Histoire de la Physique

DE L’ANTIQUITÉ À NOS JOURS : COMMENT EST CONSTITUÉE LA MATIÈRE ?

L’ATOME : UN MODÈLE POUR COMPRENDRE LA CHIMIE.

Activité documentaire : lire le texte et répondre aux questions.

 Dès 420 avant JC, Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de l’existence des atomes et invente leur nom (« atomos » en grec qui signifie insécable). Les atomos auraient différentes formes et s’associeraient entre eux grâce à leurs « crochets » et leurs « dents » à l’image des légos. Cette idée n’est reprise par personne et il faudra attendre le début du XIXème siècle pour que les scientifiques décident de faire des recherches sur cet « atomos » :  John Dalton ( 1766-1844) fait des mesures de masse au cours de transformations chimiques. Il découvre que la masse se conserve avant et après transformation. Comme la masse se conserve et que des espèces nouvelles sont formées au cours des transformations chimiques, on a donc un réarrangement interne de particules indivisibles : les atomes. En 1805, John Dalton annonce au monde l’existence des atomes. Les atomes sont pour lui des sphères dures qui ont une masse.  En 1881, J. J.Thomson découvre l’un des composants de l’atome. Il s’agit de particules élémentaires négatives appelées en 1891 électrons.  Au début du XXème siècle, l’ambition des physiciens est de proposer un modèle de l’atome en précisant la répartition de la charge électrique à l’intérieur de celui-ci.  En 1904, Thomson partant de l’idée que l’atome est électriquement neutre, pense qu’il doit contenir des charges positives qui doivent compenser les charges négatives des électrons. Il suppose que la charge positive est répartie dans un petit volume (qui peut avoir la forme d’une sphère) et que les électrons sont parsemés dans cette sphère (pudding de Thomson).  En 1910 Ernest Rutherford bombarde différents échantillons de matière (cuivre, or, argent) avec des particules. La majeure partie des particules passe à travers ses échantillons. Les atomes ne peuvent donc pas être des sphères compactes comme le postulait Thomson. Rutherford en déduit que l’atome est entièrement constitué de vide et que les charges positives occupent un tout petit volume qu’il appelle « noyau ». Les électrons se trouvent autour du noyau. Après « un petit calcul » il trouve que la majorité de la masse de l’atome est concentrée dans ce noyau, minuscule par rapport au reste de l’atome. Les dimensions du noyau sont de l’ordre de 10-15m et celui de l’atome de 10-10 m. La charge totale du noyau ( charge positive) compense celle des électrons ( charge négative). L’atome est électriquement