Opinion des physiciens sur cette théorie

L'hypothèse de Planck a été appliquée à l'émission des rayons cathodiques sous l'influence de la lumière, à la production des rayons Rôntgen par les chocs des rayons cathodiques, à l'émission des rayons ï des corps radioactifs, etc. Partout, elle s'est montrée d'une grande fécondité et les services qu'elle a rendus à la science sont déjà considérables. On lui est même redevable de la solution des grosses difficultés auxquelles se heurtait la théorie cinétique. « La constante de Planck, écrit M. Bauer, doit avoir une signification aussi profonde que la charge électrique de l'électron qui se présente également comme une grandeur invariable » ^). Mais il ajoute : « La théorie nouvelle est encore obscure et à l'état embryonnaire ».

^) Perrix, Lr.s atomes — la lumière et les quanta — p. 216. Paris, Alcan, -) Bauer, Les qicuntités élémentaires d'énergie, p. 147.

Pour M. Bloch « la théorie des quajita s'est attaquée à trop peu de phénomènes pour qu'on puisse dès maintenant se rendre un compte exact de son avenir » ').

De son côté, H. Poincaré se montre moins optimiste. Sans vouloir amoindrir le réel mérite de la théorie nouvelle, il avoue cependant qu'elle lui paraît hardie et prête le flanc à de nombreuses difficultés. « Dans l'état actuel des sciences, dit-il, nous ne pouvons que constater ces difficultés sans les résoudre » ^).

^) E. Bloch, La théorie électyo7iique des métaux, p. 149 (op. cit.). Paris, Alcan, 1913.

2) PoiXC.\RÉ, Les rapports de la matière et de l'éther, pp. 365-378. — Des critiques plus récentçs ont été faites par E. Green. La. radiation naturelle d'un gaz (Revue générale des Sciences, 15 avril 1914, p. 418).

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Les propriétés de la matière

13. Le rôle de l'électron. — Les nouvelles découvertes sur la constitution de l'atome devaient naturellement exercer leur influence sur l'explication des propriétés physiques et chimiques de la matière. En réalité, la théorie des électrons est venue compléter la physique électromagnétique. Depuis longtemps déjà les physiciens avaient mis en relief les étroites analogies existantes entre l'électricité et le magnétisme, entre ces deux phénomènes et ceux de la lumière et de la chaleur rayonnante. Le fait que les actions électromagnétiques se propagent avec la vitesse de la lumière, se réfléchissent et se réfractent, ne fut-il pas le point de départ de la théorie électromagnétique des phénomènes luminiques? Actuellement, on le sait, on n'établit plus, entre les ondes de Téther lumineux et les ondes électromagnétiques, qu'une différence de longueur ou de période, en sorte que si ces dernières avaient leur période un million de fois plus petite, la similitude des deux phénomènes serait à peu près complète.

Mais les rapports entre l'éther et la matière étaient encore obscurs, et les lois des phénomènes qui avaient pour théâtre l'éther et le vide, lois relativement très simples, s'appliquaient difficilement aux milieux matériels. Pour rendre compte des phénomènes optiques et électriques des corps en mouvement, Lorentz émit l'hypothèse de l'universelle présence de l'éther, non seulement dans le vide, mais dans tous les espaces interatomiques et intramoléculaires ; il suppose de plus l'existence, dans tous les milieux matériels, de particules électrisées,

séparées par l'éther et mobiles par rapport à lui '). La découverte aujourd'hui confirmée d'électrons constitutifs des atomes chimiques, leur présence constatée dans toute matière, leur aptitude à se répandre dans l'espace avec des vitesses plus ou moins considérables ; tous ces faits établissent naturellement le lien qui unit la matière à l'éther et donnent k la théorie régnante uu nouveau crédit. Aussi la tendance actuelle générale de la physique est d'expliquer tous les phénomènes en prenant pour base les propriétés électromagnétiques de l'éther et. des particules électrisées qui constituent la matière "").

