EXTRÊME SENSIBILITÉ

À ce point de vue, aucun instrument ne peut être comparé à la cellule photoélectrique. Quelques chiffres en témoignent : une cellule ordinaire à oxyde de césium, vide, présente vis-àvis de la lumière blanche, une sensibilité de l’ordre de 10 à 50 microampères par lumen. Une même cellule, à atmosphère gazeuse, peut atteindre 200 microampères par lumen. Si on la soumet à un flux lumineux de 10—* lumen, elle donnera un courant photoélectrique de 10—15 ampère. Or un courant de cet ordre peut être mesuré au moyen d’un électromètre ; si on l’amplifie par l'intermédiaire d’une résistance de fuite de 10—1 ohms, on pourra le mesurer plus facilement au moyen d’un galvanomètre.

Pour employer un langage plus explicite, supposons que Îa cellule précédente ayant une cathode de 20 cm? de surface, soit soumise à un éclairement de 1.000 lux (plein air sans

soleil). Elle fournira un courant photoélectrique de 400 mi-

() On trouve un exposé d’ensemble de ces questions dans une monographie de G. Déjardin parue dans la Revue Générale de l’Electricité (26).

ha

croampères correspondant aux 2 lumens qu’elle reçoit, courant parfaitement mesurable au moyen d’un milliampèremètre portatif.

2° PROPORTIONNALITÉ DU COURANT PHOTOÉLECTRIQUE AU FLUX LUMINEUX INCIDENT

Cette propriété fondamentale a été établie, dès 1893, par Elster et Geitel, dans le cas du potassium dans le vide, et pour de faibles variations du flux lumineux. Le nombre d'électrons libérés, par unité de temps, est proportionnel au flux lumineux absorbé par la cathode photoémissive. En général on peut admettre que le flux absorbé est lui-même proportionnel au flux incident. On considère actuellement que la proportionnalité est à peu près rigoureuse dans un domaine étendu des intensités lumineuses, si toutefois la cellule fonctionne dans certaines conditions bien déterminées.

On suppose tout d’abord le rayonnement monochromatique, ou de constitution spectrale invariable. Si l'intensité du rayonnement varie, les intensités respectives des diverses radiations monochromatiques doivent varier dans le même rapport. Cette condilion n’est pas toujours remplie. Ainsi, considérons la mesure, à différentes heures de la journée du rayonnement ultraviolet biologique solaire, au moyen d’une cellule à cathode de cadmium. Lorsque le soleil s'élève sur l'horizon, l’épaisseur atmosphérique traversée par les rayons diminue, et la proportion en radiations de l’ultraviolet extrême (3.200—2.900), très fortement absorbées par l’atmosphère, augmente, différemment pour chaque radiation suivant son coefficient d'absorption. (Voir chapitre VI).

La composition spectrale du rayonnement varie ainsi notablement dans la région de grande sensibilité de la cellule au cadmium et il ne peut être question de proportionnalité dans ces conditions.

En second lieu, on suppose invariable l'incidence des rayons sur la cathode. En particulier lors de l’enregistrement continu du rayonnement solaire, on doit faire varier l’orien-

tation de la cellule de manière à maintenir la même incidence.

Dans les cellules à vide ou « bon vide », la loi de proportionnalité est, en général, assez bien vérifiée. Il importe, toutefois, d’éviter des effets parasites, tels que l'accumulation de charges négatives sur les surfaces non conductrices de ampoule (verre du pied ou de la fenêtre), qui produit une distorsion du champ électrique au sein de l’ampoule. On diminue cet effet en recouvrant d’un film métallique conducteur les parois de l’ampoule, et en éloignant la fenêtre de la cathode (44). Il est avant tout recommandé d’utiliser des éclairements et des tensions anodiques modérées.

Dans les cellules à gaz, la proportionnalité est, en général, moins bonne. On doit se placer assez loin de la tension d’illumination, pour laquelle se produit en l’absence de tout éclairement, une décharge lumineuse au sein du gaz inerte constituant l’atmosphère de la cellule. On admet, en général, que la tension anodique ne doit jamais dépasser une valeur inférieure de 10 volts à la tension d'’illumination. Ici encore, il est avantageux d’exposer la cellule à des éclairements modérés, et de ne pas prolonger par trop son fonctionnement. Celui-ci, en effet, s'accompagne de phénomènes parasites qui se produisent entre la surface cathodique et le gaz de l’ampoule, ou bien au sein même de la cathode, et qui déterminent des modifications de la surface, et, par là même, des caractéristiques de l'émission.