Potentiels critiques d'émission secondaire

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Potentiels critiques d’émission secondaire

R. Warnecke

To cite this version:

POTENTIELS

CRITIQUES D’ÉMISSION

SECONDAIRE

Par R. WARNECKE.

Laboratoire de

Recherches

du

_{Département Lampes}

de la Société

_{Française Radioélectrique.}

Sommaire. 2014 L’auteur a trouvé pour quelques métaux un certain nombre de concordances entre les valeurs de _{potentiels critiques} observés dans les courbes d’émission secondaire et les valeurs correspondant aux niveaux _d’énergie des orbites externes.

Discontinuités dans les courbes de rendement n =

f

(vi).

- Au _cours d’une étude

comparative

de l’émission secondaire d’un certain nombre de métaux purs, dont les résultats ont été

_publiés

ici

_(1),

des

mesures de l’émission secondaire en fonction de la vitesse

_primaire

furent faites très voisines les unes des

autres,

entre Oet i50V

_{(de 0 à 20 V}

tous

les -

_V,

au-delà

B

tous

_{les 5 V).}

Il fut constaté, comme cela l’a d’ailleurs été par presque tous les

_{expérimentateurs}

qui

ont

_opéré

de

même,

que la variation de

112

avec le

_potentiel

accé-nt

Fig. 1..

lérateur des électrons

_primaires

n’est pas

régulière :

un

certain nombre d’accidents d’intensité variable sont

trouvés sur les courbes. Certains d’entre eux

dispa-raissent,

lorsque

la

_température

est suffisamment

éle-vée

_(~),

mais il en subsiste un très

_petit

nombre

₍₄

à 5 au

maximum

ici,

entre 0 et 150

_V)

dont

l’intensité,

suffi-sante _pour

_{qu’ils puissent}

être décelés sans

_ambiguité,

est au contraire

_inchangée

ou accrue _{par les traitements}

thermiques

les

_plus

_{sévères que} nous _{ayons faits. Ces}

accidents

de

continuité,

smeblant caractériser le

métal,

se

_présentent

sous deux formes :

a)

Au

_voisinage

de

_0,

_pratiquement

entre 5 et 20

_V)

pour la

plupart

des

_cibles,

il fut trouvé des sommets

aigus, qui, lorsqu’ils

existaient à

_plusieurs

pour un

même

_métal,

avaient le

_plus

souvent une intensité

décroissante avec

_{l’augmentation}

de tension

_primaire

(la

figure

1 montre l’un de ces sommets _{pour Al}

_(**).

b)

Au delà de 20 V

_environ,

on a _{observé par l’étude}

des courbes même

_(ou

mieux par celle des courbes

dérivées,

comme cela fut fait

_{paral-iearn (1) et Thomas(,)}

des

_{augmentations}

_brusques

de

_pente

à certains

poten-tiels bien définis.

Sommets

_aigus.

- Ces

pics paraissent

dus à la nature ondulatoire de l’électron : chacun des

_points

du réseau

_{étant occupé par}

_{uneparticulediffringente,}

l’onde associée à l’électron

_{primaire pénétrant}

dans le cristal

est diffractée dans toutes les directions .et les sommets

correspondent

aux cas

_particuliers

où les radiations

élémentaires

_présentent

entre elles des différences de

phases

telles

_queleur

sommation est

_importante;

autre-ment

_dit,

_{les’accidents}

en

_question

seraient les sommets

de _{diffraction d’ordre successif observés par Davisson} et Germer.

Augmentations

brusques

de

_{pente. -}

Elles sont en

général

d’intensité d’autant

_plus

_{faible que}

_l’énergie

est

élevée;

ce

_qui

nous semble être la

_conséquence

du

nivel-lement

provoqué

par la

pénétration

à l’intérieur du

(*) Le chauffage produit dans la région des énergies primaires

faibles, une modification des courbes plus importante

relative-ment qu’aux valeurs élevées _{(ce qui} est attribué à la

contribu-tion directe relativement beaucoup plus grande des électrons des atomes de gaz non éliminés.

