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Fi. 2

Maïs, au contraire de la lumière naturelle, dont le spectre s'étend sans limites nettes du côté du rouge comme du côté du violet, le spectre x s'arrête net du côté des petites longueurs d'ondes. Des mesures précises ont montré que cet arrêt du spectre se produisait lorsqu’est atteinte la fréquence qui’ correspond au voltage max. auquel est soumis le tube ;

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lintensité du spectre continu s’annule pour une ra- Giation de fréquence maxima » reliée au potentiel

EEE À AS 3 V d'excitation par relation d’Einstein vo = re

(h = constante universelle de Planck = 6,54.10°7 ergs-seconde, d'après Ladenberg ; e = charge de l'électron = 4,774.10! unités électro-statiques ;

V = différence de potentiel aux bornes du tube).

Le spectre continu apparaît donc, comme formé d'une infinité de radiations, depuis les radiations de très grande longueur d'onde jusqu'à une longueur d'onde minima, longueur d'onde limite rigoureusement donnée par la relation d'Einstein.

Sommerfeld a montré pourquoi il en était ainsi. Les électrons émis sous potentiel constant, animés par conséquent d’une même vitesse, sont diversement arrêtés par l’anticathode : les uns rencontrant franchement un atome vont être arrêtés brusque- : ment ; le temps de freinage sera court et une radiation de courte longueur d'onde prendra naissance ; d'autres, au contraire, ne seront arrêtés qu'après plusieurs chocs successifs avec des atomes ; le temps de freinage sera plus long et la radiation émise sera de plus grande longueur d'onde. Le blocage ou le ralentissement progressif de l’électron provoquera une vibration x dont la fréquence sera proportionpelle à sa rapidité d’oscillation ; plus il oscillera lentement, plus les ondes formées seront longues, et, inversement, plus il oscillera rapidement, plus les ondes seront courtes. Ainsi s'explique ce fait que le

D rayonnement x ne puisse jamais être homogène et monochromatique, et la difficulté d’avoir une mesure exacte de la qualité d’un rayonnement considéré é

Cette difficulté s'accroît encore du fait que l'élément constitutif de l’anticathode joue un rôle important dans la qualité du rayonnement total. L'examen des specirogrammes 1 et 2 montre, en effet, que des raies se détachent sur le fond spectral .conüinu que nous venons d'étudier. Ce sont les recher- .ches de Moseley qui ont montré l'existence de ce rayonnement, caractéristique de l'élément constituant l’anti- cathode, et qui peut êtré étudiée par la méthode du cristal. Ces recherches avaient également montré que ce rayonnement caractéristique, émis par une anticathode donnée, n'est pas non plus monochromatique, mais qu'il se compose de plusieurs séries de radiations de longueur d'onde différente, une série étant un ensemble de radiations apparaissant brusquement pour une certaine différence de potentiel.

Examinons, en effet, le spectre donné par une ampoule à anticathode de tungstène excitée sous des potentiels croissants. Nous remarquons tout d'abord un speétre continu allant en s’estompant du côté des grandes longueurs d'ondes et s'arrêtant brusquement du côté des petites. Si nous faisons croître la différence de potentiel, le spectre ‘étendra du cÔtÉ des courtes À sans toutefois cesser de s s'arrêter brusquement. Si, pour éviter l'absorption par l'air, le

grandes à, et, vers 2.035 volts, raies diffuses se'i super posant au.

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vers 70.130. volts. Ces.

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L'Atome de Bohr et la théorie des quanta

Pour épurer le rayonnement si complexe fourni par un tube, pour le rendre plus homogène, on utilise des filtres dont l’action repose sur le phénomène de l’absorption. Mais il est difficile de bien comprendre ce phénomène sans connaître la théorie des quanta et la théorie de Bohr, qui repose sur cette dernière, théories qui semblent bien rendre compte des nombreux faits expérimentaux et tant de fois vérifiées qu'elles ont acquis la solidité de lois.

Jean Perrin, le premier, dès 1900, avait assimilé l'atome, jusque-là considéré comme insécable, à un système planétaire en miniature dans lequel les électrons circulaient autour d'un noyau comme les planètes autour du soleil. Ces idées, adoptées par tous, amenèrent d’autres recherches parmi lesquelles celles de Bohr semblent le mieux concilier la théorie et les faits expérimentaux. Pour Bohr, l'atome serait constitué par un noyau central, électro-positif, portant une charge déterminée toujours multiple entier de la charge élémentaire e (4,774.10! unités électrostatiques). Autour de ce noyau gravitent des élec-

trons électro-négatifs, portant chacun cette même charge élémentaire et en nombre tel que leurs charges compensent êxactement celle du noyau positif.

