Le système des éléments - article ; n°95 ; vol.24, pg 362-372

W. Jacobs

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Revue néo-scolastique de philosophie - Année 1922 - Volume 24 - Numéro 95 - Pages 362-372
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• Publié par: REVUE_NEO-SCOLASTIQUE_DE_PHILOSOPHIE
• Publié le: 01 janvier 1922
• Nombre de lectures: 15
• Langue: Français

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W. Jacobs
Le système des éléments
In: Revue néo-scolastique de philosophie. 24° année, N°95, 1922. pp. 362-372.
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Jacobs W. Le système des éléments. In: Revue néo-scolastique de philosophie. 24° année, N°95, 1922. pp. 362-372.
doi : 10.3406/phlou.1922.2317
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/phlou_0776-555X_1922_num_24_95_2317XIV
LE SYSTÈME DES ÉLÉMENTS
Dans son remarquable Traité de Cosmologie (3me éd., 1918) M. le
professeur Nys fait un exposé lucide de la constitution de la matière
d'après les physiciens modernes (T. I. Avant-propos, pp. 5-36).
Dans sa préface (p. V) il rappelle la dernière édition de son ouvrage,
parue en 1906 et note à ce propos : « Depuis cette date, les sciences
naturelles ont réalisé des progrès inespérés ». On peut répéter cette
même remarque, aujourd'hui encore à plus forte raison. Dans le
domaine des nouvelles découvertes je me propose de dire un mot
du système des éléments dans les théories récentes qui sont le fruit
de recherches très ingénieuses d'analyse spectrale, portant sur les
rayons de Rôntgen et sur la lumière ordinaire, et de l'étude des
phénomènes de radioactivité. J'y ajouterai quelques observations
touchant les explications théoriques qu'on a tenté de donner des
faits d'expérience.
On sait que, d'après l'hypothèse de Lorentz, l'atome chimique
forme lui-même tout un monde. On peut le considérer comme une
sorte de système solaire, où de petits électrons négatifs jouent le
rôle de planètes gravitant autour d'un gros électron positif, qui
joue le rôle d'un soleil central (Nys, op. cit., p. 9). En d'autres
termes, la partie centrale ou le noyau de l'atome chimique est
chargé d'électricité positive : c'est la partie la plus considérable de
l'édifice atomique. Autour de ce noyau, mais à titre d'éléments
constitutifs de l'atome, gravitent avec des vitesses énormes les petits
atomes d'électricité négative, appelés électrons. Suivant la théorie
de Bohr, à laquelle nous reviendrons plus tard, les électrons cir
culent sur des orbites déterminées et, tant que chacun d'eux reste
sur son orbite, il ne se produit aucun rayonnement soit de lumière
visible soit de rayons de Rontgen. Le est causé par le
passage d'un électron, qui quitte son orbite pour sauter sur une
aulre, qu'il décrit à partir de ce moment. Il arrive qu'ultérieure
ment l'électron retourne à son ancienne orbite. Quand un électron Le système des éléments 363
circulant sur une orbite située à grande distance du noyau, saute
sur une orbite de rayon plus petit, on a un rayonnement visible.
Si l'électron provient d'une orbite très voisine du noyau, — orbite
du premier ou du second ordre, comme on l'appelle dans cette
théorie, — on aura un rayonnement dont la longueur d'onde est
plus petite et la fréquence plus grande que celle de la lumière
visible : c'est le rayonnement de Rontgen. Certains corps enfin
présentent une troisième sorte de rayonnement, le rayonnement
radioactif, dont l'origine, croit-on, se trouve dans le noyau même
(Cf. Nys, l. c, p. 16).
Les expériences sur le rayonnement de Rontgen ont eu une
importance prépondérante dans le développement des théories
récentes. On les discutera donc en premier lieu.
On sait que lorsqu'une décharge électrique se produit dans un
gaz raréfié, la cathode (pôle négatif) émet des rayons. Tout obstacle
frappé par les rayons cathodiques émet des rayons de Rontgen.
Leur longueur d'onde, — leurs oscillations sont fort analogues à
celles de la lumière ordinaire, — est déterminée par la nature de
