[PDF] LE JOURNAL DE PHYSIQUE formation de répartitions d'é

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>G A/, DT@yyky8k39 ?iiTb,ff?HXb+B2M+2fDT@yyky8k39 /2b T?QiQûH2+i`QMb hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, LA RÉPARTITION DANS L'ESPACE DES DIRECTIONS D'ÉMISSION

DES PHOTOÉLECTRONS

par

MM. PIERRE AUGER et FRANCIS PERRIN.

Sommaire. -

Lorsqu'on superpose

deux ondes lumineuses de mêmes direction, fréquence et intensité, mais de phases indépendantes, polarisées linéairement dans des plans perpendiculaires, on doit obtenir une onde de lumière naturelle dont les effets doivent avoir une symétrie de révolution autour de la direction de propagation.

L'application

de ce principe donne une condition nécessaire à laquelle doit satisfaire la répartition dans l'espace des directions d'émission des électrons projetés par l'effet photoélectrique. On peut ainsi montrer d'abord l'impossibilité de certaines formes de répartition, en particulier de celles qui résultent des théories de W. Bothe et F.-W. Bubb.

En admettant de

plus que, quand la fréquence du rayonnement excitateur est faible, l'effet photoélectrique produit par une onde polarisée est de révolution autour de la direc- tion du champ électrique de l'onde incidente, on achève la détermination de la loi de répartition (probabilité d'émission proportionnelle alors au cosinus oarré de l'angle fait par la direction considérée avec le vecteur

électrique

de l'onde). Quand la fréquence du rayonnement excitateur devient grande, la quantité de mouve- ment absorbé introduit une dissymétrie de plus en plus importante qui se traduit par un déplacement vers l'avant de la répartition.

En admettant

que la quantité de mouvement est communiquée au photoélectron, on peut déterminer complètement comment se modifie la loi de répartition, du moins lorsque l'énergie d'arrachement des électrons est négligeable. Lorsque cette

énergie

est importante, des hypothèses plus particulières sont nécessaires; l'ancienne conception des orbites

électroniques

conduit à une dispersion supplémentaire considérable, en opposition avec les résultats expérimentaux, qui sont, au contraire, complètement expliqués par des hypothèses déduites des nouvelles concep- tions de la mécanique ondulatoire.

Les formules obtenues sont rassemblées dans un

résumé, et comparées aux données expérimentales de P.

Auger,

W.

Bothe, F.-W.

Bubb (tableaux numériques et courbes). La vérification est tout à fait satisfaisante dans tous les cas étudiés.

1. Introduction. - Les vitesses d'émission des électrons arrachés aux atomes

par l'effet photoélectrique (photoélectrons) sont complètement déterminées, en grandeur, par la loi bien connue d'Einstein, mais cette loi ne nous renseigne en rien sur les directions dans lesquelles seront projetées les électrons. Il était cependant raisonnable de penser que, pour un rayonnement excitateur dirigé (polarisé ou non), toutes les directions d'émission ne seraient pas également probables, et les premiers renseignements expérimentaux ont, en effet, prouvé l'existence d'une anisotropie importante dans la répartition spatiale des

émissions

photoélectriques, que des recherches plus précises ont ensuite permis de déter- miner complètement.

Nous nous

proposons de montrer qu'en partant de principes très simples de symétrie, on peut trouver, indépendamment de toute hypothèse structurale, la forme que doit avoir cette répartition spatiale dans le cas d'un rayonnement excitateur de basse fréquence (lumière ou rayons X mous), puisque, en tenant compte de la quantité de mouvement du quantum incident, on peut prévoir la façon dont se modifie la loi de répartition lorsque la fréquence devient de plus en plus grande, tout au moins pour des atomes excités très au- dessus de leurs niveaux

énergétiques (quantum

absorbé beaucoup plus grand que l'énergie d'arrachement de l'électron projeté). La loi ainsi obtenue est en excellent accord avec les résultats expérimentaux, tandisArticle published online by 94
que les théories proposées jusqu'ici avaient été incapables de rendre compte de certains caractères essentiels des phénomènes photoélectriques, notamment de la grande dispersion toujours observée autour de la direction d'émission la plus probable.

Pour traiter le cas d'atomes excités

peu au-dessus de leurs niveaux

énergétiques,

il devient nécessaire d'analyser plus en détail le mécanisme de l'effet photoélectrique. Les hypothèses suggérées par l'ancienne mécanique atomique conduisent à un désaccord complet avec les données expérimentales ; mais, en adoptant un point de vue plus conforme l'esprit des mécaniques nouvelles, on peut rendre compte très exactement des résultats expérimentaux.

PREMIÈRE PARTIE.

2. Définition

géométrique du problème. -

Lumière

polarisée. Nous suppose- rons, en général, la matière soumise à l'effet photoélectrique irradiée par une onde mono- chromatique polarisée linéairement, se propageant suivant la direction OX, son vecteur

électrique parallèle à

la direction

0 Y, perpendiculaire, à OX(fig. 1).

Nous désignerons alors par P la probabilité pour que la direction de projection d'un photoélectron se trouve dans un cône élémentaire d'angle solide infiniment petit dQ, et de direction moyenne 0~, cette direction étant définie par l'angle w qu'elle fait avec l'axe de propagation

0..B de

Fonde excitatrice, et par son azimut autour de cet axe. Nous prendrons, comme plan orîgine des azimuts, le plan de polarisation; X sera ainsi l'angle que fait le plan (>X"0 à) avec le plan (XO Z) perpendiculaire à 0F. Nous serons aussi amenés à utiliser l'angle 8 que fait la direction considérée 0 ~ avec le vecteur

électrique

0 Y de l'onde

incidente; cet angle est donné en fonction des angles w, A par la relation La répartition dans l'espace des émissions photoélectriques produites par une ondequotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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