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Submitted on 1 Jan 1938
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Quelques remarques sur le principe de la conservation
de l’électricité
A. Boutaric
To cite this version:
QUELQUES
REMARQUES
SUR LE PRINCIPE DE LA CONSERVATION DEL’ÉLECTRICITÉ
Par M. A. BOUTARIC.
Laboratoire de
Physique générale.
Faculté des Sciences deDijon.
Sommaire. - Tandis que le principe de la conservation de la masse et celui de la conservation de
l’énergie sous la forme qu’on lui donnait autrefois ne s’appliquent pas individuellement aux transforma-tions d’ordre intra-atomique, l’auteur fait remarquer que le principe de la conservation de l’électricité reste valable pour les diverses transformations relatives aux atomes et à leurs constituants et apparaît comme l’un des principes les plus généraux de la physique.
Généralisant un
grand
nombre d’observationsanté-rieurs, Gabriel
Lippmann
(1)
aformulé,
sous le nomle
principe
de la conservation del’électricité,
l’énoncésuivant : « Si l’on considère un
phénomène quelconque
dans son
ensemble,
on observe que la distribution del’électricité
peut
changer,
mais que la somme desquan-tités d’électricité libre ne varie
jamais.
Si lacharge
électrique éprouve
une variationpositive
en certainspoints,
elleéprouve,
en d’autrespoints.,
une variationnégative,
et la sommealgébrique
de toutes les varia-tions decharge
simultanées esttoujours
nulle. »Par l’énoncé
précédent, Lippmann
établissait uneanalogie
entre laquantité
d’électricité d’unepart,
lamasse et
l’énergie
d’autrepart.
Il écrivait d’ailleursexplicitement :
« laquantité
de matière et laquantité
d’énergie
ne sont pas les seulesgrandeurs
qui
demeu-ruent
invariables,
laquantité
d’électricitéjouit
de la mêmepropriété » .
Il est curieux de remarquer que, tandis que le
prin-cipe
de la conservation de la masse nes’applique
pas aux transformations d’ordreintra-atomique,
et que leprincipe
de la conservation del’énergie
nes’applique
,qu’à
la condition d’attribuer à la masse uneénergie
de la forme leprincipe
de la conservation de l’élec-tricitéapparaît jusqu’ici
comme valable pour les,diverses transformations relatives aux atomes et à .leurs constituants.
,10
Lesphénomènesd’ionisationrésultentd’unéchange
d’électrons
planétaires
entre atomes ou molécules.Qu’il
s’agisse
deproduction
ou de recombinaisond’ions,
les transformations individuelles se ramènent à deséchan-ges d’électrons satellites entre atomes la
charge
totale des atomes demeurant invariable et leprincipe
de la -conservation de l’électricités’appliquant
à toutpro-cessus élémentaire. Il en est de même dans le cas des réactions
chimiques proprement
ditesqui peuvent
seramener à des
échanges
d’électronspériphériques
entre les atomesréagissants.
2° Dans toutes les
équations
traduisant les désinté-() G. LippMANN. C. R., 1881, t. 92, p. 1049 et 1149; Journal de1881, t. 10, p. 381.
grations
ou les transmutationsatomiques,
on écrit quela somme des nombres
électroniques (ou atomiques)
ne varie pas au cours de la transformation.L’égalité
de la somme des nombres
élpci roniques
dans les deux membres del’équation
exprime
que la somme descharges
électriques
nucléaires des constituantsqui
interviennent dans les deux membres est lamême,
c’est-à-dire que la
charge
positive
totale des noyaux desatomes ne se modifie pas an cours de la transformation. Elle
indique
que leprincipe
de la conservation del’électricité
s’applique
aux transformations dont les noyaux sont lesiège
ets’applique,
nonapproximalive-ment comme le
principe
de la conservation de la masse, maisriguureusement.
3° Dans les transformations
spontanées
des atomesradioactifs,
les lois dudéplacement
radioactifs’inter-prètent
encoresimplement
parapplication
duprincipe
de la conservation de l’électricité.D’après
ces lois :a) Quand
un atome se transforme en émettant uneparticule
a, l’élémentqui
enrésulte,
dont le nombremassique
est de 4 unités inférieur à celui de la sub-stancemère,
est reculé parrapport
à celle-ci de 2places
dans la classificationpériodique.
