W. HITZ — LES SPECTRES DE LIGNES ET LA CONSTITUTION DES ATOMES 



i:i 



LES SPECTRES DE LIGNES ET LÀ CONSTITUTION DES ATOMES 



I. — GÉNÉRAUTICS. 

 NOl'VEI.LES LOIS EMPIRIQUES. 



La naliirc des atomes et des forces moléculaires 

 nous est, on le sait, bien peu connue, malgré les 

 flTorts toujours renouvelés des chercheurs; la 

 grande difficulté du problème vient, en etl'et, de ce 

 que ce ne sont pas, en règle générale, les propriétés 

 des atomes, mais des moyennes compliquées, dé- 

 pendant de l'agitation moléculaire et des condi- 

 tions extérieures, qui font l'objet de nos percep- 

 tions. Pourtant il est, à cette règle, une exception 

 importante : les spectres des corps simples nous 

 renseignent d'une façon immédiate sur les modes 

 de vibration des atomes, car la position des raies 

 dans le spectre est à peu près complètement indé- 

 pendante soit de la température, soit des condi- 

 tions extérieures, et même des actions des molé- 

 cules les unes sur les autres. Évidemment, s'il 

 était possible de conclure des vibrations des 

 charges électriques de l'atome aux forces qui les 

 produisent et à la disposition ou au mouvement 

 des charges elles-mêmes, le problème serait résolu ; 

 la précision extrême des mesures spectrales nous 

 fournit donc, sur ce sujet, des documents nom- 

 breux et précieux, écrits malheureusement eu des 

 hiéroglyphes que nous ne savons pas déchiffrer. 

 Pourtant, quelques résultats ont été obtenus dans 

 cette voie, grâce à la remarquable simplicité de 

 quelques-unes des lois empiriques reliant entre 

 elles les longueurs d'onde d'un spectre. On va voir 

 que le problème comporte, en elFet, pour l'hydro- 

 gène du moins, une solution très simple, qui s'ac- 

 corde parfaitement avec les vues générales sur la 

 constitution des atomes auxquelles ont mené les 

 dernières découvertes. 



Rappelons la formule remarquable, découverte 

 par Balmer, ([ui relie entre elles les longueurs 

 d'onde X des raies du spectre de l'hydrogène. Elle 

 peut s'écrire, en désignant par N une certaine 

 constante : 



Tè-i]- 



En donnant successivement à m les valeurs 3, i, 

 5, ..., 32, on obtient exactement les longueurs 

 d'onde de toutes les raies de l'hydrogène. L'erreur, 

 si elle existe, semble être inférieure au cent-mil- 

 lième. 



Pickering a découvert, dans certaines étoiles 

 où l'hydrogène prédomine, une seconde série de 

 lignes, que nous ne savons pas encore produire au 



hiboratoire, et (|ui sont données par la foriiiuh' 

 î— — ,1 . Ji) = 1 . 2, 3 . . . , 



-f- 



où N désigne la même constante (|ue plus liaul. 



On est porté, avec Balmer et Rydberg, à penser 

 qu'en réalité ces formules devraient s'écrire cha- 

 cune avec deux nombres entiers arbitraires m et //, 

 en sorte que le spectre de l'hydrogène .serait donné 

 par les foi'mules : 



» k-\ = -'-^' 



N }. n- tir 

 111 1 



(..,.;)• 



les valeurs ii^'-i. -4 ..., correspondant à des lignes 

 infrarouges. Cette hypothèse a reçu tout récem- 

 ment une confirmation éclatante. Sur mes indica- 

 tions, M. Paschen a efTectivement trouvé deux 

 lignes infrarouges de Fliydrogène, qu'il a pu me- 

 surer avec une grande précision ' : il a obtenu : 



Or, les formule: 



donnent X= 18. 751, ti et 12. SI 8,7; laccord nelais.se 

 rien à désirer. 



11 semble que la recherche de systèmes méca- 

 niques ou électromagnétiques dont les vibrations 

 soient représentées par des formules d'une telle 

 simplicité ne soit pas une entreprise déraisonnable. 

 D'ailleurs, des lois analogues ont été découvertes 

 dans d'autres spectres, comme on sait, par Ryd- 

 berg, Kayser et Runge. Ici encore, la démonstra- 

 tion est faite ^ que les formules contiennent deux 

 entiers arbitraires. En première approximation, on 

 peut les écrire, avec Rydberg : 

 1 1 



_l_ 

 xx' 



n -|- a- (m-|-a'l'' 



et, plus exactement, comme la montré l'auteur de 

 cet article : 



'■^1 ^ 



(-. + .' + ,f («H-.^.^)' 



' F. Paschen : Ann. der Pliysik, octobre ia08. 



' Pour plus de détails sur ce qui suit, consulter mes diffé- 

 rents Mémoires : C. /?., t. CXLV. [i. 178, 1907; Physikal. 

 Zeitschr., août 1908 ; The Astropbysical Journal, oclo- 

 bre 1908; Ann. der Physik. t. XXV, p. 660, 1908 



