A. BERÏHOUD. — LA STRUCTURE DES ATOMES 



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espaces rclativcmcnl l'oiisklciiililcs, et ces corpus- 

 cules ne peuvent être que des électrons positifs 

 ou négatifs. 



Les particules « ne traversent cependant pas 

 la matière sans aucune diffusion et les déviations 

 qu'elles subissent sous l'action des forces élec- 

 triques dont l'atome est le siège donnent de pré- 

 cieux renseiijnements surla répartition des char- 

 ges positives et négatives. 



Une première explication de ces déviations a 

 été tentée par J.-J. Thomson, à qui on doit un 

 modèle d'atome dans lequel l'électricité positive 

 est supposée répartie uniformément dans une 

 sphère, dont le;volunie correspond à celui de 

 l'atome, et dans laquelle les élections négatifs 

 sont disséminés régulièrement '. 



Malgré le rôle utile que les idées de Thomson 

 ont eu dans le développement de nos concep- 

 tions sur la constitution atomique, nous ne 

 pouvons nous y arrêter, car elles ne permettent 

 pas de rendre compte des faits observés. La 

 théorie de Thomson suppose, en effet, qu'une 

 particule a, en traversant un atome, ne subit 

 jamais qu'un faible changementde direction. Les 

 fortes déviations qu'on observe toujours en petit 

 nombre sont attribuéesàdes rencontres répétées. 

 Or, une analyse serrée des résultats expérimen- 

 taux de Geiger et Marsden- indique que cette 

 supposition n'est pas conforme aux faits. La ren- 

 contre avec un seul atome peut provoquer une 

 déviation très forte, dépassant parfois 90°. Cette 

 conclusion a pu dès lors être vérifiée par l'obser- 

 vation directe de la trajectoire des particules «, 

 par la méthode de Wilson. 



Si on considère l'énorme vitesse des parti- 

 cules a, il devient évident que de telles déviations 

 ne peuvent être produites que par un champ de 

 force très intense ettel qu'il ne peut exister dans 

 l'atome de Thomson. Pour obtenir un champ 

 suffisamment puissant, il faut supposer, avec 

 Sir Rutherford ', que la charge positive n'est 

 pas répartie dans tout le volume de l'atome, 

 mais qu'elle est condensée vers son centre, dans 

 une région très petite, tandis que les électrons 

 négatifs circulent autour de ce noyau, dans un 

 espace relativement grand. L'atome nous donne 

 donc l'image d'un système solaire en miniature, 

 dans lequel le soleil est représenté par le noyau 

 et les planètes par des électrons négatifs plus 

 ou mpins nombreux. 



La manière très satisfaisante dont elle permet 

 de rendre compte de la loi suivant laquelle le 



1. Phil. Mag., t. XXI, p. 237 (1904). 



2. Proc. Roy. Soc, A, t. LXX.\II, p. 495 (1909) ; Phil. Mag.. 

 t. XXV, p. 604 ;I9I3). 



3. PhH. Mag., t. XXI, p. 669(1911); t. XXVIII, p. 488(1914). 



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nombre des paiiiculesoc déviées d'un angle donné 

 varie en fonction de leur vitesse et de la gran- 

 deur de cet angle, constitue pour la théorie de 

 Rutherford, et son modèle d'atome, une confir- 

 mation expérimentale des plus sérieuses. 



On conçoit qu'une particule « ou S soit déviée 

 d'autant plus fortement qu'elle passe plus près 

 du noyau, et il est possible de calculer, d'après sa 

 déviation, la distancedontelle s'est approchée du 

 centre. C'est ainsi qu'on a pu se faire une idée 

 des dimensions approximatives du noyau et en 

 démontrer rextrcniepetitesse. D'après les calculs 

 de Rutherford, le diamètre du noyau positif de 

 l'or, par exemple, ne dépasse pas 3.10" '^ cm.; 

 il est donc environ 10.0(!I0 fois plus faible que 

 celui de l'atome. Le noyau de l'hydrogène, ainsi 

 qu'on devait s'y attendre, est encore beaucoup 

 plus petit. D'après la vitesse maximum qu'une 

 particule x imprime à cet atome, quand elle vient 

 le frapper, on a pu déduire que la somme des 

 rayons des noyaux atomiques de l'hydrogène et 

 de l'hélium n'est pas supérieure à 1,7.10— '3 cm. 

 Le noyau atomique de l'hydrogène n'atteindrait 

 donc pas même les dimensions de l'électron '. 



Enfin la dispersion des particules « ou (i tra- 

 versant la matière a permis d'évaluer une gran- 

 deur d'une importance fondamentale, à savoir la 

 charge électrique du noyau positif. Or les résul- 

 tats trouvés par Rutherford justifient l'opinion, 

 déjà émise auparavant par van den Broek-, que 

 cette charge, si on prend comme unité celle de 

 l'électron, est exprimée par le nombre atomique. 

 Dans l'hydrogène (N := 11, elle est donc simple- 

 ment égale, au signe près, à celle de l'électron ; 

 elle est double dans l'hélium (N = 2), triple 

 dans le lithium (N = 3), etc. Et ainsi la significa- 

 tion du nombre atomique, dont nous avons déjà 

 relevé l'importance, nous est donnée. Il est d'ail- 

 leurs facile de concevoir comment la charge du 

 noyau peut être le facteur déterminant les pro- 

 priétés de l'atome, mais avant d'aborder cette 

 question quelques remarques sont nécessaires. 



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* * 



Constatons d'abord que l'égalité du nombre 

 atomique et de la charge positive du noyau est 

 en parfait accord avec les lois de déplacement 

 dont nous parlions il y a un instant et nous en 

 apportent L'explication, si on admet que les par- 

 ticules a ou ,3, émises dans les transformations 

 radioactives, proviennent du noyau. S'il en est 

 ainsi, il est clair que l'émission d'une particule 

 «, qui emporte deux charges positives, doit 



1. RUTHEBFOBD et NoTTALi, : P/iH. Mag., t. XXVI, p. 702 

 (1913). et Kltherford : P/iil. Ma^;., l. XXVII, p. 'i»S (1914). 



2. P/iys. Zeil., t. XIV, p. 32 (1913). 



