BECQUEREL

système (formé de matière, champs électromagnétiques, rayonnements, etc.) est accompagnée d'une variation de masse de ce système, égale au quotient de la variation d'énergie par le carré de la vitesse de la lumière.

Toute forme d'énergie possède de l'inertie; la masse de

la quantité d'énergie W es/ — r-

Toute masse m représente une énergie totale me .

Quelques CONSÉQUENCES de l'inertie de l'énergie

(M. Langevin). — 1 "" VARIATION DE LA MASSE AVEC LA TEMPERATURE. — Une quantité d'eau dont la masse est égale à 1 greimme à la température de 0" doit avoir à 100** une masse plus grande. La différence (5 . 1 0~** gramme) est d'ailleurs insensible. Malgré la petitesse de cet effet, I exemple fait comprendre que la notion de masse cesse de se confondre avec celle de quantité de matière, .

2° reactions chimiques. — Delà chaleur étant mise en jeu dans les réactions chimiques, comme cette chaleur a une masse, la masse du composé n'est pas rigoureusement égale à la somme des masses des composants. Par exemple, lorsque 2 grammes d'hydrogène s'unissent a 1 6 grammes d'oxygène, il se dégage sous forme de chaleur une énergie égale a 2,87 . 1 0^* ergs. On n'obtient pas 1 8 grammes d'eau, mais

o"T7\«ô~ — ^*^' ' ^ gramme en moms.

3° transformations radioactives. — Dans les transformations radioactives, l'énergie libérée est considérablement plus grande que dans les réactions chimiques. Par exemple, la masse globale de l'hélium et du plomb engendrés par transformation complète d'une certaine

quantité d'uranium est certainement inférieure de plus

de , ^^^^ à la masse de cette quantité d'uranium. 10000

Prout a émis rh3rpothèse que les divers atomes sont construits à partir d'un élément primordial, l'hydrogène. Cette h3rpothèse de Tunité de la matière est de plus en plus confirmée par les découvertes récentes : par exemple. Sir Rutherford a montré que le choc d'une particule a (atome d'hélium lancé par un corps radioactif) contre un atome d'azote peut détacher de celui-ci un atome d'hydrogène. D'après la mécanique ancienne, la masse d'un atome quelconque, devrait alors être un multiple exact de celle de L'atome d'hydrogène, c'est-à-dire que les poids atomiques, calculés en prenant pour unité celui de l'hydrogène, devraient être des nombres entiers. C'est la loi de Prout, qui est effectivement à peu près vérifiée car les poids atomiques sont voisins de nombres entiers ; cependant il subsiste des écarts :

Lithium 6,94, bore 10,90, carbone 11,91, etc.

M. Langevin a proposé l'explication suivante : la formation des atomes (par désintégration radioactive ou par un processus inverse non encore observé, mais qui s'est nécessairement produit dans la formation des atomes lourds) a été accompagnée de variations d'énergie interne par émission ou absorption de rayonnement. La masse de l'énergie rayonnée ou absorbée est la cause des écarts , et ceux-ci

1 . II est probable que le noyau atomique de rhydrogène est l'électron positif. de masse 1 700 fois plus grande que la masse de l'électron n^atif. On a toutes raisons de penser que l'atome d'hydrogène est formé d'un électron positif et d'un électron n^atif gravitant autour du premier.

2. Il faut toutefois noter que d'autres écarts sont dus à l'existence de mélanges de corps isotopes, ayant mêmes propriétés chimiquet mais des poids atomiques diffé* reots. Tel est le cas. par exemple, pour le chlore (35,3) qui est un mélange de deux corps de poids atomiques 35 et 37.

sont tels que les énergies mises en jeu seraient du même ordre de grandeur que celles observées au cours des transformations radioactives.

La MATIÈRE RÉSERVOIR d'ÉNERGIE. — Soient Wq la masse au repos d'un corps, m sa masse pour les observateurs relativement auxquels il possède la vitesse v ; l'énergie totale du corps, pour ces observateurs, est :

(16) W=mc

2 moc

— moc -\- — - mov + ^

mo

Le second terme et les suivants (en nombre infini), qui contiennent les puissances supérieures de v, représentent l'énergie cinétique due à la vitesse v (relativement aux observateurs considérés). Cette énergie croît indéfiniment lorsque la vitesse v tend vers la vitesse de la lumière. Pour les faibles vitesses elle se réduit pratiquement au second terme

— moV^ (expression ancienne de la force vive).

Le premier terme moc* est l'énergie que renferme la matière au repos ; c'est la somme des énergies cinétiques et potentielles des particules électrisées (électrons) qui, en dernière analyse, composent la matière. Cette énergie est fantastique ! un seul gramme de matière, quelle que soit la nature de celle-ci, correspond à la présence d'une énergie interne égale à 9.10"^ ergs, énergie qui permettrait de soulever trente millions de tonnes au sommet de la tour Eiffel.

DYNAMlOUÉ DE LA RELATIVITÉ 69

Presque toute cette énergie interne appartient aux noyaux atomiques, qui sont des mondes insensibles à la plupart des actions que nous pouvons produire . Une très faible partie de l'énergie des noyaux est libérée spontanément dans les transformations radioactives. Une portion d'énergie beaucoup plus petite encore, provenant, non plus des noyaux des atomes, mais des électrons qui gravitent autour de ces noyaux est dégagée dans le rayonnement (chaleur rayonnante, lumière, rayons X) ou mise en jeu dans les réactions chimiques.

LE PRINCIPE DE ly\ CONSERVATION DE LA MASSE SE CONFOND AVEC LE PRINCIPE DE LA CONSERVATION DE L'ÉNERGIE. — Dans un système isolé, les diverses parties échangent de l'énergie entre elles; les masses individuelles des corps ne se conservent donc pas ; seule la masse de l'ensemble reste invariable. Le principe de la conservation de la masse n'est pas distinct du principe de la conservation de l'énergie, puisque la masse de toute substance mesure son énergie totale.

Unification des principes de conservation de

LA masse, de l'énergie ET DE LA QUANTITÉ DE MOUVEMENT. — CONSERVATION DE l'iMPULSION d'univers. — Dans la mécanique classique, en plus des deux principes de conservation de la masse et de l'énergie, qui apparaissaient comme distincts, mais qui deviennent identiques dans la dynamique nouvelle, il existe un troisième principe : celui de la conservation de la quantité de moU' Dément d'un système isolé.

Nous avons vu que la quantité de mouvement d'une particule de matière est le produit mv de la masse de cette

1. SmxÎ cepend^t aux rayoas « (expériences récentes de Sir Rutherford).

particule par sa vitesse. Cest une quantité orientée comme la vitesse, un vecteur. Tout, vecteur peut être représenté géométriquement par une portion de droite OM (fig. 1 1 )

ayant la direction 2, et le sens du vec-

teur, et dont la longueur OM est proportionnelle à la grandeur duvecteur. On peut projeter le vecteur en OA. OB, oc sur les directions des axes de coordonnées ; l'ensemble des trois vecteurs