Citons quelques exemples qui élucideront cette pensée.

Si on élève la température d'un métal, la transmission de la chaleur est censée se faire, non par l'intermédiaire des molécules, mais par le choc des électrons avec les molécules elles-mêmes.

Si un métal est soumis à l'influence d'une force électrique, il se manifeste en lui un courant électrique. Quelle en est la cause ? Elle réside dans le mouvement d'électrons libres. Bien que ce mouvement reste une agitation irrégulière, l'orientation des vitesses dans le sens du champ électrique devient prédominante et donne naissance au courant, qui s'établit cependant sans transport de matière.

Dans les gaz et les solutions électroh'tiques, ce sont les ions, c'est-à dire des atomes ou fragments de molécules, ou des molécules mêmes, porteurs d'un ou plusieurs électrons qui constituent le courant ou déterminent la conductibilité ').

Si un corps est isolant ou ne transmet pas l'électricité, la raison en est que les électrons sont liés aux atomes et les ions à la molécule.

') Laxgevin, Les grains d'électricité, p. 60.

-) Langevin, op. cit., p. 6ï. — H. PoixCARÉ, Science et méthode, p. 247. Paris, Flammarion, 1909.

•*) Mawille, Les découvertes ))iodernes en physique, p. 176. Paris, Hermann, 1909.

La propriété caractéristique des aimants de pouvoir produire un champ magnétique est due à la présence, dans les atomes ou molécules du milieu aimanté, d'électrons qui circulent suivant des orbites fermées.

« La lumière émise par la matière, dit Langevin^ nous apparaît comme l'écho lointain des changements continuels de vitesse auxquels sont soumis les grains d'électricité intérieurs à cette matière, soit par suite des chocs perpétuels auxquels donne lieu leur mouvement d'agitation thermique, soit par suite de la nécessité d'incurver leurs trajectoires pour rester à l'intérieur des atomes auxquels ils sont liés •» ').

C'est encore aux mouvements des particules électrisées que se rattachent les propriétés spectrales, le pouvoir absorbant et émissif de la matière, l'émission des particules cathodiques sous l'influence de la lumière ultraviolette.

La théorie des électrons a donc envahi tous les départements de la physique actuelle ; elle y règne en maîtresse. Il était naturel qu'elle étendît son empire dans le domaine de la chimie. Aussi, beaucoup de chimistes y font appel dans l'interprétation des phénomènes les plus caractéristiques de leur science favorite.

Pour certains, l'électron négatif constitue le lien qui unit entre elles les masses atomiques dans la combinaison chimique ^). Pour d'autres, le nombre de valences d'un atome ou d'un groupe d'atomes serait déterminé par le nombre d'électrons dont se trouvent chargées ces particules. « Le nombre de valences que possède une particule réagissiante, dit W. Herz, est égal au nombre d'électrons que lui attribue la théorie de la dissociation électroly tique. Cette coïncidence entre l'atomicité et la charge électrique est tout à fait digne

') Langevin, Lds gniifis dCékclriciic, p. 88.

2) Ramsay, La chimie moderne, i'° partie, p. 57. l^aris. Gauthier- Villars, 1909.

d'attention, car elle semble de nature à conduire à l'identification des valences et des électrons » ').

Enfin dans la théorie nouvelle, l'affinité devient la force avec laquelle les ions retiennent l'électricité dont ils sont chargés ; de là le nom d'électro-affinité qu'on lui donne ').

En résumé « on ne peut, au point de vue chimique, écrit Nernst, apprécier trop hautement les recherches récentes sur la théorie électronique » ^).

1) Herz, Les Ihzses physico-chimiqiics de la chimie iina/yliqne, p. 48. Paris, Gauthier-Villars, 1909. — Perrix, Les grains d'électricité, p. 56.

