EXISTENCE D'UN EFFET SÉLECTIF SPECTRAL

On dit qu’un récepteur photométrique présente un effet sélectif lorsque sa réponse à un flux lumineux monochromatique donné dépend de la fréquence du rayonnement.

Ici, la réponse du récepteur, c’est-à-dire sa sensibilité, peut être caractérisée par « l'émission photoélectrique monochromatique » que l’on définit de la façon suivante : considérons le flux énergétique e, transporté par des radiations d’une

R. LATARJET

mince bande spectrale limitée par à et AHA) Soit i, le courant photoélectrique correspondant. L'émission 6, est définie par l’équation :

1, = ©, -e; * AX Ï soit 5, — :

ei : a

La valeur théorique maxima de l’émission correspondant au départ d’un électron par quantum lumineux absorbé, a pour valeur :

e e : charge de l’électron.

h : Cte de Planck.

h. v v : fréquence du rayonnement.

et le rendement photoélectrique correspondant à l’émission o, est le rapport :

Hey

Cette émission 5; varie avec la longueur d’onde à du rayonnement excitateur, et on appelle courbe spectrale d’une cellule, la courbe de distribution spectrale de la sensibilité photoélectrique, c’est-à-dire la courbe de variation :

du 10.

Ainsi défini, l’effet sélectif spectral est commun à toutes les cellules, qu’elles présentent l’effet photoélectrique dit « normal » ou l'effet photoélectrique dit « sélectif ».

(Ces désignations peuvent prêter à confusion, « l’effet normal représentant un phénomène sélectif au même titre que « l'effet sélectif »).

a) Dans l'effet photoëélectrique normal, l’émission croît régulièrement avec la fréquence, à partir du seuil photoélectrique dont la position exacte dépend de l’état de pureté du métal de la cathode, et, en particulier, de l’existence, à sa surface, de gaz occlus qui déplacent le seuil vers les grandes longueurs d’onde. Cet effet s’observe chez la plupart des métaux purs. Voici, pour les principaux d’entre eux, un tableau

St UT EE

où se trouve figuré l’intervalle dans lequel le seuil se déplace suivant le degré de dégazage de la cathode. La longueur d'onde la plus courte correspond à un dégazage très poussé :

APHC USE TE sus seuil à 3.400-2.700 À Cdi e ., seuil à 3.300-3.000 CÉTAENY PURES ee Eee seuil à 4.400 Magnésium pur .. ..... seuil à 3.400 DOTE Marne ru ces seuil à 3.700 IAE RER EUR ee en; seuil à 3.150 LEFT ee RC SE RE ES seuil à 3.400

Notons que le rendement photoélectrique reste toujours faible, de l’ordre de quelques millièmes.

b) Dans l'effet photoélectrique sélectif, le courant n’est pas toujours fonction croissante de la fréquence. La courbe spectrale présente des accidents, en particulier un ou plusieurs maxima d'émission pour lesquels le rendement photoélectrique croit considérablement et peut atteindre quelques centièmes. Cet effet se rencontre chez les métaux alcalins et alcalino-terreux, soit massifs, soit disposés en couches minces sur des supports salins ou métalliques.

La siluation dans le spectre, du maximum d’émission, varie considérablement suivant la nature de la cathode. Voisin de 2.800 À pour le lithium, il est repoussé jusque vers 8.000 À chez certaines cathodes à césium sur argent oxydé. Cette situation dépend en outre des traitements physiques et chimiques auxquels la cathode a été soumise au cours de sa fabrication. |

L'existence de la sélectivité présente au point de vue photométrique deux avantages importants :

1° La diversité de situation des seuils et des maxima permet, quelle que soit la région spectrale intéressée, depuis le proche infra-rouge (12.000 À) jusqu'à l’ultra-violet ordinaire (2.000 À) de trouver une cellule sensible dans cette région.

2° L’allure des courbes spectrales permet d'utiliser les cellules (avec ou sans correction par des filtres) pour certaines mesures où une sélectivité particulière est requise.

pie

De telles tentatives sont particulièrement intéressantes dans le domaine biologique. On a ainsi mis au point des récepteurs photoélectriques présentant assez exactement la méme courbe spectrale que l’œil humain. A cet effet, on peut placer devant une cellule à potassium sur argent oxydé un filtre Corning 330 Signal Yellow. J’ai moi-même réalisé un « œil physique » très sensible (51) et d’une utilisation particulièrement pratique en plaçant devant une cellule à couche d’arrêt au sélénium deux verres :

Corning 396 Light Aklo ; Wratten 8 k 2.

L'intérêt d’un tel récepteur est de substituer à l'œil uniquement capable de constater l’égalité de deux brillances ou de deux éclairements simultanément observés, un appareil très sensible permettant de mesurer directement des rapports d’intensités.

D’autres réalisations sont encore plus intéressantes du point de vue qui nous occupe. Elles concernent les dispositifs de dosimétrie présentant la même sélectivité spectrale que la peau vis-à-vis de l’érythème. Avant d’aborder leur description détaillée, il me reste à examiner une dernière qualité indispensable à un récepteur photométrique, la stabilité.