Le noyau est donc le seul élément variable de l’atome puisque sa masse est égale au total des masses des électrons, tous semblables, qui gravitent autour de lui; de plus, tout atome est normalement en équilibre de gravitation, les masses en présence étant égales et la charge du noyau égale et de signe contraire au total des charges élémentaires des électrons en gravitation.

Ces électrons ne sont d’ailleurs pas disposés au hasard, mais répartis en différentes couches ou nijveaux plus ou inoins nombreuses suivant l'atome envisagé, et désignées en partant du noyau, par les lettres K. L. M. N., etc... Enfin, ces électrons ne sont pas immobiles mais décrivent une trajectoire elliptique, d’après Sommerfield, dont le noyau occupe un des foyers. Il y a donc, pour chaque niveau, une trajectoire, et Smékal admet que ces trajectoires ne. sent pas sur un même plan, mais font entre elles un certain angle. Pour Rutherford, la trajectoire la plus proche du noyau en serait éloignée de ro-° cm. et la plus éloignée de 10-* cm.

Chacun de ces niveaux a tendance à être saturé, à contenir le maximum d'électrons qu'il peut admettre, soit 2 pour le niveau K, 8 pour L, 18 pour M, 3> pour N, etc..…., et l'atome est alors en équilibre parfait. Mais de niveau le plus périphérique peut ne pas être saturé : F'atome.est alors instable et cherchera à

assurer son équilibre en formant, avec un autre atome, une Combinaison plus stable ; ainsi s’expliquerait l’affinité chimique. |

On peut, d'après ces idées, concevoir une nouvelle classification des corps simples d’après le nombre d'électrons gravitant autour du noyau de l’atome du corps considéré ; ce nombre, appelé nombre atomique, correspond grossièrement à la moitié du poids atomique de l'élément envisagé. Le chimiste russe Mendéléeff, en groupant, il y a plus de cinquante ans, les éléments chimiques par ordre de poids atomique croissant, a dressé un tableau qui donne, pour beaucoup de corps, et sans que cependant ce fut là son but, ce nombre atomique représenté par le symbole N. :

Chaque électron possède une certaine énergie, somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle due à l'attraction électrostatique du noyau, attraction qui fait équilibre à la force centrifuge et ne dépend que de la masse et de la proximité du noyau et maintient l'électron sur son niveau. Cette énergie totale d’un électron sur son orbite sera d'autant plus grande que l'orbite est plus éloignée du noyau, donc ira croissant dans le sens K, L, M, N. Par contre, la quantité d'énergie qu'il faudra dépensér, pour expulser hors de l'atome à l'infini un électron, ira en décroissant dans le sens K, L. M, N, puisque l’électron voit son énergie totale s'accroître à mesure qu'il s'éloigne du M | het qu'il s’agit de séparer deux charges de signes con-

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iraires à partir de positions initiales qui sont d’autant plus rapprochées que le niveau considéré est plus voisin du centre.

Ainsi, lorsqu'un électron de niveau M, par exempleé, possédant une énergie propre Wm, passera sur lé niveau L, il perdra de son énergie, et, c'est cette énergie, égale à Wm-WlI, qui se retrouvera sous forme de rayonnement. [l faut donc, pour produire un rayonnement, qu'un atome soit le siège d'un mouvement électronique centripète, et, pour cela, expulser un éléctron hors de l'atome, donc dépenser une quantité d'énergie au moins égale à l'attraction qu'exerce le noyau sur l'électron envisagé, attraction qui est d'autant plus forte que le niveau de cet électron est plus près du noyau.

Cette quantité d'énergie ou travail d'extraction peut être exprimée soit en ergs, soit, comme on a coutume de le faire, en volts, en tenant compte de la transformation de l'unité d'énergie cinétique en unité électromagnétique.

Chaque niveau de l'atome mécessitera, pour l’extraction d’un électron, un minimum d'énergie W, proportionnel à la fréquence du rayonnement émis, et dont la valeur sera donnée par la formule :

Wi= hy dans laquelle W exprime le quantum en énergie, v

la fréquence du rayonnement et h, constante universelle de Planck-Einstein = 6,55.10-* erg. sec.

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