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HAL Id: jpa-00242492 https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242492 Submitted on 1 Jan 1911 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. La théorie de Ritz du phénomène de Zeeman A. Cotton To cite this version: A. Cotton. La théorie de Ritz du phénomène de Zeeman. Radium (Paris), 1911, 8 (10), pp.363-373. 10.1051/radium:01911008010036301. jpa-00242492 363 tableau suivant, on verra que le radiothorium disparait avec une vitesse qui indique, au commencement, une période de trois ou quatre mois. La courbe des loga- rithmes n’est pas unc ligne droite; ceci est dù, sans doute, a la nouvelle fornlation de mésothorium. Les dcm oxydes, plus ou nioins richcs en thorium, mon- trent aussi une chute semblable de leur activité. Les chiffres dans la colonuc pour le radiothoriuln sont obtenus par soustraction de 7, activité de l’oxyde seul sans produits, de l’activité totale. Il faut prendre ces valeurs comme étant seulc- ment approximatives. Je me propose d’en faire uiie étude plus complète en prenant des échantillons beaucoup plus grands. Jusqu’à maintenant on a signalé le radiothorium comme ayant unc période de deux ans, mais il est possible que dans toutes les expériences faites à ce sujet il y ait eu du mésothorium présent. M. Blanc 1 fit des déterminations très soignées en utilisant un produit de radiothorium extrait des sédiments d’Échaillon, mais il l’employa a l’état d’hydrates contenant du fer et il est bien possible que le fer ait entraîné une partie du mésothorium dans le sédiment. Il est à remarquer qu’il dit due quand il commença ses mesures, après avoir gardé la substance pendant six mois, l’activité tomba plus rapidement pendant le premier mois et dcmi que plus tard. Pour calculer la constante il n’a pas employé ces premières mesures. 1. BLANC. Phys. Zeitschr., (1907) 321. Dans le cas de l’oxyde de thorium employé ici le mésothorium n’avait pas beaucoup de raison de rester- Les solutions précipitées par l’ammoniaque furent très diluées, environ 1 décigramme dans 1h0 ou 200 cm3 et les précipitations furent répétées un assez grand nombre de fois. En outre, le thorium ne conte- nait pas de fer et lui-même n’a pas beaucoup de pouvoir entraînant. Conclusions. 1. La thorite contient du thorium et ses produits de transformations radioactives, et en petite quantité de l’uranium et ses produits aussi, lnais pas d’au- tres corps actifs. 2. Le lnésothoriuln est retenu par des sulfates inso- lubles, mais probablement incomplètenlent dans un premier traitement, autrement l’activité du thorium dans la solution obtenue par lavage du résidu de sulfates par l’eau et mesurée un an après le traite- ment aurait été plus petite. Par des précipitations ré- pétées par l’amnioniaque d’un sel de thorium tout le mésothorium est probablement mis en solution. Il est précipité en partie avec les carbonates des alcalino-terreux, et avec les oxalates en solution acide, et il est entrainé par l’hydrate de fer. 5. Les activilés relatives trouvées pour les diffé- rents produits du thorium en équilibre s’accordent avec la théorie que l’émanation donne quatre parti- cules o,.. 4. Le ihorium a une activité propre à lui-même mais très petite, indiquant un groupe de particules x de petit parcours, peut-être un peu plus de deux cms. 5. Le radiothoriunl a une période de quelques lnois seulement ei un parcours de deux cms. Je désire exprimer ma très vive reconnaissance à Mme Curie pour le bienveillant accueil qu’elle m’a fait dans son laboratoire. De même je remercie bien sincèrement Mme Curie et M. Debierne pour les bons conseils qu’ils ont bien voulu me donner au cours de ce travail. [Manuscrit reçu le 1 el aoîit 1911.] La théorie de Ritz du phénomène de Zeeman Par A. COTTON [École Normale Supérieure. 2014 Laboratoire de Physique]. La puhlic1Lion des 0152uvres complètes de W. Ritz 1 me fournit une occasion de parler ici d’une théorie 1. DL WALTHER HI rz publiées par la Société sul,>e de physique. Gauthier-Villars à Paris, 1911. que ce regrette physicien, un an avant sa mort préma- turée, avait donné du phénomène de Zeeman et qui n’a pas, je crois, suffisamment attiré l’attention. Rilz l’a exposée, sous une forme très concise, à la fin de Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01911008010036301 364 son mémoire Magnetische Alolufelder und Sewen- spektra1 où il s’occupe princ;ipalement de l’explication. des relations numériques entre les fréquences des raies appartenant