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A. BERTHOUD. — LA STRUCTURE DES ATOMES 



atomique. Un physicien anglais, Moseley ',a con- 

 staté, en effet, que les racines carrées des fréquen- 

 ces sont, en première approximation, proportion- 

 neUes aux nombres aiomiques. Si, dans un sys- 

 tème de coordonnées, on porte l'une de ces gran- 

 deurs en ordonnée et l'autre en abscisse, comme 

 nous l'avons fait dans la figure 2, on obtient 

 pour chaque série de rayons une ligne droite ^. 



Le spectre de haute fréquence est donc déter- 

 miné simplement parle nombre atomique, et in- 

 versement, connaissant ce spectre, on peut en 

 déduire le nombre atomique. 



Les] recherches systématiques effectuées par 

 Moseley, puis par MM. Siegbahn et StenstrOm, 



20 3o 4o 5o 60 

 Na Ca Zn Zr Sn Nd 



70 80 Q2 N 

 ^fb H3 V 



Fig^ 2, — Bflation entre les nombres atomiques et les racines 

 carrées des fréquences des lignes d'une même série. 



Friman, de Broglie,etc., ontpermis de fixer ainsi 

 le nombre atomique de tous les éléments connus, 

 du sodium jusqu'à l'uranium (à l'exception des 

 gaz nobles). Ces nombres sont tous compris entre 

 11 pour le sodium et 92 pour l'uranium et, dans 



1. Phil. Mag., t. XXVI, p. 1024 (1913), et t. XXVll, 

 p. 703(1914). 



2. Celle loiestexpiimcep.ii- la relation \» = A. N, mais n'est 

 qu'approximative. Les résultats expérimentaux sont repré- 

 sentés très exactement par la formule 



» = A(N— fc)2, 



où A et 6 sont des constantes caracti-ristiijue» do chaque 

 série. Pour les lignes a de la série K, lu fréquence est donnée 

 par la relation : 



■=(f.-?H»-'y=r-(''->. 



et pour les lignes a de In .série L, pur : 



-( i- i) - (^ -'•*)' = à- (^-''^>- 



Uiins ces formules, v» représente la couslanle de Kydberg, 

 voir note 1, page ."i8U. 2' colonne. 



toute cette série de nombres entiers, il n'y en a 

 que six qui ne correspondent à aucun élément 

 connu. On peut en inférer qu'entre le sodium et 

 l'uranium, il ne resteàdécouvrirque sixéléments, 

 savoir: un métal alcalin (87) et un halogène (85), 

 vraisemblablement radioactifs l'un et l'autre, 

 deux éléments des terres rares (61 et 72) et enfin 

 les deux homologues du manganèse (43 et 75). 



Les éléments isotopes, ainsi qu'il était à pré- 

 voir, ont exactement le môme spectre de haute 

 fréquence. C'est ce qui a été constaté, spéciale- 

 ment pour le plomb etle radium G, par MM. Sieg- 

 bahn et Stenstrôm * . 



On voit immédiatement l'importance de ces 

 résultats au point de vue de la classification des 

 éléments^. Mais, pour le sujet qui nous occupe, 

 le principal intérêt de la loi de Moseley consiste 

 en ce qu'elle met en lumière l'existence, dans 

 l'intérieur de l'atome, d'une grandeur, représentée 

 par le nombre atomique, qui croît régulièrement 

 quand on passe d'un élément au suivant. 



Mais quelle est la nature de cette grandeur, 

 que représente-t-elle dans l'édifice atomique? 



* # 



C'est l'étude du passage des rayons « à travers 

 la matière qui est venue apporter une réponse à 

 cette question eu révélant les caractères fonda- 

 mentaux de la structure de l'atome. 



Un fait essentiel es t que les rayonsx (du radium, 

 par exemple) sont capables de traverser sans 

 subir une grande diffusion, des pellicules métal- 

 liques de plusieurs centièmes de millimètre 

 d'épaisseur ou des couches de gaz de plusieurs 

 centimètres. Si on considère que ces pellicules 

 ou ces couches de gaz sont formées de milliers 

 d'atomes juxtaposés, il est absolument exclu que 

 les particules a passent dans les interstices qu'ils 

 laissent entre eux; il faut qu'elles traversent les 

 atomes eux-mêmes. 



Ce phénomène serai t inconcevable si les atomes 

 étaient massifs. Il met en évidence leur structure 

 extrêmement lacunaire. L'atome doit être formé 

 de particules très petites par rapport à ses pro- 

 pres dimensions et qui laissent entre elles des 



1. Comptes rendus, t. CLXV, p. 428. 



2. Les éléments des terres rares, qu'on a parfois comparés 

 à un groupe d'isotopes, évidemment ù tort, ont au contraire 

 des spectres de haute fréquence différents. Leurs nombres 

 atomiques sont compris entre 57 et 72. Ce résultat Tient 

 mettre Un aux discussions relatives à la position qu'il faut 

 attribuer ft ces éléments dans le System» périodique. Il n'y a 

 plus de doute qu'ils doivent se pincer à la suite l'un de l'autre 

 entre le baryum et le tantale, où ils ont une situation excep- 

 tionnelle et anormale puisqu'ils viennent interrompre la' 

 périodicité dans la vai'iation des propriétés des éléments en 

 fonction de leurs nombres atomiques. 



