L'ATOME : Généralités L'atome d'hydrogène

« thermique • des molécules liquides augmente avec la température et elle est encore un argument pour la théorie atomique.

En 1857, le thermodynamicien Rudolf Clausius émet la théorie cinétique des gaz : les gaz sont for­ més de petites particules animées de mouvements incessants d'autant plus rapides que la température est plus élevée.

Cette théorie permettait d'expliquer les propriétés des gaz.

Cependant, à la fin du XIX• siècle, les physiciens dans leur ensemble restaient sceptiques à l'égard de la théorie atomique.

Ils ne furent con­ vaincus que lorsque fut mesuré le nombre de molé­ cules contenues dans un volume gazeux et qu'ils explorèrent l'atome.

Désormais, la théorie atomique est uni­ versellement admise.

Citons deux phénomènes qui la confirment.

Pourquoi le ciel diurne est-il bleu ? C'est en 1900 que Lord Rayleigh trouva l'explication.

L'air de l'atmosphère terrestre n'est pas un milieu con­ tinu, sinon il nous apparaîtrait noir et nous ver­ rions les étoiles en plein jour : il est formé de molé­ cules qui diffusent la lumière solaire.

Or leur pou­ voir diffusant est inversement proportionnel à la quatrième puissance de la longueur d'onde: la lon­ gueur d'onde de la lumière violette et bleue valant 4/7 de celle de la lumière rouge, celle-ci est beau­ coup moins diffusée, d'où la couleur du ciel.

Si on dépose une très faible quantité d'huile sur de l'eau soupoudrée de talc, cette huile s'étend à la surface de l'eau en repoussant le talc, mais s·on étendue est limitée.

En dosant la quantité d'huile et en mesurant la surface de la tache, on peut calculer son épaisseur : celle-ci est constante , c'est le dia­ mètre d'une molécule d'huile, qui est très petit : il vaut en effet 0,000001 mm.

On a créé, pour expri­ mer les dimensions des molécules, une unité spé­ ciale, l'angstrom, qui vaut un dix millionième de· millimètre.

Ainsi le diamètre d'une molécule d'huile vaut 10 angstroms.

L'électricité est discontinue L'électron En 1834, l'Anglais Faraday étudia la décomposition de diverses solutions conductrices par le passage d'un courant électrique qui y est amené et en ressort par deux pièces métalliques, les électrodes.

Au cours de ce phénomène appelé l'électrolyse, la quantité de matière apparue aux électrodes est proportionnelle à la quantité d'élec­ tricité ayant traversé le liquide.

De plus « les mas­ ses équivalentes des corps (les masses de différents corps déposées lors de l'électrolyse de différentes solutions, sur l'une ou l'autre électrode, par une même quantité d'électricité) sont simplement des quantités de ceux-ci qui èontiennent une même quantité d'électricité.

Ou, si nous adoptons la théo­ rie ou phraséologie atomique, les atomes des corps qui sont équivalents entre eux ont des quantités égales d'électricité qui leur sont naturellement as­ sociées ».

Un atome transporte donc avec lui un multiple d'une charge électrique élémentaire.

Entre 1860 et 1870, les physiciens firent une autre découverte intéressante, celle des rayons cathodiques.

Dans un gaz raréfié, on peut produire une dé­ charge : le courant qui passe dans le tube en rend les parois fluorescentes.

On ne sut la nature de ces rayons cathodiques (grâce auxquels on peut au­ jourd'hui voir sur les écrans de télévision les ima­ ges transmises par ondes hertziennes) qu'en 1895, lorsque Jean Perrin montra qu'ils étaient constitués de particules d'électricité négative, auxquelles le physicien anglais George Stoney donne le nom d'électrons.

En 1913, Millikan mesura la charge de l'électron dans une expérience célèbre (fig.

1).

Au-dessus de deux plateaux métalliques, il pulvérisa un fin brouillard de petites gouttelettes d'huile, dont certaines pénétraient entre les pla­ teaux et y tombaient : on pouvait suivre le mouve­ ment de celles-ci et mesurer leur vitesse grâce à un microscope dont l'oculaire était pourvu d'\me échelle micrométrique.

Si les plateaux n'étaient pas chargés électriquement, le mouvement des gouttes était un mouvement lent de chute.

Mais si on char­ geait les plateaux et si on provoquait l'ionisation de l'air, c'est-à-dire la création dans l'air de particules électrisées par exemple à l'aide d'un tube à rayons X (v.

infra), on s'apercevait que la vitesse des gout­ telettes, qui était alors dirigée vers le haut ou vers le bas, variait brusquement ; ces variations se pro­ duisaient chaque fois que les gouttes captaient des charges électriques.

Ces charges étaient toutes des multiples entiers d'une charJe élémentaire de va­ leur absolue e = 1,59 .

1()" coulomb.

L'électron, particule constitutive des rayons cathodiques, avait une charge égale à -e.

Il restait à trouver la masse rn de cette particule.

J.-J.

Thomson étudia la déviation des rayons cathodiques dans un champ électrique et un champ magnétique, ce qui permettait de calculer le rapport~ .

On en déduisit que la masse rn valait rn 0,9106 .10- 27 gramme, ce qui est 1840 fois plus petit que la masse de l'atome le plus léger, l'hydrogène.

L'énergie est discontinue La théorie des quanta Tout corps chaud émet de la lumière.

Chacun sait que lorsqu'on chauffe un corps il devient rouge, puis jaune, puis blanc et bleu quand sa tem-. »