2) Abbegg und BoDLANDER, (Zeitschdft fur anorganische Chemie), t. XX, S. 453, >899-

•^) Nerxst, Traité de chimie générale, p. 461. Hermann, 1911.

Citons, à titre d'exemple, l'opinion de Sir Thomson. D'après ce physicien, « l'atome consiste en un grand nombre de corpuscules arrangés h l'intérieur d'une sphère d'électricité positive, les corpuscules se disposant eux-mêmes de façon à être en équilibre sous leur répulsion mutuelle et l'attraction de l'électricité positive. La rigidité et la stabilité du système dépendent du nombre des corpuscules. >^ « Pour quelques nombres particuliers de corpuscules, le système est très rigide et résiste fortement à tout mouvement des corpuscules... cimime l'électricité dépend de ces mouvements, elle ne peut se mouvoir qu'avec une grande difficulté dans ces atomes, et par con;-équent les corpuscules n'exercent qu'une faible action ou même n'en exercent aucune sur les charges électriques extérieures à l'atome. » Les corps ainsi constitués n'ont pas d'affinité, ne se combinent pas avec d'autres atomes Tel est le cas des gaz inertes, le néon, l'argon, etc..

Pour d'autres systèmes, on peut admettre, outre ces corpuscules immobilisés, des corpuscules libres au nombre de i, 2, 3, etc. Ces corpuscules communiquent à l'atome le pouvoir de se combiner à des charges électriques extérieures. Pareils atomes auront donc de l'affinité. La facilité de combinaison dépend du nombre de corpuscules libres et de leur degré de liberté. « Si deux atomes doués de corpuscules libres entrent en rapports si étroits que les corpuscules de l'un exercent une force considérable sur ceux de l'autre, le système composé des deux atomes se réarrangera de façon à passer sous une forme plus stable. » Il peut même se faire que des corpuscules passent de l'un à l'autre pour déterminer l'équilibre. Par suite de cette union, les atomes perdront une partie plus ou moins grande de leur mobilité et de leur pouvoir réactionnel *).

*) Sir Thomson, L' analyse chimique par les rayons positifs, (Revue générale des sciences, 30 septembre 191 1, pp. 718 et suiv.) — Cfr. Ramsav, La chimie

La théorie électronique a obtenu déjà un très grand succès sur le terrain physico-chimique. Elle a permis à la théorie électromagnétique, dont elle est le complément, de poursuivre avec plus d'assurance son œuvre de réduction de tous les phénomènes à des phénomènes électromagnétiques. Mais ce travail, les physiciens eux-mêmes en conviennent, n'est point achevé. Malgré les sérieuses promesses d''avenir, l'hypothèse soulève encore à l'heure présente de réelles difficultés et ne peut se passer, dans l'explication de plusieurs phénomènes, de certaines forces distinctes des énergies électriques et magnétiques ').

Telles sont les idées modernes sur la constitution physique de la matière. A côté d'hypothèses hardies que les physiciens eux-mêmes n'acceptent qu'avec de grandes réserves, à côté de conceptions vraisemblables mais qui dépassent la portée actuelle de l'expérience, nous avons rencontré un certain nombre de faits nouveaux dont le cosmologue ne peut se désintéresser, parce qu'ils jettent un jour nouveau sur la constitution métaphysique de la matière Quels sont ces faits, quelle est leur portée cosmologique ? Nous aurons l'occasion de répondre à ces deux questions au cours de ce traité.

') Langevin, La dynamique cleclroiiiagnétique, p. 114 (Les idées modernes). Paris, Alcan, 1913. — H. Poincaré, Science et méthode, p. 247. Paris, Flammarion, 1909. — Hexriouez, Les concepts fondaineiitaux de la Science, pp. 246 et suiv. Paris, Flammarion, \<j\i.

vioderne, F^ partie, p. 62. Paris, Gauthier- Villars, 1909. — Cfr. Herz, Les bases physico-chimiques de la chimie analytique, p. 48. Paris, Gauthier- ViUars, 1909.