31. Spectre des isotopes. — Nous avons vu que les spectres des isotopes du plomb sont presque identiques dans la région lumineuse comme dans celle de la haute fréquence, mais, que, cependant des différences minimes de longueur d’onde ont été mises en évidence dans le domaine des radiations lumineuses, par des mesures de haute précision (voir page 65).
Il n’existe pas de base théorique suffisamment établie pour discuter les écarts possibles en ce qui concerne les raies d’émission. Le point de vue qu’on adopte le plus volontiers actuellement est celui de la théorie de Bohr dont on connaît le succès considérable pour l’explication des spectres d’émission de basse et haute fréquence. Cette théorie ne sera pas développée ici[1] ; je rappellerai seulement qu’elle est basée sur la conception d’un noyau entouré d’électrons et soumis à l’application de la loi des quanta. Les électrons décrivent autour du noyau des orbites dites stationnaires, sans émettre le rayonnement exigé par les lois de l’électrodynamique classique. C’est seulement quand un électron passe d’une orbite stationnaire à une autre avec perte d’énergie totale, qu’il dépense en rayonnement la part d’énergie disponible W, en émettant une fréquence liée à W par la relation fondamentale :
où h est la constante universelle introduite par Planck ou quantum d’action
h = ,55 10-27 C. G. S.
Cette théorie explique par l’entraînement du noyau les petites différences de longueur d’onde observées entre certaines raies de l’hydrogène et des raies voisines de l’hélium.
La fréquence fondamentale de Rydberg dont se déduisent les fréquences des raies de chaque série n’a pas strictement la même valeur pour l’hélium et pour l’hydrogène ; la masse de l’électron qui gravite autour du noyau n’est pas, en effet, entièrement négligeable par rapport à la masse de celui-ci, de sorte qu’en toute rigueur, l’électron comme le noyau exécutent un mouvement autour du centre de gravité du système.
Ceci nous conduit à multiplier dans l’expression de la fréquence fondamentale, la masse m de l’électron par le rapport où M est la masse du noyau.
Les fréquences de toutes les raies d’émission se trouvent donc réduites par l’introduction de ce facteur, et la réduction n’est pas la même dans le cas de deux isotopes, puisque M n’a pas la même valeur.
On trouve approximativement, pour les longueurs d’onde
- ↑ La théorie de Bohr a été exposée dans les volumes suivants des conférences-rapport M. de Broglie : Les Rayons X ; L. Brillouin : La Théorie de Bohr.
