4. Étapes de la prévision
• La théorie de Lorentz
Par ses publications de 1892 et 1895, Henrik Antoon Lorentz (1853-1928) édifia une théorie des électrons en associant à chacune des charges un champ électrique et un champ magnétique, et ce à une échelle microscopique où peuvent s'appliquer les conceptions de Maxwell. Quand Stoney avait proposé le mot « électron », il désignait seulement une quantité d'électricité élémentaire sans y associer une masse ou une inertie. Lorentz admettait les hypothèses suivantes :
– l'éther est un espace vide dont les propriétés sont données par les équations de Maxwell ;
– l'électricité est constituée de particules matérielles de charge et de masse définies, les électrons ou les ions.
Comme M.-A. Tonnelat le fait justement remarquer : « La théorie de Lorentz, relativiste avant la lettre, devait trouver sa justification dans le développement de la relativité restreinte. Mais la théorie d'Einstein allait modifier profondément son interprétation, encore axée sur la conception non relativiste de l'éther. »
L'ensemble des travaux qui précèdent devait conduire les physiciens de notre époque à considérer que tout courant électrique consiste en un déplacement d'ensemble de corpuscules électrisés, ces corpuscules pouvant être des ions positifs ou négatifs ou de simples électrons. Dans les métaux, ce sont des électrons dits libres qui sont cause du phénomène, lequel n'entraîne aucun transport de matière.
La mesure de la masse des électrons (ou, plutôt, du rapport e/m de leur charge e à leur masse m) et de leur vitesse sous un potentiel déterminé est réalisée pour la première fois par J. J. Thomson en 1897. En 1903, Harold Albert Wilson évalue la charge élémentaire e. En 1908, Robert Andrews Millikan (1868-1953) augmente la précision des expériences et fournit pour e une valeur différant de moins de 2,5 p. 100 de celle qui est admise aujourd'hui. En appliquant la loi de l'électrolyse de Faraday, on peut alors montrer que l'électron est environ 1 836 fois plus léger que le noyau de l'atome d'hydrogène.
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