Stochastic light concentration from 3D to 2D reveals ultraweak chemi- and bioluminescence

For countless applications in science and technology, light must be concentrated, and concentration is classically achieved with reflective and refractive elements. However, there is so far no efficient way, with a 2D detector, to detect photons produced inside an extended volume with a broad or isotropic angular distribution. Here, with theory and experiment, we propose to stochastically transform and concentrate a volume into a smaller surface, using a high- albedo Ulbricht cavity and a small exit orifice through cavity walls. A 3D gas of photons produced inside the cavity is transformed with a 50% number efficiency into a 2D Lambertian emitting orifice with maximal radiance and a much smaller size. With high-albedo quartz-powder cavity walls ( P = 99.94%), the orifice area is 1/( 1 - P) approximate to 1600 times smaller than the walls' area. When coupled to a detectivity-optimized photon-counter ( D = 0.015 photon- 1 s1/ 2 cm) the detection limit is 110 photon s- 1 L- 1. Thanks to this unprecedented sensitivity, we could detect the luminescence produced by the non-catalytic disproportionation of hydrogen peroxide in pure water, which has not been observed so far. We could also detect the ultraweak bioluminescence produced by yeast cells at the onset of their growth. Our work opens new perspectives for studying ultraweak luminescence, and the concept of stochastic 3D/2D conjugation should help design novel light detection methods for large samples or diluted emitters

La photolyse de l'eau et l'action de la lumière sur les électrodes

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Sur le mécanisme de l'électrolyse

En faisant intervenir l'énergie d'activation des ions dans les phénomènes de l'électrolyse et en tenant compte des processus d'ionisation des produits de la décharge, on obtient une relation représentant la variation de l'intensité en fonction du potentiel qui est vérifiée par l'expérience dans un très grand domaine des potentiels. La théorie ainsi développée permet de déterminer les énergies d'activation des différents processus; elle révèle, en outre, le mécanisme complexe de toute décharge

Sur quelques propriétés des compteurs photoélectriques

L'auteur a étudié les propriétés générales des compteurs photoélectriques, il donne les résultats d'un grand nombre d'expériences sur diverses substances photosensibles : Al, Mg, Cd, cuivre amalgamé, zing amalgamé, CuI, Cu 2O, CuO, CuS, CdS, Pbs, SnO, tantale oxydé, aluminium oxydé, plomb ioduré, en indiquant les sensibilités spectrales et l'ordre de grandeur du plus petit rayonnement décelable par ces dispositifs; il montre qu'il est possible d'obtenir exceptionnellement des cellules sensibles à 5 × 10^(-11) erg/s/cm^(-2) et plus facilement à 10^(-8) à 10^(-9). Enfin il signale quelques-uns des résultats obtenus dans le domaine chimique et dans le domaine biologique