à ces familles naturelles que sont les séries. Tandis que les travaux de Rilz dans cette der- nière direction ont reçu, déjà de son vivant, et même tout récelnment encore 2, des vérifications qui en ont montré l’importance, l’explication qu’il a proposée du changement magnétique des raies n’a guère été re- marquée et n’a fait l’objet d’aucune discussion. Je crois cependant que cette partie du mémoire de Iliilz se montre, elle aussi, suggestive. J’ai cherché moi-même à en faire une application a un cas particu- lier : celui de l’effet Zeeman positif tel qu’il se ren- contre dans les spectres des corps gazeux. Mais avant de donner quelques détails sur ce cas particulier, je voudrais indiquer en quoi consiste la théorie même de Ritz. L’auteur l’a publiée sous une forme concise, parfois un peu difficile à suivre (il y a çà et là quelques fautes d’impression). Il se réservait, je crois, de la reprendre, de la modifier peut-être; la mort ne le lui a pas permis. Sans m’astreindre à suivre l’ordre qu’il avait adopté lui-même, je chercherai à donner de sa théorie une idée assez complète, en donnant çà et là des explications complémentaires. J’ajouterai quel- ques remarques personnelles, et je proposerai en par- ticulier une explication, différente de celle de Ritz, bien qu’elle découle de sa théorie même, des change- lnents magnétiques remarquables dcs raies du sodium. I Dans le mémoire de Ritz, les hypothèses sur la constitution de l’atome faites pour expliquer la répar- tition des raies en séries jouent un rôle prépondérant; la notion de champ intra-atomique intervient à chaque instant. Il y a cependant avantage, je pense, à indiquer dès le début les hypothèses que fait Ritz spéciale- ment en vue d’expliquer le phénomène de Zeeman ; elles sont, dans une certaine mesure, indépendantes du reste du travail. Elles ont quelque rapport avec celles que faisait, dès 1899, Preston3, Ce dernier avait cherché à expliquer les caractères du phéno- lnène de Zeeman en admettant certains mouvements de rotation et d’oscillation des orbites des électrons, produits par le champ magnétique : il se reportait à un travail de Johnston Stoney qui avait cherché, en 1891, à rendre compte de cette façon de ces dou- blets et triplets naturels que l’ou observe dans certains spectres, en l’absence de tout champ magnétique extérieur. Ilitz suppose, au contraire, des luouvements de l’atome lui-même - ou, d’une façon plus pré- 1. W. RITZ. Ann. d. Plcys., 25 (1908) 660. 2. Voir BIRGE. Astroph. Journal, 32 (1910) 112. (lamlc (les spcctrias des métaux alcalins et de l’hélium.) 5. PRESTON. Phil. illag., 47 (1899) 165. cise, dans l’atome placé dans le champ magnétique. Considérons dans cet atome une certaine droite particulière Ho (ce sera, pour Ritz, la direction d’un champ intra-atomique, mais il est inutile d’en pré- ciscr dès à présent la nature) : Ritz admet en premier lieu que llo tourne autour des lignes de lôrce du champ Il de l’électro-aimant, avec une vitesse angu- laire w’ proportionnelle tt l’intensité du champ. Nous retrouvons ici, mais sous une forme un peu modifiée, la conception tourbillonnaire du champ magnétique. Cette idée est déj à ancienne, elle se présente d’ail- leurs tout naturellement à l’esprit, si l’on réfléchit qu’un champ magnétique a la symétrie d’un cylindre tournant (P. Curie) : il est donc possible d’admetlre a priori que dans un tel champ il y a effectivement quelque chose qui tourne. On a d’abord admis, avec Lord Kelvin et Maxwell, que ce quelque chose était l’élher, et cette hypothèse ne s’était pas montrée sté- rile. Elle avait permis à Tait de prévoir le change- ment magnétique des raies spectrales; elle avait aidé Zeeman lui-même, comme il l’a expressément indiqué, à le découvrir effectivement. Henri Becquerel avait utilisé la nlême hypothèse dans un essai de théorie de la polarisation rotatoire magnétique, et lorsque Zeeman eut publié sa découverte. Becquerel avait cherché à rattacher à la fois à ce mouvement tour- billonnaire la.polarisation rotatoire magnétique et ce changement magnétique des raies. Ces deux sortes de phénomènes ont entre eux, en effet, comme l’ont montré les travaux de Larmor, Fitz3erald, Voigt, etc..., des rapports étroits. Cependant l’hypothèse d’un mouvement tourbillon- naire de l’éther appliquée à l’explication de la pola- risation rotatoire magnétique soulevait quelques ditii- cultés. En les signalant en 1899, j’ai uploads/Philosophie/ la-theorie-de-ritz-du-phenomene-de-zeeman-to-cite-this-version 1 .pdf