[PDF] La longueur donde moyenne dune distribution spectrale étroite

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MESURES DE LONGUEURS D'ONDE

POUR L'ÉTABLISSEMENT D'UN SYSTÈME DE REPÈRES

SPECTROSCOPIQUES ;

Par MM. H. BUISSON et CH. FABRY.

1.

INTRODUCTION.

Les recherches

que l'on va exposer ont été entreprises

à la suite

d'une décision du

Congres

de l'Union internationale pour les recherches solaires, tenu à Oxford en 1905.

D'après

cette décision, les longueurs d'onde d'un certain nombre de raies d'arc doivent être prises comme repères pour les mesures spectroscopiques. Rappelons rapidement les considérations qui y ont conduit.

Toutes les mesures

spectroscopiques (détermination des lon- gueurs d'onde de radiations correspondant aux diverses raies d'un spectre) se font par interpolation, en rapportant chaque raie à des raies voisines, de longueurs d onde connues. Il faut donc, pour ces mesures, connaître les longueurs d'onde d'un certain nombre de raies (repères ou raies normales).

Il est utile

que leur nombre soit assez grand pour que l'interpolation soit toujours facile.

Un ensemble de

repères constitue ce que l'on peut appeler un système de longueurs d'onde. Sa précision limite celle de toutes les autres mesures spectroscopiques. Ur, les puissants appareils disper- sifs dont on dispose aujourd'hui (réseaux de Rowland ou appareils prismes) permettent de faire, par interpolation, des mesures exactes au millionième en valeur relative. Il est, par suite, nécessaire que les longueurs d'onde des repères soient connues avec une préci- sion qui atteigne au moins le millionième. Au point de vue purement spectroscopique, les longueurs d'onde interviennent seulement par leurs rapports ; on pourrait les expri- mer au moyen d°nne unité arbitraire. Mais il est évidemment ration- nel, puisque les longueurs d'onde sont des longueurs, de les rap- porter

à l'unité de

longueur ordinaire, au mètre. La comparaison d'une longueur d'onde avec le mètre est une opération métrolo- gique, qiii exige des méthodes spéciales, et qui nécessite l'interven- tion de l'étalon matériel qui représente le mètre, tandis que la com- paraison de deux longueurs d'onde est une opération purement optique.

L'établissement d'un

système de longueurs d'onde com- prend donc deux parties distinctes : .I. cle

Phys.,

4e série, t. VII. (Mars 1908.)

12Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019080070016900

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Il

Comparaison

avec le mètre de la longueur d'onde d'une certaine radiation ;

2° Mesure des

rapports des longueurs d'onde de cette radiation et d'un certain nombre d'autres qui serviront de repères dans le spectre.

Les anciens

systèmes de longueurs d'onde, tels que celui d'Ang- strôm, ne visaient pas

à une

grande précision : les nombres n'y

étaient donnés

qu'avec cinq chiffres, c'est-à-dire avec une précision moindre que le cent-millième, précision sans doute suffisante alors, eu

égard

à la faible

dispersion des appareils dont on disposait.

Depuis vingt ans,

toutes les mesures spectroscopiques ont été faites en prenant comme point de départ les nombres de

Rowland,,

bien qu'à la même

époque

d'autres observateurs aient donné des résultats au moins aussi précis.

Les nombres de Rowland com-

prennent toutes les raies qu'il put observer dans le spectre solaire (environ 20 00) et un petit nombre de raies métalliques empruntées

à la lumière de l'arc. La mesure

absolue, base du système,

était

celle de la raie D fi obtenue par

Bell dans le laboratoire de Rowland.

Un certain nombre de raies furent

comparées

à celle-ci

par la mé- thode des coïncidences, et les autres mesurées par interpolation.

Rowland

pensait que les valeurs absolues étaient exactes au cent- millième, et que les rapports des longueurs d'onde ne devaient pas contenir d'erreurs dépassant le millionième.

Les mesures absolues de Michelson et

Benoît,

en 1893,
sur les raies du cadmium, montrèrent que les nombres de Rowland étaient erronés d'environ - 1 Les spectroscopistes ne firent pas grande attention à ce résultat ; les rapports de longueurs d'onde, seuls, les intéressent, et on n'avait encore aucune raison de douter de l'exac- titude, en valeur relative, des nombres de Rowland. En 1901, Fabry et Perot firent une série de mesures interférentielles sur les raies solaires. Une trentaine des raies, entre les longueurs d'onde 4643 et 6471,
furent séparément comparées avec une raie du ladmium.

Soit A la

longueur d'onde exacte, ainsi trouvée, hj la valeur indiquée par

Rowland

pour la même raie. Si les nombres de Roivland sont corrects en valeur relative, le rapport ~~ doit être le même pour (1)

Physique,

le série, t. :lYV, p. 98; 1902;

Asl1'o-

physical .Journal, t. XV, p. 73 et
26,1;
1902.
171
toutes les raies. Il n'en est pas ainsi. Ce rapport varie d'une raie à l'autre, et il varie d'une manière régulière dans la partie

étudiée du

spectre.

Pour deux raies

voisines, ce rapport a sensiblement la même valeur ; pour deux raies

éloignées,

il peut y avoir des écarts atteignant

8 millionièmes.

Donc, tandis que dans les tables de Rowland les erreurs acciden- telles sont très faibles, il y a des erreurs systématiques qui fassent les rapports des longueurs d'onde de quantités très notables.

Ces erreurs

peuvent

être attribuées à

l'emploi des réseaux, qui présentent inévitablement des erreurs systématiques de tracé.

D'ailleurs, Kayser

a essayé de refaire des comparaisons de lon- gueurs d'onde par la méthode des coïncidences, en se servant de réseaux de Rowland. Il a trouvé que les résultats dépendaient des réseaux employés ( ~ ) . On peut conclure que le réseau, excellent appareil dispersif, suffit pour des mesures par interpolation sur un intervalle

étroit,

mais ne peut convenir ni pour des mesures absolues, ni pour comparer deux raies

éloignées.

Il faut encore

remarquer, propos de l'emploi des repères de

Rowland, qu'ils

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