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samedi 18 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: 2nde- Exploration de l'espace, de l'atome aux galaxies
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Exercice 1: Les modèles de l'atome

 

Le modèle de Thomson

Avec la découverte de l'électron en 1897, on savait que la matière était composée de deux parties : une négative, les électrons, et une positive, le noyau. Dans le modèle de l’atome imaginé alors par le physicien Anglais Joseph John Thomson, les électrons, particules localisées, baignaient dans une « soupe » positive, à l'image des fruits confits dans un pudding (Doc.1). Ce modèle fut invalidé en 1911 par l'expérience de l’un des anciens étudiants de Thomson, Ernest Rutherford.

Le modèle planétaire de Rutherford

L'expérience de Rutherford met en évidence que les charges positives ne sont pas réparties uniformément entre les électrons, mais concentrées en de petits points : en effet, des particules envoyées sur une feuille d’or très mince traversent presque toutes la feuille sans être déviées sauf une pour 10 000 environ, comme si elle avait ricoché sur quelque chose.
Rutherford interpréta son expérience de la manière suivante : les particules qui traversent la feuille sans être déviées ont traversé un espace sans matière, c’est à dire constitué de vide. Et celles qui ont été déviées, ont ricoché sur les charges positives de l’atome.
Il imagina donc le modèle suivant : l'atome est constitué d'un noyau positif autour duquel tournent des électrons négatifs. Entre le noyau très petit par rapport à l'atome, environ 100 000 fois,et ses électrons, un très grand vide existe. Ce modèle fut très vite mis en défaut également. Le développement de la physique quantique dans les années 1930 permit d’arriver à la modélisation étudiée encore aujourd’hui dans les classes de lycée.

Questions :

1) Citer les points communs et les différences entre le modèle de Thomson et le modèle de Rutherford.
2) Une règle en plastique frottée dans les cheveux ou sur un tissu attire des petits morceaux de papiers (essayez de réaliser cette expérience). Si on suppose l’existence de charges positives et négatives dans la matière, cette expérience peut être interprétée par l’arrachage des charges négatives par la règle. Cette expérience peut-elle être interprétée par :
a. par le modèle de Thomson
b. par le modèle de Rutherford
c. par les deux modèles.
3) Pourquoi peut-on considérer que le modèle de Rutherford est « meilleur » que le modèle de Thomson ?
4) Le modèle actuel utilisé par les physiciens a encore évolué par rapport à celui établi dans les années 1930. A votre avis, pourquoi continue-t-on à utiliser un « ancien » modèle au lycée ?
5) Pensez-vous qu’il existera un jour un modèle parfait de l’atome ?