Eneffet,
laparticule
aémise
pofsède
unecharge positives équivalente
à celle de deuxélectrons,
en sorte que le noyau de l’atomequi prend
naissance a unecharge positive
inférieurede la même
quantité
à celle de l’atome initial et parsuite un nombre
électronique
inférieur de 2 unités aunombre
électronique
de l’élémentgénérateur.
b) Quand
un atome sedésintègre
en émettant uneparticule 8
négative,
l’élémen tqui
en résulte a le même nombremassique
que l’élémentgénérateur
et il est avancé parrapport
à celui-ci d’uneplace
dans la clas-sificationpériodique
Eneffet,
laparticule ~
émisepossédant
unecharge
négative
égale
à celle del’électron,
sonexpulsion
a pour effet d’accroitre lacharge
positive
du noyau d’une
quantité équivalente
à lacharge
del’électron,
en sorte que l’atomequi
prend
naissance a unecharge positive
supérieure
de la mêmequantité
à celle de l’atome initial et par suite un nombre
élec-tronique supérieur
d’une unité au nombreélectronique
de l’élémentgénérateur.
68
c)
Dans la radioactivité ditepositogène que présentent
certains éléments radioactifsartificiels,
l’atomeexpulse
de son noyau un électronpositif
oupositon;
dans cesconditions,
l’élémentqui
prend
naissancepossède
unnombre
électronique
inférieur d’une unité à celui de l’élémentgénérateur
et saplace
dans la classificationpériodique
est reculée d’une unité.4° Dans les
expériences
de matérialisation del’éner-gie rayonnante,
on constatequ’un photon d’énergie
supé-rieure à 10~ eVpeut,
dans des conditionsconvenables,
disparaître
en donnant naissance à un électronpositif
età un électron
négatif
dont les chargesélectriques
sontégales
et designes
contraires.Inversement,
au coursde
l’absorption
d’électronspositifs
par lamatière,
qui
s’accompagne
d’une émission dephotons,
on a des raisons de penser que ladisparition
d’un électronposi-tif s’effectue au cours d’une rencontre avec un électron
négatif
libre ou peulié,
les deux électronsdisparaissant
simultanément avecproduction
de deuxphotons
de 500 U00 eV chacun.Dans ces deux groupes
d’expériences,
il y a soitpro-duction simultanée d’un
positon
et d’unnégaton
auxdépens
del’énergie
rayonnante,
soit recombinaison d’unnégaton
et d’unpositon
avecproduction
d’uneégale quantité d’énergie
rayonnante,
et l’on voit que laquantité
totale d’électricité ne varie pas au cours de l’un ou de l’autre de ces processus.Si,
conformément à certains résultatsexpérimentaux,
il estpermis
de considérer leproton
comme dû àl’union d’un
positon
et d’unneutron,
on pourracarac-tériser d’une manière très
systématique
les diversphé-nomènes
précédents,
en disant que, dupoint
de vuepurement
électrique :
lesphénomènes
d’ionisation et les réactionschimiques
proprement
ditesmettentenjeu
deséchanges
d’électronsplanétaires ;
lesphénomènes
dedésintégration
et de transmutationatomiques,
deséchanges
depositons
entre noyauxatomiques ;
lesphé-nomènes de
radioactivité,
desexpulsions de positonsou
denégatons
par cesnoyauxatomiques; lesphénomènes
de matérialisation ou de
dématérialisation, la production
ou la destruction simultanée d’unpositon
et d’unnuga-ton. Dans tous les cas, on voit que la constance de la
charge
électrique
totale, postulée
par leprincipe
de la conservation del’électricité,
ne résulte pas d’un effetd’ordre
statistique,
mais se vérifie pour les processusélémentaires.
On
pourrait
énoncer ceprincipe
en disant que, dans toute lacharge
éleciriqîte
resteinva-riable, et
qu’aucun
processus nepermet
deproduire
unecharge électrique
éléiieritaire sans donner naissance entemps
à unecharge égale
et designe
contraire,
cequi
établit unrapprochement
entre l’électricité et lemagnétisme
avec cette différence que lespôles
magné-tiques
de noms contrairesqui prennent
naissance oudisparaissent
dans lesphénomènes
d’aimantation,
sontliés
rigidement
entre eux, tandis que lescharges
électriques
peuvent
être libres. Sous cetteforme,
leprin-cipe
de la conservation de l’électricité semblepouvoir
êtreregardé
comme l’un desprincipes
lesplus
généraux
de laphysique
atomique
àlaquelle
ils’applique
sansqu’il
soit besoin de fairejamais
intervenir de correction ni decompensation
d’aucune sorte.ERRATUM
des articles de M. E. I. GUMBEL
(J.
1937,
t.8,
p. 327 et452).
Les
