BOHR ATOME DE

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Deux ans après avoir soutenu sa thèse sur la théorie électronique des métaux, le physicien danois Niels Bohr (1885-1962) écrit en 1913 trois articles fondamentaux qui révolutionnent la compréhension de la structure de la matière. Le premier, paru le 5 avril dans le Philosophical Magazine, est titré « Sur la constitution des atomes et des molécules ».

Niels Bohr

Niels Bohr

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Le Danois Niels Heinrik Bohr (1885-1962), spécialiste de la physique atomique et nucléaire, a été lauréat du prix Nobel de physique en 1922 pour ses travaux sur la structure des atomes. 

Crédits : ullstein bild/ Getty Images

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Bohr prend pour point de départ la découverte d'Ernest Rutherford : l'atome est constitué d'un noyau minuscule, chargé positivement, et d'électrons, dont les charges neutralisent celle du noyau. S'intéressant au cas le plus simple, celui de l'atome d'hydrogène où un seul électron est présent, Bohr remarque que selon la mécanique classique, il devrait se contracter indéfiniment en rayonnant de l'énergie, mais que ce comportement classique « est très différent de celui d'un système atomique existant dans la nature ». Il rappelle alors que la nouvelle théorie des radiations de Max Planck considère l'émission d'énergie comme un processus discret et non pas continu. Bohr propose donc que la transition d'un état atomique à un autre se réalise par l'émission d'un rayonnement monochromatique. Comme il le souligne, cette hypothèse « est en contradiction évidente avec les idées ordinaires de l'électrodynamique, mais elle apparaît nécessaire pour rendre compte des faits expérimentaux ». Bohr peut ainsi calculer les fréquences des raies du spectre de l'hydrogène, expliquer l'énigmatique formule énoncée en 1885 par le mathématicien suisse Johann Balmer, qui relie cette fréquence à deux nombres entiers n et m compris désormais comme les numéros spécifiant l'orbite de départ et d'arrivée des électrons, et calculer la constante de Rydberg, qui quantifie la loi de proportionnalité de la fréquence à la différence de l'inverse des carrés de n et m.

Le deuxième article de Bohr en 1913 étend son modèle aux atomes plus lourds ; le troisième jette les bases d'une compréhension de la structure des molécules comme atomes liés par des électrons qu'ils mettent en commun.

—  Bernard PIRE

Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « BOHR ATOME DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome-de-bohr/