Léon BLOCH. - QUELQUES RÉCENTS PROGRÈS DE LA PHYSIQUE 



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Ici i' désigne la charge de l'électron, /; la cons- 

 tante de Planck, R une constante universelle re- 

 liée à la charge e et à la masse m de l'électron 

 par la relation 



De (14) et de (15) on tire immédiatement la 

 ftiimule de lidlmei- (v. ci-dessus) : 



R(A-4,) 



(17) 



Or non-seulement on retrouve ainsi le type 

 général des séries de l'hydrogène, mais le coeili- 

 cient R, déterminé par (16), est numériquement 

 éfjal à la constante de Rydberg trouvée expéri- 

 mentalement et désignée par la même lettre dans 

 (13). C'est un premier résultat de la théorie de 

 Bohr d'avoir rattaché ainsi le nombre de Rydberg 

 aux constantes universelles m, e, et h. Observons 

 maintenant que les équations (15), appliquées à 

 l'orbite la plus stable (« = 1), conduisent pour a, 

 u et W à des valeurs qui sont en très bon accord 



. avec ce que nous savons du diamètre, de la pé- 

 riode propre et de l'énergie électrique d'un atome 

 d'hydrogène : on trouve a = iO-», en bon accord 

 a^^ec les valeurs fournies par la théorie cinétique 

 des gaz, w =: 0,6. 10'", fréquence voisine de celle 

 qui a été observée parLynian, W^2.10" ero-s, 

 ce qui correspond à un voltage d'ionisation de 

 13 volts, effectivement mesuré dans l'hydrogène. 

 Toutes ces concordances indiquent que l'hypo- 

 thèse de Bohr est, dans le cas de l'hydrogène, 

 très voisine de la réalité. 



Encouragé par ces résultats, Bohr a appliqué 

 sa théorie à la déduction des formules spectrales 

 relatives auxatomes plus compliqués que l'atome 

 d'hydrogène. Un cas particulièrement impor- 

 tant est celui de l'hélium. On sait que Ruther- 

 ford a démontré l'identité des particules « avec 

 le noyau central de l'atome d'hélium. Il est donc 

 naturel de considérer avec Bohr l'atome d'hé- 

 lium neutre comme constitué par un noyau de 

 masse 4 fois plus grande que la masse du noyau 

 (l'hydrogène, et portant une charge |)ositive dou- 

 ble : cette charge positive est compensée par la 

 présence de deux électrons diamétralement op- 

 posés circulant sur la même orbite. Appliquons 

 à ce modèle la Théorie des quanta sous la forme 

 qui a conduit aux équations iT5) et (17). Bohr 

 établit sans peine pour les raies de l'hélium une 



'. formule du type de Balmer, avec cette seule dif- 

 férence que R est remplacé par 4R. Or on con- 

 naît des séries spectrales de l'hélium qui rentrent 

 précisément dans ce type. La série dite « série 

 principale de l'hydrogène » s'obtient en faisant 

 «1 = 3 ; la série dite » deuxième série secondaire 



de 1 liydrogène » s'obtient eti faisant //^ =4; ces 

 séries sont des séries de l'hélium. Elles appa- 

 raissent dans l'hydrogène qui contient d<' l'hé- 

 lium ou dans les spectres d'étoiles à hélium 

 (Pickering, Evans, Paschen). De plus, la valeur 

 de W donnée par (15) s'accorde très bien, comme 

 l'a montré Rau, avec les mesures précises de po- 

 tentiel disruptif dans l'hélium. 



Ajoutons que la constante de Rydberg R qui 

 figure dans la formule de Balmer pour l'hydro- 

 gène ne doit pas être rigoureusement égale à 

 celle qui intervient dans le cas de l'hélium. La 

 théorie, telle que nous l'avons esquissée plus 

 haut, suppose en efl'et le noyau central immobile 

 et l'électron seul soumis au mouvement képlé- 

 rien. Or ceci n'est vrai que si la masse centrale 

 est très grande par rapport à celle de l'électron 

 (éléments à poids atomique élevé) ; pour les élé- 

 ments légers (hydrogène, hélium), le noyau obéit 

 plus ou moins à l'attraction de l'élection et le 

 mouvement est un mouvement képlérien relatif: 

 on sait qu'alors la masse attirante M doit être 

 remplacée par une masse fictive M -\- m. 11 suit 

 de là que la constante de Rydberg n'atteint sa 

 valeur théorique R que pour les corps à poids 

 atomique élevé: pour l'hydrogène et pour l'hé- 

 lium elle doit être corrigée à l'aide du facteur 



ni 

 1 + ^- C'estexaclemeiil ce que donne l'expérience 



lorsqu'on compare avec précision les formules de 

 Balmer déterminées spectroscopiquemenl pour 

 l'hélium et pour l'hydrogène. 



L'atome le plus simple après l'hélium est 

 l'atome de lithium. A l'état neutre, il comporte 

 d'après Bohr un noyau central portant la charge 

 -\- de, deux électrons diamétralement opposés 

 sur une mêmeoibite intérieure et un électron sur 

 un anneau extérieur (cf. Bohr, Hartmann, Kent). 

 Ensuite vient l'atome de ghiciniuni, puis les au- 

 tres éléments du tableau périodique, auxquels 

 Bohr assigne une constitution de plus en plus 

 complexe. Cette description est naturellement 

 provisoire; pour les atomes compliqués, elle ne 

 va pas sans quelque arbitraire. 11 n'en est que 

 plus intéressant de signaler le rapprochement 

 fait par Bohr entre les atomes à structure com- 

 plexe et les atomes relativement bien connus de 

 l'hydrogène et de l'hélium. Admettons la loi, sur 

 laquelle nous reviendrons plus loin, d'après la- 

 quelle l'atome qui occupe dans le Tableau pério- 

 dique le rang N possède un noyau positif de 

 charge -f- Ne. Tout atome, privé d'un de ses élec- 

 tions, agira à grande distance comme un noyau 

 unique de charge -\- e : il se comportera donc 

 comme hydrogénoldc, c'est-à-dire qu'il donnera 

 naissance à une série du type de Balmer. Si par 



