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LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
unique se décompose en plusieurs raies quand les atomes
sont soumis à un champ électrique 50 • Rutherford contacta
Bohr dès que les travaux de Stark furent publiés. «Juste pour
attirer votre attention sur la découverte récente de Stark : un
champ électrique produit une décomposition des raies de
l'hydrogène et de l'hélium très similaire à l'effet Zeeman. Je
crois que c'est plutôt à vous qu'il incombe à présent d'écrire
quelque chose sur l'effet Zeeman et les effets électriques, s'il
est possible de les réconcilier avec votre théorie 51 • »
Rutherford n'était pas le premier à le relancer. Peu après la
publication du premier volet de sa trilogie, Sommerfeld lui
avait écrit pour le féliciter, en ajoutant : « Allez-vous appliquer
votre modèle atomique à l'effet Zeeman lui aussi? Je veux
m'y attaque~ 2 • » Bohr fut incapable d'expliquer le phénomène. Sommerfeld y réussit. Sa solution était ingénieuse. Il
avait auparavant opté pour des orbites elliptiques et
augmenté ainsi le nombre des orbites quantifiées possibles
que pourrait occuper un électron lorsqu'un atome était dans
un état d'énergie donné, tel que n = 2. Bohr et Sommerfeld
avaient envisagé ces orbites, qu'elles soient circulaires ou
elliptiques, comme se situant sur un plan. En essayant de
rendre compte de l'effet Zeeman, Sommerfeld s'aperçut que
l'orientation de l'orbite était la composante vitale manquante.
Dans un champ magnétique, un électron peut choisir un plus
grand nombre d'orbites autorisées orientées dans des directions variées par rapport au champ. Sommerfeld introduisit
ce qu'il appela le nombre quantique « magnétique » m pour
quantifier l'orientation de ces orbites. Pour un nombre quantique principal n, m ne peut avoir que des valeurs allant de -
n à n 5 • Sin= 2, alors ma les valeurs suivantes: -2, -1, 0, 1, 2.
«Je ne crois pas avoir rien lu avec plus de joie que vos
superbes travaux», écrivit Bohr à Sommerfeld en mars 1916.
L'orientation des orbites des électrons, ou «quantification
spatiale», fut expérimentalement confirmée cinq ans plus
tard en 1921. Elle rendit disponibles des états d'énergie
supplémentaires, à présent identifiés par les trois nombres
quantiques n, k, et m, qu'un électron pouvait occuper en
présence d'un champ magnétique externe conduisant à
1' effet Zeeman.
LE GRAND ROMAN DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE
unique se décompose en plusieurs raies quand les atomes
sont soumis à un champ électrique 50 • Rutherford contacta
Bohr dès que les travaux de Stark furent publiés. «Juste pour
attirer votre attention sur la découverte récente de Stark : un
champ électrique produit une décomposition des raies de
l'hydrogène et de l'hélium très similaire à l'effet Zeeman. Je
crois que c'est plutôt à vous qu'il incombe à présent d'écrire
quelque chose sur l'effet Zeeman et les effets électriques, s'il
est possible de les réconcilier avec votre théorie 51 • »
Rutherford n'était pas le premier à le relancer. Peu après la
publication du premier volet de sa trilogie, Sommerfeld lui
avait écrit pour le féliciter, en ajoutant : « Allez-vous appliquer
votre modèle atomique à l'effet Zeeman lui aussi? Je veux
m'y attaque~ 2 • » Bohr fut incapable d'expliquer le phénomène. Sommerfeld y réussit. Sa solution était ingénieuse. Il
avait auparavant opté pour des orbites elliptiques et
augmenté ainsi le nombre des orbites quantifiées possibles
que pourrait occuper un électron lorsqu'un atome était dans
un état d'énergie donné, tel que n = 2. Bohr et Sommerfeld
avaient envisagé ces orbites, qu'elles soient circulaires ou
elliptiques, comme se situant sur un plan. En essayant de
rendre compte de l'effet Zeeman, Sommerfeld s'aperçut que
l'orientation de l'orbite était la composante vitale manquante.
Dans un champ magnétique, un électron peut choisir un plus
grand nombre d'orbites autorisées orientées dans des directions variées par rapport au champ. Sommerfeld introduisit
ce qu'il appela le nombre quantique « magnétique » m pour
quantifier l'orientation de ces orbites. Pour un nombre quantique principal n, m ne peut avoir que des valeurs allant de -
n à n 5 • Sin= 2, alors ma les valeurs suivantes: -2, -1, 0, 1, 2.
«Je ne crois pas avoir rien lu avec plus de joie que vos
superbes travaux», écrivit Bohr à Sommerfeld en mars 1916.
L'orientation des orbites des électrons, ou «quantification
spatiale», fut expérimentalement confirmée cinq ans plus
tard en 1921. Elle rendit disponibles des états d'énergie
supplémentaires, à présent identifiés par les trois nombres
quantiques n, k, et m, qu'un électron pouvait occuper en
présence d'un champ magnétique externe conduisant à
1' effet Zeeman.