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Deux points de vue différents sont envisagées en théorie cinétique : 1^o les molécules peuvent être assimilées à des sphères parfaitement élastiques ; 2^o on suppose que les molécules exercent entre elles des forces centrales fonction de la distance ; Maxwell a particulièrement développé le cas où la force est une répulsion qui varie en raison inverse de la cinquième puissance de la distance.

Dans la première hypothèse on remarque d’abord que la masse d’une particule $\alpha$ étant plus petite que celle d’une molécule d’air, une particule $\alpha$ qui subit un choc central se trouve nécessairement rejetée en arrière. Si le choc n’est pas central, la déviation est moindre ; on peut calculer la déviation moyenne qui correspond aux différents chocs possibles. Si $m$ est la masse d’une particule $\alpha$ et $\mathrm {M}$ celle d’une molécule d’air, l’angle de déviation moyen $\varphi$ est égal ${\frac {\pi }{4}}{\frac {2\mathrm {M} -m}{\mathrm {M} }}$ quand $\mathrm {M} >m$ et à ${\frac {\pi }{4}}{\frac {\mathrm {M} }{m}}$ quand $\mathrm {M} <m.$ On voit que, pour une particule $\alpha$ qui se déplace dans l’air ($\mathrm {M} =30$ environ, $m=4$), la première formule donne une déviation moyenne voisine de 90^o, de sorte que, selon toute probabilité, la particule doit être rejetée de côté dès le premier choc, c’est-à-dire après un parcours de l’ordre de 10^-5 cm. On peut s’assurer de même que chaque choc détermine une réduction de vitesse importante ; c’est ainsi que quatre chocs centraux contre des molécules d’air suffiraient pour réduire de moitié la vitesse d’une particule $\alpha$ du radium C. Les résultats indiqués sont obtenus en considérant la vitesse des molécules d’air comme négligeable par rapport à celle des particules $\alpha .$

La deuxième hypothèse a été examinée par M J.-J. Thomson^[1] ; elle conduit à des conclusions analogues à celles qui découlent de l’hypothèse des chocs élastiques.

Il paraît donc nécessaire d’admettre que les chocs d’une particule $\alpha$ contre les molécules d’un gaz ne sont pas de même nature que ceux que l’on considère en théorie cinétique. M. J.-J. Thomson indique que la différence pourrait être attribuable à ce fait que la particule est chargée. Cependant l’on ne conçoit pas facilement par quel mécanisme la présence de la charge pourrait favoriser la pénétration de la particule ; la charge semblerait plutôt devoir constituer

1. J.-J. Thomson, Conduction of Electricity through gases.