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LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
que quelques années de plus que Bohr, avait depuis été
promu professeur de mathématiques au .King's College de
l'université de Londres. Nicholson avait aussi élaboré son
modèle atomique personnel. Il croyait que les différents
éléments étaient constitués d'une combinaison de quatre
«atomes primaires», Chacun de ces atomes primaires était
composé d'un noyau entouré d'un nombre différent d'électrons qui formaient un anneau en rotation. Bien que, comme
le disait à juste titre Rutherford, Nicholson ait « méchamment
esquinté» la structure de l'atome, Bohr avait trouvé son
deuxième indice. C'était l'explication physique des états stationnaires, la raison pour laquelle les électrons ne pouvaient
occuper que certaines orbites autour du noyau.
Un objet se déplaçant en ligne droite possède une « quantité de mouvement», Ce n'est rien de plus que la masse de
l'objet multipliée par sa vélocité (sa vitesse dans une direction
donnée). Un objet se déplaçant en cercle possède une
propriété appelée « moment angulaire » (ou moment cinétique orbital). Désigné par L dans les calculs, le moment
angulaire de l'électron est sa masse multipliée par sa vitesse
multipliée par le rayon de son orbite : L = mvr. La physique
classique n'impose aucune restriction au moment angulaire
d'un électron ou de tout autre objet se déplaçant en cercle.
Dans son article, l'ancien collègue de Bohr à Cambridge
soutenait que le moment angulaire d'un anneau d'électrons
ne pouvait changer que par multiples de h/27t où h est la
constante de Planck et 7t la constante mathématique numérique bien connue pi 17 • Nicholson démontrait donc que ce
moment angulaire ne pouvait être que h/27t ou 2(h/27t) ou
3(h/2n) ou 4(h/2n) et ainsi de suite jusqu'à n(h/2n) où n est
un nombre entier. Pour Bohr, c'était là l'indice manquant
qui sous-tendait ses états stationnaires. Seules étaient permises
les orbites où le moment angulaire de l'électron était un
nombre entier n multiplié par h et ensuite divisé par 2n.
Donner à n les valeurs 1, 2, 3 et ainsi de suite générait les
états stationnaires de l'atome dans lesquels un électron
n'émettait pas de rayonnement et pouvait donc graviter indéfiniment autour du noyau. Toutes les autres orbites, les états
non-stationnaires, étaient interdites. À l'intérieur de l'atome,
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