Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance PDF

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OPTIQUE

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Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance

étudiée ainsi que la largeur et la forme des raies de résonance magnétique dans le cas de la dif- de la lumière de résonance optique réémise à angle.

Sciences de la nature 8e année

https://www.edu.gov.mb.ca/m12/frpub/ped/sn/dmo_8e/docs/regroup2.pdf

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LE JOURNAL DE

PHYSIQUE

LE RADIUM

ÉTUDE DE LA DIFFUSION MULTIPLE COHÉRENTE DE LA LUMIÈRE DE RÉSONANCE

OPTIQUE.

APPLICATION AU NIVEAU 6

3P1

DU MERCURE,

III. RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX.

Par J. P.

BARRAT,

Laboratoire de

Physique

de l'École Normale

Supérieure.

Résumé. - Les résultats de la théorie

développée dans deux publications précédentes ont été vérifiés expérimentalement dans le cas de la diffusion multiple des photons de la raie 2 537 Å (6 1S0 2014
6

3P1) par

les atomes de mercure. En particulier, le taux de polarisation de la lumière de résonance optiqùe et la durée de vie apparente ou durée de cohérence du niveau 6 3P1 ont été mesurés, dans le cas de l'excitation sélective d'un isotope pair ou de l'un des niveaux hyperfins des isotopes impairs, en fonction du nombre d'atomes par cm3 diffusant le rayonnement, pour des conditions géométriques déterminées. L'influence des conditions géométriques a été

également

étudiée,

ainsi que la largeur et la forme des raies de résonance magnétique dans le cas de la dif- fusion double. Les résultats expérimentaux sont en général en bon accord avec les prévisions théoriques.

Abstract.

2014

The results of the

theory developed in two preceeding papers have been checked experimentally, in the case of multiple scattering of 2 537 optical resonance radiation (6 1S020146 3P1) by mercury atoms. In particular the degree of polarization of the resonance light and the appa- rent lifetime coherence time of the 6 3P1 level have been measured, in the case of selective excitation of an even isotope, or of one of the hyperfine levels of the odd isotopes, as functions of the number of atoms per c.c. which effectively scatter the radiation, for fixed geometrical condi- tions. Effects due to variation of geometrical conditions have also been studied, as well as the width and the shape of the magnetic resonance lines in the case of double scattering. Experi- mental results are generally in goôd agreement with theoretical expectations.

Tome 20 .

No 7 1

JuiLLET 1959

Dans les 2

premières parties [1, 2] désignées dans la suite par 1 et II, nous avons développé,une

étude

théorique des effets de la diffusion multiple des photons de -résonance optique.

Des résultats

expérimentaux partiels concernant la raie

6 ISO - (} 3P, (2 537-À)

des différents isotopes du mercure, ont déjà

été

publiés [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].

Le lecteur trouvera en

particulier dans les réfé- rences [4] et [9] un historique de la question et la description qualitative des effets observés, avec les argumentes qui ont permis de les attribuer à la diffusion multiple cohérente des photon.

Ce cha-

pitre est destiné à récapituler les faits expéri- mentaux en les comparant aux prévisions de la théorie établie dans 1 et II.. -

1. Conditions des

expériences dans le cas du mer- cure.

La structure hyperfine pour

les isotopes impairs spin nucléaire 199Hg
et

201Hg,

et le déplacement isotopique des composantes dues aux isotopes pairs de la raie 6 lso 6 3Pi, sont tous deux grands -devant la largeur Doppler de chaque composante [10]. Par suite, conformément aux hypothèses faites dans les calculs due 1 et II, la diffusion multiple se produit indépendamment pour. chaque composante de la raie [4, 9]. On peut aussi profiter de certaines coïncidences accidentelles entre une composante d'un isotope pair et une composante hyperfine d'un isotope impair pou exciter sélectivement un niveau hyperfin d'un iso- tope impair, grâce l'emploi de mélanges isoto- piques enrichis en l'un ou l'autre des divers iso- topes. Les expériences ont porté : a) sur les formes et les largeurs des raies de réso- nance magnétique, dans le cas des isotopes pairs (paragr. 2, 4, 5, 6) et de certains niveaux hyperfins des isotopes impairs (paragr. 7, 8, 9) ; b) sur la mesure des taux de polarisation à et

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de la lumière de résonance optique réémise à angle droit du champ magnétique statique 110, en exci- tation a et 7r respectivement, dans le cas des iso- topes pairs (paragr. 2) ; c) sur la mesure de la durée de vie apparente du niveau 6

3Pi par

la méthode de dépolarisation magnétique due à Hanle [11] dans le cas des iso- topes pairs (paragr. 3) et de l'isotope 20lHg (paragr. 10). Le dispositif expérimental comportait essentiel- lement une cellule en quartz dont le queusot, conte- nant la goutte de mercure, doit être soigneusement FiG.

111,1.

thermostaté. L'excitation optique

était fournie soit

par un arc basse pression alimenté en courant alter- natif, soit par des lampes excitées par une décharge haute fréquence et contenant des mélanges isoto- piques enrichis en un isotope de mercure. Les ' champs magnétiques utilisés étaient fournis par une paire de bobines en position d'Helmholtz. Un

émetteur à

quartz suivi d'un amplificateur débitant dans un circuit accordé fournissait le champ H. F.

Hl que

l'on mesurait en valeur relative. Des photo- multiplicateurs recevaient les signaux de résonance optique. Le signal de résonance magnétique

était

étudié en

général au moyen de la déviation d'un galvanomètre. Toutefois, dans certaines mesures, nous avons utilisé un dispositif électronique de modulation de la puissance de haute fréquence, et d'amplification sélective avec détection synchrone du signal de résonance magnétique.

Les différentes

parties de l'appareillage sont semblables à celles des appareillages utilisés par

Brossel et Blamont et ont

déjà

été décrites

[4, 5, 9, 12]. 659

2. Résonance

magnétique et taux de polarisation dans le cas de l'excitation sélective d'un isotope pair [4, 5, 8, 9].

Dans le domaine de

pression de vapeur qui correspond

à un nombre N d'atomes

FIG.

III,2.

Fie.

III,3.

diffusantsquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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