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Auteur(s)
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Alain PETIT : Docteur d’État en physique - Chef de la section Photo-ionisation et spectroscopie - Centre d’études nucléaires de Saclay
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Le développement récent de lasers continus et fiables a permis de fournir de nouvelles données spectroscopiques. De nouvelles techniques fondées sur les propriétés spécifiques des lasers (monochromaticité, densité d’énergie...) ont été introduites dans le domaine de la spectroscopie optique ; elles ont permis de faire des mesures plus précises des longueurs d’onde spectrales des transitions atomiques, des moments dipolaires de transition, des constantes hyperfines...
Cependant, malgré les avantages évidents et le succès des lasers accordables en spectroscopie atomique et moléculaire fondamentale, les lasers n’ont pas remplacé les outils classiques en spectroscopie analytique jusqu’à maintenant. Les méthodes utilisant ces techniques laser dans le domaine de l’analyse chimique ne sont appliquées que dans quelques laboratoires de recherche dans le monde. Cela est certainement dû au fait que le plus utilisé des lasers accordables, le laser à colorants, est encore trop compliqué et trop cher pour être une solution alternative aux méthodes classiques dans le domaine de l’analyse de routine. La plage de longueur d’onde limitée des colorants entraîne une capacité limitée en analyse multiélémentaire, à moins de pouvoir changer automatiquement le colorant du laser. La dégradation du colorant en fonctionnement induit une décroissance de la puissance laser au cours du temps. Enfin, les lasers sont des instruments sensibles qui nécessitent souvent un réalignement et un nettoyage des optiques. À ce titre, le développement rapide des lasers à semi-conducteurs (diode laser) permet d’envisager de nombreuses applications dans le domaine de l’analyse, ces lasers ne possédant pas les inconvénients mentionnés précédemment.
Actuellement, il existe déjà une forte demande de l’industrie, de la médecine, de la recherche pour des techniques analytiques permettant la détermination de quantités absolues de traces d’éléments dans le domaine du femtogramme (10 –15 g) ou de l’attogramme (10 –18 g).
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Principales techniques utilisant les constantes des spectres atomiques4. Étalons de longueurs d’onde
Ce paragraphe présente les principaux étalons de longueurs d’onde utilisés dans le visible, l’ultraviolet et le proche infrarouge.
4.1 Étalon primaire
En 1960, le mètre étalon iridium-platine a été abandonné et le mètre a été redéfini comme étant égal à 1 650 763,73 fois la longueur d’onde dans le vide de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux 2p10 et 5d5 de l’atome de krypton 86.
Depuis, la longueur d’onde de cette raie rouge orangé est l’étalon primaire de longueur d’onde et est égale à 605,780 211 nm dans le vide ou 605,612 525 nm dans l’air.
HAUT DE PAGE4.2 Étalons secondaires
Il existe 2 classes d’étalons dans cette catégorie.
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Étalons secondaires de classe A
Ils sont constitués d’un nombre faible de longueurs d’onde très reproductibles qui ont été comparées à l’étalon primaire par plusieurs laboratoires avec une précision comparable à celle de l’étalon primaire.
Ces longueurs d’onde peuvent remplacer l’étalon primaire pour faciliter les mesures interférométriques dans différentes régions spectrales.
Le Comité consultatif pour la définition du mètre a décidé, en octobre 1962, d’adopter les longueurs d’onde données dans le tableau A () pour l’utilisation en tant qu’étalons secondaires de classe A.
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Étalons secondaires de classe B
Pour les mesures classiques de raies spectrales avec une précision meilleure que 0,001 nm, il a été nécessaire d’avoir à disposition un grand nombre d’étalons secondaires dont les longueurs d’onde sont connues avec une précision supérieure ou égale à 0,000 1 nm, mais qui ne nécessitent pas la haute précision des étalons de classe A.
À titre d’exemple, nous donnons une liste partielle des 1 016 raies du fer observées en arc ouvert (tableau B en ) et les longueurs d’onde d’un certain nombre de raies du krypton 86 recommandées comme étalons secondaires (tableau C en .
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Étalons de longueurs d’onde
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SLAVIN (M.) - Atomic absorption spectroscopy, vol 25 of series : chemical analysis. - John Wiley and Sons, New York (1978).
-
(2) - PRICE (W.J.) - Spectrochemical analysis by atomic absorption, - Hyden and Sons ; Londres (1979).
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(3) - VAN LOON (J.C.) - Analytical atom absorption spectroscopy. - Academic Press, New York (1980).
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(4) - CANTLE (J.E.) - Atomic absorption spectrometry. - Elsevier Scientific Publ., Amsterdam (1982).
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(5) - WELZ (B.) - Atomic absorption spectrometry. - Verlag Chemie, Weinheim (1985).
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(6) - GREENFIELD (S.), Mc GEACHIN (H.McD.), SMITH (P.B.) - * - Talentala 22, 1, p. 1 et 553 (1975) ; 23, 1 (1976).
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