198 Léon BLOCH. — QUELQUES RÉCENTS PROGRÈS DE LA PHYSIQUE 



QUELQUES RÉCENTS PROGRÈS DE LA PHYSIQUE (1914-1918) 



DEUXIÈME PARTIE' 



V. — L'effet Stark 



J'armi les phénomènes électro-optiques ré- 

 cemment découverts, le plus important est sans 

 contredit VcfJ'el Slurk. Cet elîet, qui avait déjà 

 été observé sommairement par Lo Surdo, con- 

 siste dans la décomposition des raies spectrales 

 sous l'action du champ électrique. L'effet a 

 nettement été mis en évidence par Stark sur les 

 raies de l'hydrogène et de l'hélium. Il a tout de 

 suite attiré l'attention des physiciens parce que, 

 si on le compare à l'effet Zeeman (action du 

 champ magnétique), il est d'un ordre de gran- 

 deur bien supérieur; l'écart des composantes 

 atteint aisément 10 unités d'AngsIrom. Il semble 

 donc qu'on ait pour étudier l'effet Stark des fa- 

 cilités expérimentales plus grandes que pour 

 l'effet Zeeman. 



Toutefois le dispositif de Stark ne se prêtait 

 à l'étude du phénomène électrique que sur des 

 gaz raréfiés et dans des conditions spéciales. A 

 cet égard, il faut considérer comme de réels pro- 

 grès les dispositifs imaginés par Lo Surdo, 

 Wendt, Howell, Anderson, Mendenhallet Wood, 

 qui ont permis d'examiner l'effet Stark sur le 

 lithium, le calcium, l'aluminium, le mercure, le 

 chrome, etc. Les caractères généraux du phé- 

 nomène, tels qu'ils se dégagent de ces recher- 

 ches, sont les suivants : 



1" Les raies H«,Il/3,Hy,HS, de l'hydrogène sont 

 décomposées parle champ électrique et les écarts 

 Av des diverses composantes sont proportionnels 

 au champ E. Sont décomposées de la même ma- 

 nière les raies des séries diffuses de l'hélium et 

 du lithium (Slark, Lussem, Hartmann). 



2° Si l'on observe transversalement par rapport 

 à la direction de 1*% les composantes sont pola- 

 risées les unes parallèlement, les autres perpen- 

 diculairement au champ. Il n'y a pas de polari- 

 sation dans l'observation longitudinale (sauf 

 pour le Li d'après Howell). 



'.i" Quand la source est au repos, la décompo- 

 sition est symélri(iue en ce qui concerne les 

 écarts et les intensités ; elle devient dissymétri- 

 que quand on opère sur les rayons canaux à 

 cause de la superposition de l'effet Doppler- 

 Fizcau. 



1. Voir la première partie dans la Rei'ue i;én. dt-a Sciences 

 (lu 30 loiir» l'JlH, p. 1(10 et suiv. 



4° Dans une même série, l'effet varie avec le 

 rang de la raie; le nombre des composantes et 

 leur écart atigmente (différence avec le phéno- 

 mène de Zeeman). 



5° Les raies correspondantes d'éléments diffé- 

 rents présentent une grande similitude de décom- 

 position. 



t)" Dans les séries autres que la série diffuse, 

 l'effet Stark est faible ou nul (sauf sur les raies 

 H et K du calcium d'après Howell) ; il est égale- 

 ment petit sur les éléments à poids atomique 

 élevé. Certains spectres de bande de l'hydrogène 

 et de l'azote présentent un effet Stark petit, dis- 

 symétrique et complexe. 



Un grand nombre de documents expérimen- 

 taux ont déjà été accumulés sur l'efl'et Stark, et 

 il est hors de doute que la spectroscopie peut 

 attendre beaucoup de recherches nouvelles. Les 

 faits connus sullisent à montrer que les lois du 

 phénomène ne peuvent se concilier a\ec la Mé- 

 canique classique; les formules de l'Electro» 

 optique de Voigt ne correspondent, ni quantita- 

 tivement ni qualitativement, aux résultats de 

 Stark. Par contre Warbuig, Bohr et Schwarz- 

 schild ont montré d'une manière certaine que 

 l'effet Stark rentre dans la catégorie des phéno- 

 mènes soumis à la loi des quanta. I^a cause du 

 phénomène est dans la déformation des orbites 

 stalionnaires par le champ électrique et dans la 

 variation qui en résulte pour les émissions 

 d'énergie au passage d'une orbite à l'autre. En 

 présence du champ électrique, les orbites ellipti- 

 ques ou quasi-elliptiques remplacent les orbites 

 circulaires et l'écart Av observé par Stark est en 

 corrélation avec l'excentricité de ces orbites. 

 C'est précisément j)arce ([ue l'excentricité est 

 grande (elle peut devenir voisine de 1) que l'effet 

 Stark est gros. 



Les considérations précédentes ont amené 

 Hohr à calculer dès iOl'i l'écart caractéristique 

 de l'elTet Slark dans un champ électrique E. II 

 trouve : 



== -, E M-r, • 



(^«) 



cl celle expression ne dillère pas sensiblement 

 de celles qui ont été proposées par Warburg, 

 Garhasso, Cehrcke. Elle est qualitativement 

 d'accord avec les principaux faits éuumérés ci- 

 dessus. Pourtant, c'est une imperfection de la. 



