Production d’une force électromotrice par la lumière

1° — L’actinomètre électrique semble d’abord résoudre d’une manière aussi simple que précise la mesure des éclairements. Malheureusement bien qu'un grand nombre de travaux lui aient été consacrés, il est loin de réaliser le photomètre révé.

Il se compose de deux lames A et B du même métal dont une des faces est couverte d'un vernis isolant et dont l’autre est modifiée autant que possible de la même manière. Les lames sont plongées dans un électrolyte et reliées à travers une forte sistance R (20000 (d par exemple) à un galvanomètre sen¬

sible jouant le rôle de FlS- 24-j-

voltmètre G.

L’électrolyte est contenu dans une cuve à glaces parallèles (vue en projection horizontale dans la figure 242), recouverte extérieurement d’un vernis opaque (solution alcoolique de gomme laque tenant en suspension du noir de fumée). Une bande ap est laissée libre; elle permet d’éclairer entièrement la face sensible de la lame A. Celle de la lame B est protégée par la lame A ou par un écran quelconque.

Si les faces modifiées de A et de B le sont exactement de la même manière, par raison de symétrie la force électromotrice de la pile qu’elles constituent est nulle dans l’obscurité.

L’ expérience montre qu'elle ne l'est plus si l'une des faces est éclairée.

Tous les systèmes de deux lames identiques plongées dans un électrolyte quelconque forment un actinomètre. Etudions ceux qui donnent les résultats les plus énergiques et les plus réguliers. Pour déterminer les effets de chaque radiation, on forme un spectre pur réel le long duquel on déplace l’actinomètre. La lame qui reçoit la lumière est alors prise très étroite (2 mm. par exemple). Pour la régularité des phénomènes elle doit être uniformément éclairée, en son entier. Régler l’intensité du courant en faisant varier l'aire éclairée, est une méthode incorrecte, la force électromotrice de l’élément ayant alors une valeur apparente mal définie.

2° — Actinomètre en argent chloruré.

Le procédé le plus simple pour chlorurer les lames d’argent consiste à les polir, à les décaper, puis à s’en servir comme d’anodes dans une cuve électrolytique contenant une solution étendue d’acide chlorhydrique (1 000 centimètres cubes d’eau pour 125 centimètres cubes d'acide chlorhydrique du commerce). La catode de platine est assez éloignée des lames d’argent qui sont placées côte à côte; de cette manière l’action est uniforme et la même sur les deux lames.

Quand le courant passe, la lame noircit puis prend successivement les couleurs ordinaires des lames minces; on attend que le violet reparaisse pour la quatrième fois; on sort les lames et on les lave à grande eau. Pour juger de l’inten§ité absolue du courant de chloruration, on interpose un voltamètre à gaz.

On sèche les lames, on les vernit au dos : elles sont prêtes à servir. On peut, avant de les vernir, les recuire entre 150 et 200° jusqu’à ce qu’elles deviennent rosâtres.

LesQames vernies sont plongées dans la cuve à faces parallèles remplie d’une solution à 2 p. 100 d’acide sulfurique. Il est difficile de ne pas avoir de courant même dans l’obscurité, les lames n’étant jamais modifiées exactement de la même manière; mais le courant diminue peu à peu et finit par s’annuler.

Quand alors on éclaire une des lames, elle devient le pôle négatif de la pile.

3° — Actinomètre en cuivre oxydé.

Les lames de cuivre électrolytique sont bien décapées et polies au papier d’émeri. On les place sur une plaque de cuivre assez épaisse, chauffée en dessous par un bec Bunsen. On examine sous une incidence de 45°; on constate l’apparition des couleurs des lames minces. On va jusqu’au troisième violet; la force électromotrice varie en effet notablement avec l’épaisseur d’oxyde. Pour des épaisseurs voisines de celle indiquée, elle est maxima et de l’ordre du millième de volt.

Comme électrolyte dans l’actinomètre, on utilise des solutions aqueuses à 5 p. 100 de sulfate, de chlorure ou d’iodure de potassium ou de sodium. La force électromotrice pour un éclairage donné dépend du sel et de sa concentration.

4° — Résultats généraux.

L'expérience montre que, pour un éclairage monochromatique, il n’y a pas proportionnalité entre la force électromotrice e et l’éclairement E. L’actinomètre ne peut donc pas servir de photomètre.