(’~~ Le minimum de la _figure 1 faisant t suite à une chute

brusque de 1t est dû à une particularité de l’appareil indiquée

dans un travail précédent (17) et dans une étude de Farnsworth et Goerke _(2).

319 TABLEAU 1.

(1) AHBARri ₍₃₎ a trouvé comme _{potentiels critiques} entre 20 et 150 v : _24; 33 et i0 v; KREFFT _{(16) (en plus} de six autres potentiel critiques) : 29,5 ; 33; 38,7; ’~4; 8v; PETRY _{(22) (en plus} de deux autres non _{observés) : 20,7; 24,8} et 85 v.

(2) Dans une étude antérieure (17) (faite avec une sensibilité de mesures plus grande) l’auteur a trouvé : 23,8; 36,8; 48,8 et 86 v.

(3) Ramachandra Rao ₍₁₈₎ a trouvé des cassures d’émission secondaire relativement intenses à _{30,8; 39,9; 54,~; 68,3; i09,1} en _plus

de neuf autres cassures d’ « intensité plus faible ». _{Petry (15)} a trouvé des cassures de « forme _{générale »} dans le cas d’émission

secon-daire : 26,4; 42; 66,9; 93; 101,5; 110 v en _plus d’un certain nombre d’autres cassures _plus fines.

métal :

_quelque

soit,

en

_effet,

_{le processus}

_{d’émission,}

la

probabilité

relative pour un électron secondaire d’être

émis par action directe d’un

primaire,

diminue avec la

profondeur

à

_{laquelle pénètre}

l’électron incident à cause

des chocs de second ordre

_qui

_peuvent

suivre.

Comme cela a été fait _{par de nombreux auteurs à la} suite des

_suggestions

_{de Petry}

_(11),

les accidents furent

rapprochés

des

_{potentiels critiques}

_{qui caractérisent,}

semble-t-il

_{l’apparition}

d’une nouvelle radiation dans les courbes d’excitation du

_rayonnement

X

caractéris-tique

obtenue sous la forme :

É?

=

_{f( V1)}

_i

_courant

2 t

photoélectrique, il

courant

_{électronique,}

Vi

tension accélératrice des électrons incidents. Le

_{rapprochement}

des valeurs observées ici de celles

_indiquées

_pour l’ex-citation de

_rayonnement

X montre que :

il

_Presque

à

_chaque

cassure des courbes d’émission

secondaire

_correspond

un

_{potentiel critique}

d’excita-tion X (*).

(*) L’électron _{primaire, d’énergie}

_E

à l’extérieur _a, à l’intérieur du métal _{l’énergie cinétique Ep} -~-

iVa j

il ne _{peut perdre que} Ep + _Ep + e~ parc6 que tous les états électroniques

d’énergie cioétique lW C Wi sont _{occupés (principe} de Pauli). L’énergie qui peut apparaître sous forme de rayonnement cor-respondant en cas d’émission directe de radiation saas perte préalable d’énergie est telle que : hv = _{l /2} = e _{( V + ç)}

par suite, il convient de comparer les cassures _{( V)} d’émission secondaire aux cassures _{( V} + ~) d’émission X, comme cela a

été _suggéré par Richardson et Chalkin (Wi = énergie limite) de

320

2° La

_réciproque

_{n’est pas} vraie : les courbes récem-ment

_{publiées (5}

à

₈₎

_{pour l’excitation de}

_rayonnements

X mous

_(effet

_{photoélectrique spécifique}

en fonction de la tension de

_{bombardement)}

montrent en

_plus

des cas-sures

_qui

semblent avoir une

_{correspondance}

dans

l’émission

secondaire,

un très

_grand

nombre de cassures

supplémentaires,

détectées seulement

_lorsque

la sensi-bilité du

_système

de mesure est très

grande.

Richardson et Andrewes

_(1),

Richardson et Rao

_(~)

Richardson

_(19),

ont _{été amenés à admettre que}

_seules,

certaines sont en

rapport

avec les niveaux de

Bohr ;

Richardson et Rao par

exemple,

en faisant varier la sensibilité du

_système

de détection ont vu le nombre des cassures6trouvées

diminuer et sont arrivés finalement à ne _{trouver que}

celles

_{qui correspondent}

_{approximativement}

aux

niveaux

_{énergétiques.}

Ils ont obtenus alors des données

comparables

à celles trouvées directement par

Boyce (9)

également

par voie

photoélectrique

avec

_{un appareillage}

dérivé de celui de Kurth

_(1,I).

