[PDF] Effet photoélectrique sélectif et effet photoélectrique normal

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EFFET PHOTOÉLECTRIQUE SÉLECTIF ET EFFET

PHOTOÉLECTRIQUE NORMAL

Par MM. R. POHL et P. PRINGSHEIM.

Je sais

pleinement apprécier l'honneur que vous m'avez fait en m'invitant à exposer, en

Sorbonne,

devant la Société française de

Physique,

les travaux que j'ai exécutés au courant de ces der- nières années en collaboration avec mon ami M. Pohl. Le sujet de nos recherches a été l'effet photoélectrique, qui consiste, vous le savez, dans l'émission d'électrons sous l'action de la lumière. Vous appelez cet effet en

France,

le plus souvent, l'effet Hertz-Hailwacks, associant ainsi les noms des deux savants qui l'ont découvert, aux- quels il faudrait, pour

être

juste, joindre ceux de Lenard et de

J.-J. Thomson. Heinrich Hertz a observé

que la décharge par étincelle était facilitée en illuminant les électrodes avec de la lumière ultra-violette, et Hallwachs a constaté que chaque conducteur portant une charge négative perdait cette charge sous l'influence des r ayons

à courte

longueur d'onde. Mais ce furent Lenard et Thomson qui prouvèrent, presque simultanément, que cet effet avait son ori gine dans l'émission de rayons corpusculaires analogues

à des

rayons cathodiques très lents, d'une vitesse initiale de quelques volts. A la suite de ces découvertes, le problème de l'effet photoélectrique sem- blait près de recevoir sa solution complète, car il apparaissait comme le phénomène inverse de l'émission de la lumière : un électron effec- tuant sous l'action d'une force quelconque un mouvement périodique est l'origine d'une radiation

électromagnétique;

ce rayon de lumière est absorbé par un autre électron en résonance, qui est lié à l'atome d'un métal, et lui transmet une

énergie qui parfois

suffit à le projeter au dehors de l'atome. Mais depuis lors de nombreux travaux consignés dans plus de six cents mémoires ont été publiés sur ce sujet, et comme il arrive si souvent en physique, le problème est devenu par là de plus en plus compliqué.

Il suffira de

rappeler que dernièrement plusieurs auteurs ont avancé l'opinion que l'émission d'électrons dans l'effet photoélectrique ne résulte pas d'une action directe de la lumière sur le métal, mais qu'elle serait plutôt la conséquence secondaire d'une (1)

Conférence faite à la Société

française de

Physique

le 17 avril 1914.Article published online by 526
réaction quasiment chimique entre le métal et le gaz voisin, de sorte que, sans la présence de gaz, l'effet photoélectrique disparaîtrait. Nous n'avons jamais pu vérifier cette vue, et même nos expériences ne nous permettent pas de l'accepter comme juste.

On avait

déjà anté- rieurement rapporté des faits qui, bien que prouvés isolément par des expériences, semblaient en contradiction. Telle fut la découverte d'Elster et Geitel : le nombre des électrons émis par une surface liquide de sodium-potassium est fort augmenté, dès que le vecteur

électrique

de la lumière possède une composante normale à la sur- face du métal, alors que l'on savait que, pourles autres métaux, l'effet photoélectrique

était

indépendant de la polarisation de la lumière.

Nous réussîmes d'abord à montrer

que, même pour les métaux alca- lins, l'efficacité supérieure plus grande de lalumière lorsque le vecteur

électrique estparallèleau plan

d'incidence était limitée sélectivement à une région du spectre assez

étroite;

en approfondissant cette ques- tion, nous fûmes amenés à discerner dans l'émission d'électrons sous l'action de la lumière deux effets essentiellement différents. Nous appelons le premier sélectif, parce qu'étant un phéno- mène de résonance il n'existe que dans un intervalle limité du spectre et atteint pour une certaine longueur d'onde un maximum très marqué, dont la position varie avec le métal employé ; en deçà et au delà du maximum, le courant photoélectrique décroît rapide- ment. C'est un indice caractéristique de l'effet sélectif que, pour lui, les électrons suivent la direction du vecteur

électrique

de la lumière, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent quitter le métal que tant que ce vecteur possède une composante normale à la surface. L'existence de l'effet sélectif n'a été prouvée avec certitude que pour les métaux alcalins et quelques-uns de leurs alliages.

Tout au

contraire, l'effet pho1oe'lectrique normal semble être une propriété qui appartient sinon à toute matière solide, pour le moins

à tous les

métaux, et c'est lui qui fait l'objet presque exclusif des travaux antérieurs aux nôtres. Dans l'effet normal, la polarisation de la lumière est sans influence aucune (pour une longueur d'onde donnée, le nombre des électrons émis est toujours proportionnel l'intensité de la lumière absorbée), et le nombre des électrons émis augmente constamment quand on s'avance dans la partie ultra-vio- lette du spectre.

Si le métal

possède en outre un effet sélectif, les deux effets se superposent et l'on obtient une courbe représentée figure

1 : les

527
abscisses sont les longueurs d'onde les ordonnées, les cou- rants photoélectriques par unité d'énergie lumineuse incidente; la partie N appartient

à l'effet

normal,

S à l'effet

sélectif; la courbe correspondant aux nombres vraiment observés, c'est-à-dire à l'ad- dition des deux autres, est tracée en traits pleins : N S.

Pour obtenir une telle

courbe, il faut mesurer pour différentes longueurs d'onde à l'aide d'une pile thermoélectrique l'intensité de la lumière, et en même temps les courantsquotesdbs_dbs19.pdfusesText_25

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