répartition ^{de l’inten-}

sité et les différentes valeurs de K, caractérisant chacune des raies de rotation (C. ^{H. Dieke et} J. W. Mauchly [1]), nous avons comparé ^{les résul-}

tats obtenus en partant des intensités théoriques

à ceux donnés par l’enregistrement ^du spectre ^au

microdensitomètre. (Nous supposons que ^{nous res-} tons dafis la partie rectiligne ^{de la} courbe caracté-

ristique ^{de la} plaque ^{car il} n’y ^{a ni sous} exposition,

ni surexposition).

Cet essai a été fait sur les bandes ~’1 ^et Pg (2 828,08 ^{A et 2} 830,89 ~.) ^ou (35 359,68 ^{cm-1 et}

35 324,57 cm-11.

Flc. 7.

Les points représentent les valeurs calculées ; ^le

calcul ayant ^{été fait en valeur} réduite, ^{nous avons} adapté ^{la valeur trouvée} pour le maximum ^corres-

pondant ^{à la tête de bande au} maximum de l’enre-

gistrement. Nos résultats sont assez satisfaisants

au voisinage ^des têtes ; puis lorsqu’on ^s’en éloigne,

on retrouve des perturbations dues à des raies d’une autre bande.

Nous avons enfin essayé ^{la méthode} préconisée

par S. S. ^Penner [5]. Elle consiste à rechercher les intensités absolues des raies dans le cas où la

fonction § dépend ^du temps. ^{Nous savons} qu’on

-..

A

FIG. 8.

peut alors écrire que l’hamiltonien H qui ^satisfait

à l’équation :

se présente ^{sous la forme}

Ho ^{--}- H’.}

Ho ^étant indépendant ^du temps.

H’ dépendant ^du temps ^{et se} présentant ^comme

une perturbation.

Dans le cas du système de CO que ^nous étudions,

nous n’avons _pas trouvé de résultats plus ^satis-

faisants _{que par} les méthodes précédentes.

Manuscrit _reçu le 22 février 1965.

BIBLIOGRAPHIE [1] ^ASUNDI (R. K.), ^Proc. Roy. Soc., London, 1929, ^Série A,

124, 277-296.

DIEKE (C. H.) ^{et MAUCHLY} (J. W.), Phys. Rev., 1933, 43, 12-30.

BEER (B. S.), ^Z. Physik, 1937, 107, 73-85.

[2] ^HERZBERG (G.), Spectra of diatomic molecules, ^{D. Van} Nostrand Co, ^Inc.

[3] ^RUAMPS (J.), Thèse, Lille, 1957.

[4] ^NOLAN (P.) ^{et JENKINS} (F. A.), Phys. Rev., 1936, 50,

943-949.

[5] ^PENNER (S. S.), Quantitative molecular spectroscopy

and _gas emissivites, Pergamon ^Press.