la substance dont cet obstacle (l'anticathode) est composé. Ainsi les
diverses substances qu'on peut prendre comme anticathodes, ren
voient chacune des rayons de Rontgen de longueur d'onde bien
déterminée. Tout comme dans le cas du rayonnement luminenx
ordinaire, on obtient ici un spectre composé de raies étroites, ana
logue à celui des vapeurs métalliques incandescentes. Pour déter
miner la longueur d'onde des rayons de Rontgen, on fait usage
d'une méthode qui s'inspire des idées de M. von Laue sur la struc
ture des cristaux (Revue nèo-scolastique de Philosophie, n° 88, p. 385).
Grâce à ce procédé on a réussi à déterminer les longueurs d'ondes
caractéristiques d'un grand nombre d'éléments.
M. Barkla a observé l'existence de deux rayonnements distincts :
chaque spectre se compose en réalité de deux groupes de raies
spectrales. M. Barkla a appelé ces deux séries de raies la série K
et la série L. L'existence en a été établie d'une façon purement
expérimentale, à la suite surtout de la découverte de M. von Laue.
L'observation nous a appris qu'il y a un rapport régulier entre le
pouvoir pénétrant de ces divers rayons secondaires et le poids
atomique de l'élément par lequel ils sont émis. Quand on range en
série un certain nombre de substances, les raies propres à l'un
des rayonnements se déplacent régulièrement dans le spectre.
Or, comme nous le montrerons à l'instant, on peut, en partant de
ces séries, découvrir des rapports tout nouveaux entre les diverses
substances, rapports d'une régularité tout à fait remarquable. 11 y W. Jacobs 364
a longtemps déjà, on a distribué dans un cadre unique tous les
éléments d'après la valeur croissante de leurs poids atomiques ;
c'est la classification connue sous le nom de système périodique de
Mendéléeff. Supposons qu'on classe les éléments suivant l'ordre où
ils sont rangés dans le système de Mendéléeff ; donnons à chacun
des éléments un numéro d'ordre suivant la position qu'il occupe
dans la série totale ; et soit V le nombre d'ondes observées dans
1 cm., ou, en d'autres termes, la fréquence propre du rayon qui
produit la raie K, pour un élément donné. Dans ce cas, on trouve
que la racine de V est une fonction linéaire du numéro d'ordre du
corps considéré.
On peut exprimer encore ce même rapport de la manière sui
vante : pour chaque série de raies il existe une grandeur Qk (pour
la série K) ou Ri (pour la série L), propre à chacun des éléments et
qui cioît régulièrement ; cette grandeur n'est autre que le numéro
d'ordre de l'élément, diminué d'un nombre constant, typique pour
chaque série de raies. La découverte de ces rapports est le résultat
des expériences qu'on a faites. Il est clair qu'ils ne sont pas dus au
hasard, mais qu'ils sont la conséquence d'une loi.
On en déduira encore que le numéro d'ordre a une importance
fondamentale et que cette importance est même plus grande que
celle du poids atomique ; le poids atomique n'est pas le principe
d'où découle en dernière analyse l'ordre des éléments ; il n'est
qu'une fonction, encore mal connue, du numéro d'ordre.
La conclusion générale qui se dégage de la considération du
système des éléments, est la suivante : les atomes des différents
éléments sont reliés entre eux par des relations fixes; il existe des
rapports entre leurs diverses natures, il y a entre eux analogie de
constitution; ils sont formés d'unités correspondantes1). Quanta
l'arrangement des éléments dans le système de Mendéléeff, on ne
peut nier qu'il soit arbitraire à plus d'un point de vue. Mais l'arbi
traire est dans la manière de représenter les choses, non dans la
réalité. On peut présumer que des lois mathématiques plus pro
fondes président aux rapports des éléments entre eux.
Jusqu'ici nous avons simplement considéré le numéro d'ordre
comme un nombre qui indique la place occupée par un élément
donné dans la liste ou le système d'éléments dit système naturel.
Essayons maintenant d'en dégager la signification physique. Il est
clair que l'atome doit être neutre au point de vue électr