A la vérité la proportionnalité existe grossièrement pour les faibles éclairements; mais la force électromotrice croît certainement moins vite que l’éclairement, dès que celui-ci est grand. Enoncer la proportionnalité entre e et E pour E petit, revient donc simplement à dire que la tangente à la courbe e = /* (E) n’est ni verticale, ni horizontale : ce qui est assez maigre comme indication.

PROCÉDÉS ET ACTIONS DIVERSES

Plaçons successivement l’actinomètre aux divers points d’un specire pur normal (ou ramené par le calcul à être normal, § 122). Eclairons la fente avec la lumière blanche, de manière que les intensités relatives des diverses radiations soient bien déterminées. Nous obtenons une courbe assez irrégulière qui présente un maximum pour une certaine longueur d’onde.

Cette courbe varie avec l’épaisseur de la couche sensible, avec la

Fig-. 243.

nature et la concentration de l’électrolyte ; seule la position du maximum semble indépendante de l’électrolyte.

Avant de les placer dans l’actinomètre, plongeons les lames dans une matière colorante (éosine, érythrosine,...) ; la courbe est complètement modifiée. Ses ordonnées sont grandies : la force électromotrice maxima dépasse parfois le centième de volt. Le maximum de force électromotrice avec la matière colorante correspond à une radiation de longueur d’onde plus grande que celle qui correspond au maximum d’absorption par cette matière. Gomme pour l’orthochromatisme, la loi simpliste qui veut l'égalité, ne se vérifie pas (§ 277).

On a trouvé qu’un actinomètre à sulfure d’argent (voir § 332) est sensible aux radiations infra-rouges dont la longueur d’onde est de l’ordre de bA,3. La lame « éclairée » est le pôle négatif de la pile formée. A la vérité si l’on chauffe une des lames, on crée une pile; mais l’instantanéité et la grandeur du phénomène dans le cas qui nous occupe, ne permettent pas de l’attribuer à un échauffement.

331. Actinomètre en argent ioduré. Non uniformité des actions lumineuses.

7° — L’actinomètre en argent ioduré nous apprendre des choses intéressantes.

On part de deux lames d’argent bien polies. On les ioduré dans l’obscurité en les exposant aux vapeurs d’iode jusqu’à ce que la couche soit jaunâtre : pour s’en rendre compte, on éclaire avec une bougie

placée loin. On les plonge dans la cuve cle l’actinomètre remplie d’eau très faiblement acidulée (quelques gouttes d’acide nitrique ou sulfurique). On les laisse quelque temps en court-circuit de manière que la force électromotrice de l'élément devienne quasi nulle à l’obscurité; on introduit alors dans le circuit la grande résistance et le galvanomètre sensible.

Les lames sont choisies étroites, de l’ordre de 5 millimètres.

On réalise un spectre pur, de 30 centimètres de longueur, pour fixer les idées.

On promène ractinomètre dans ce spectre en ne laissant jamais la lame éclairée découverte que peu de temps.

On mesure la force électromotrice par l’arc de première impulsion.

2° — On place l’actinomètré du côté de l'infra-rouge. L’expérience montre qu'en le déplaçant vers les violets, on n’obtient de déviation sensible qu’au niveau de la raie F, dans le bleu par conséquent.

Le maximum est atteint entre G et H.

Revenons en sens contraire : nous constatons que la lame qui a subi l'action des radiations très réfrangibles, est devenue- sensible jusqu’au rouge; de sorte que la nouvelle déviation est maxima entre D etE.

D'où la conclusion générale : la sensibilité pour line radiation d'une certaine longueur d'onde dépend de l'état actuel de la lame , état qui est une fonction de toutes les actions antérieures.

Les expériences manquent pour énoncer quoi que ce soit de plus précis. En particulier on voudrait savoir si l’action d’une radiation pendant un temps donné avec une intensité donnée, peut être remplacée par l’action d’une autre radiation agissant pendant un certains temps avec une certaine intensité. Becquerel a l’air d’admettre une action spécifique de chaque radiation; cela revient à dire que l’état de la plaque d’argent est une fonction d’une infinité de variables, tandis que rien dans ses expériences n’empêcherait qu’elle ne fût fonction que d’une variable. Pour que les radiations peu réfrangibles agissent, il suffirait que la valeur de cette variable fût assez grande.