J. Phys. Radium 6, 241-258 (1925)
DOI: 10.1051/jphysrad:0192500608024100

Le magnétisme et la structure de l'atome et de la molécule

B. Cabrera

Laboratorio de Investigaciones Fisicas, Madrid

Résumé
1. On peut déduire d'un théorème connu de Larmor une formule qui permet de calculer le rayon moyen des orbites décrites par les électrons de chaque atome, sans introduire aucune hypothèse sur la structure de l'atome. Mais, si nous admettons le schéma de Bohr, avec des organisations des étages profonds de l'atome qui persistent une fois constituées, on peut alors calculer les rayons moyens de la surface même de l'atome, rayons qu'on peut définir comme des vrais rayons atomiques. L'auteur a fait ce calcul pour les gaz nobles en employant les valeurs de xA de Hector et celles de Pascal, ce qui le conduit aux résultats suivants : [FORMULE]. Pour les ions du type Ar, il trouve : [FORMULE], suivant l'hypothèse établie relativement à l'effet de protection des électrons. Tous ces nombres sont en bon accord avec ceux déduits par Fajans, Herzfeld et Grimm suivant un procédé tout à fait différent. Par contre, les valeurs trouvées pour les gaz nobles correspondent à environ la moitié des valeurs calculées suivant la théorie cinétique, résultat qui est bien d'accord avec ce qu'on pouvait attendre. Il n'y a pas non plus concordance entre les valeurs obtenues pour les ions et les rayons de combinaison de Bragg. Il n'est pas difficile de voir que si l'on admet, pour la molécule d'hydrogène, le modèle proposé par Sommerfeld, on peut calculer le moment d'inertie de ladite molécule au moyen de la valeur de za. Le résultat ainsi obtenu, J = 1,6 X 10^(-40), ne s'écarte pas beaucoup de la valeur la plus probable. 2. Le paramagnétisme est une propriété de certains groupes d'éléments, plus compliquée que le diamagnétisme et dont la théorie n'a pas encore été établie d'une façon satisfaisante. Partant de l'hypothèse statistique classique, Langevin a développé une théorie, dont les formules ont reçu une confirmation expérimentale éclatante. C'est moyennant ces formules que Weiss, le premier, en calculant les moments atomiques des divers éléments paramagnétiques, trouva l'unité de moment magnétique qui porte son nom, soit le magnéton de Weiss. Après les résultats obtenus par l'application de la théorie des quanta aux séries spectrales, il semble nécessaires d'introduire l'idée de la quantification de l'espace à l'orientation des atomes paramagnétiques sous l'influence d'un champ extérieur. Pauli et Sommerfeld ont développé cette hypothèse quantiste, en prenant comme point de départ le magnéton de Bohr. La discussion approfondie des données expérimentales prouve cependant que, tandis que les formules de Langevin et le magnéton de Weiss sont en parfait accord avec lesdites données, les théories quantistes, par contre, ne s'accordent pas du tout avec les résultats de l'expérience. L'origine d'un tel désaccord se trouve dans ce que qu'on ne peut pas parler d'orientation des atomes paramagnétiques, mais seulement d'orien tation de leur axe magnétique. L'orientation étant un phénomène qui se passe à l'intérieur de l'atome, la véritable théorie des formules de Langevin devra être cherchée dans la voie indiquée par Ehrenfest. Toutefois, l'hypothèse relative à l'inversion simultanée du sens du mouvement de tous les électrons doit ètre remplacée par celle de la constance du moment magnétique, qui est imposée par l'expérience. Dans cette dernière hypothèse, la variation angulaire de l'axe magnétique est toujours discontinue mais plus petite que 180°. Afin d'expliquer l'intervention de la température dans le paramagnétisme, l'auteur suggère que l'orientation de l'axe magnétique peut se produire par suite de la réorganisation des étages électroniques superficiels des atomes, qui se trouvent perturbés pendant les chocs.

PACS
3210 - Properties of atoms.
3315 - Properties of molecules.
3115 - Calculations and mathematical techniques in atomic and molecular physics (excluding electron correlation calculations).

Key words
magnetism -- molecular physics, matter and ether