Ceci nous a conduit à faire le

_{rapprochement}

du

_petit

nombre de cassures

trouvées ici

_{après (ou pendant)}

le traitement des cibles à haute

_{température,}

aux valeurs des

_potentiels

corres-pondant

aux niveaux

_{d’énergies.}

En

fait,

les valeurs observées dans l’émission secondaire furent rappro-chées de _{celles trouvées directement par Bohr} et

Cos-en

_particulier,

_{pour les}

_potentiels

d’ionisation

de niveau

N,

au _{moyen du}

_principe

de combinaison

d’après

les valeurs de

_longueur

d’onde limites mesurées par

Siegbahn

et autres ainsi que des valeurs correspon-dantes données par Nishina

(1?)

et _{par Thoraeus}

_(13).

On a

constaté,

alors,

un accord souvent satisfaisant

entre les valeurs des

_potentiels

_critiques

d’émission secondaire observés entre 0 et 150 V et ceux

_qui

cor-respondent

aux niveaux

_d’énergie

IV et L. Etant donné

l’importance

de ce

_résultat,

tant au

_point

de vue

émis-sion secondaire

_qu’au

_point

de vue de ses

_applications

à la

_{spectroscopie}

de

_{rayonnement X,}

l’auteur a subor-donné la

_publication

de l’ensemble des valeurs

numé-riques

trouvées,

à une confirmation

_{expérimentale}

par

des mesures

entreprises

actuellement

avec un

appa-reillage

et dans des conditions

_{expérimentales}

dont il

espère

les résultats

_précis

nécessaires.

Le tableau 1 donne

_{quelques exemples}

de

concor-dances trouvées. Mieux que la

correspondance

des valeurs

_numériques

des niveaux

_d’énergie

avec les valeurs

_observées,

la

_répartition

de ces dernières dans le

_spectre

favorise

_{l’hypothèse}

d’une relation.

Les limites à un accord

_{plus parfait}

_peuvent

venir du côté de l’émission secondaire d’une

_part,

du _{fait que,}

malgré

les traitements

_thermiques

_employés,

les

sur-faces étudiées n’étaient pas dans un

_parfait

_{état de}

pro-preté,

d’autre

_part

de ce _{que la}

_plupart

des cassures sont difficiles à situer même

_quand

leur existence est

indis-cutable ;

tnfin de ce _{que la sensibilité de}

_{l’appareillage}

ne

permettait

de déceler que les cassures de

_grande

inten-sité. Du côté des niveaux

_d’énergie

des orbites externes il convient de noter aussi que les valeurs connues actuel. lement ne le sont

_{qu’imparfaitement}

comme le montrent

les différences

_{quelquefois importantes}

entre les don-nées de la littérature.

L’auteur souhaite _{que de nouvelles}

_expériences

effec-tuées dans le sens de celles de Harworth

_(2°)

avec tout le soin

_qu’a

_employé

ce dernier

_permettent

de

_préciser

la

constitution de l’émission secondaire et de voir en

parti-culier si l’on doit

_envisager

comme l’un des mécanismes

principaux

l’effet

_{photoélectrique}

du

_rayonnement

X,

suivant les idées du

_professeur

Richardson

_(19).

Il admet

_également

_{que des essais}

_qui

montreraient directement la

_{responsabilité}

de la structure

_physique

de

l’élément,

de

_{l’arrangement des}

atomes et non de leur

constitution contribueraient

_{particulièrement}

à éclair-cir le

_{phénomène ; quantitativement}

comme cela résulte

de la relation trouvée ici avec la

_{pénétration}

dans le

métal, qualitativement

suivant les idées de Farns-worth

_{(21) qui}

a

_interprété

les cassures de continuité

comme étant

_provoquées

_{par les}

_phénomènes

de dif-fraction.

Manuscrit reçu le 1er mars 1936.

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