Histoire de l'Atome : Des Philosophes Grecs à Rutherford

Les premières discussions sur le sujet:

Ont été les philosophes grecs qui ont commencé à la question de manière rationnelle, en essayant de trouver des explications ou des principes pour expliquer la nature des choses. Par exemple, Thalès de Milet, qui a vécu entre le V et VI siècle avant JC a postulé que la substance fondamentale de l'univers était l'eau, à partir de laquelle il a été possible d'expliquer la constitution de toutes choses.

Un point de vue différent a été Empédocle (V AC), qui, en ajoutant les différentes traditions, a fait valoir qu'il y avait quatre substances de base: eau, air, feu et terre, et le mélange d'entre eux pourraient obtenir tous les articles la nature.

L'une des discussions qui ont surgi dans le monde antique par rapport à la question, était de savoir si c'était toujours divisible (continu), ou s'il y avait une limite (discrets).

Alors que certains philosophes postulé que la matière était continue, c'est à dire, peut toujours être subdivisé, d'autres ont soutenu qu'il était discrète, c'est à dire il ya une limite à laquelle il ne pouvait pas être subdivisés. Cette limite, ou une particule fondamentale, a été appelé atome (sans division).

Les principaux partisans de cette idée ont été Abdère Démocrite et Leucippe de Milet (deux philosophes grecs qui vivaient dans le Vème siècle avant JC)

L'atomistique.

Leucippe et Démocrite croyait que la matière était une distribution discrète et que les particules fondamentales, minuscules, indivisibles et pas de structures ont été la base de toute matière.

Postulats de la théorie atomique:

1 .- Toute la matière est constituée d'atomes, et ils sont dans le vide.

2 .- Les atomes sont de petites particules caractérisées par leur dureté, la forme et la taille. D'autres qualités de la matière, telles que la couleur, le goût et la température, ne serait impressions subjectives.

3 .- La combinaison d'atomes peuvent former les quatre éléments (eau, air, feu et terre), qui à son tour des formes de tous les éléments avec des ligatures.

La contribution de la pensée scientifique:

Les idées atomistique des philosophes grecs ont le mérite d'aborder la réalité à travers les attributs de la pensée, l'observation, l'imagination et du raisonnement.

Cependant, je manque le grand pas qui se donna la pensée scientifique:

Expérimentation.

Galileo Galilei a été celui qui a donné la priorité à la méthode expérimentale pour tester quelques indications sur la nature.

Robert Boyle: exceptionnelle dans le domaine de l'étude du sujet, qui a établi la notion de substance élément chimique qui n'est pas fait par d'autres, et a suggéré que leur nombre doit être supérieur à quatre.

John Dalton a développé le premier modèle de l'atome de l'ère scientifique, qui, basée sur des mesures de masse et les proportions des substances, publié en 1808 un traité que vous pourriez lire les idées suivantes:

• Les éléments chimiques sont de minuscules particules et indivisible.
• Tous les atomes d'un même élément chimique sont égaux.
• Les masses d'atomes de différents éléments chimiques sont différentes.
• Les atomes sont indestructibles et conservent leur identité dans les changements chimiques.
• Les atomes sont de forme sphérique et sont combinés les uns avec les autres dans des rapports simples (1:2, 2:3. Etc) Pour former des produits chimiques.

Pour résumer leurs conclusions, Dalton utiliser le langage mathématique et aussi inventé un symbolisme pour écrire les changements chimiques.

Premières expériences avec des particules atomiques.

I. - L'expérience de Thomson.

Au cours de la dix-neuvième siècle, les scientifiques ont commencé à expérimenter avec des "tubes à rayons cathodiques." Il s'agit d'un tube en verre avec un gaz à très basse pression à l'intérieur, et où sont placées deux plaques de métal appelé cathode et l'anode, reliée à une différence de potentiel.

Le physicien anglais Joseph Thomson a étudié en profondeur les soi-disant «rayons cathodiques» en 1897 en utilisant un ensemble tel que représenté sur le dessin.

Commentaires de Thomson.

Les données expérimentales observées par Thomson

• Les rayons de produire des ombres.
• Les rayons sont déviés en passant par un champ magnétique.
• Les rayons sont toujours plaque négative (cathode) à la plaque positive (anode).

Thomson conclusions:

• Sont des particules chargées électriquement.
• Ils Voyage dans les lignes droites.
• Ont une charge électrique négative.

En bref, Thomson a trouvé que les rayons cathodiques sont des particules chargées négativement et les fragments qu'il considérait l'atome. Comme la charge électrique de la matière est, en général, neutre, a conclu que l'autre partie de l'atome ayant une charge positive.

Enfin, dans les calculs de masse, il a constaté que la plus grande quantité de masse est la charge positive.

Avec toutes leurs conclusions, Thomson a établi un atome de modèle dans lequel les électrons sont noyées dans une masse de charge positive, semblables à des raisins secs dans un pain de Pâques.

II .- L'expérience de Rutherford.

En 1911, le physicien anglais Ernest Rutherford, appliquant la technique de diffusion *, a mené l'expérience suivante:

Bombardé une feuille mince d'or avec des particules alpha (noyaux d'hélium), comme illustré par le schéma suivant.

D'une source radioactive de particules alpha, qui sont dirigés par un collimateur à la feuille d'or. De l'autre côté de la lame, il a mis un écran avec une fluorescence enregistré l'impact des particules, par conséquent, a témoigné de la trajectoire d'entre eux après avoir traversé la feuille d'or.

Rutherford a noté que la majorité des particules passé directement de la source de particules alpha à un écran, quelques-uns ont dévié aux petits angles, alors que certains (rarement) être détourné dans un grand angle, même à retourner.

modèle de Rutherford.

Ce que la plupart attiré l'attention de Rutherford a été le fait que certaines particules alpha ont été retournés par 180 ° par rapport à la libération. Les scientifiques ont dit que c'était aussi surprenant que si vous lancez des boulets de canon sur un morceau de papier et certains d'entre eux rebond.

Le premier a été supposé que la plus physique de la masse des atomes doit être limitée à un petit espace très, que le centre d'appels. Grâce à leurs observations, postule un modèle de l'atome sur la base des caractéristiques suivantes:

• L'atome a un noyau qui concentre plus de 99% de la masse.
• Le noyau chargé positivement.
• Le rayon du noyau est cent mille fois plus petit que le rayon de l'atome, soit environ 10 ^ -15 m.
• Dans l'enveloppe extérieure de l'atome sont les électrons chargés négativement et de faible masse.
• Les électrons se déplacent à grande vitesse autour du noyau.

* Comme la taille des atomes sont très petites, les unités qui travaillent habituellement pour mesurer la longueur (en mètres ou centimètres) est peu pratique pour ces petites échelles. Ainsi défini unité Angstrom appelé (Ǻ), où 1 = Ǻ 10 -10 m, puisque la taille des atomes varie entre 1 et 2 Ǻ.

Planetary modèle de Rutherford

Par le fait que les électrons tournent autour du noyau, le modèle de Rutherford est également connu comme modèle planétaire.

faiblesses du modèle de Rutherford.

Un modèle scientifique principalement pari

d'expliquer les phénomènes observés et malgré

que Rutherford a été une avancée majeure

par rapport à la Thomson, et d'expliquer les choses

modèle de Thomson ne pouvait pas, laisse une certaine

phénomènes inexpliqués.

Dans le modèle atomique de Rutherford, les électrons

sont tenus à une certaine distance du noyau, se déplaçant

autour de lui. Pour se déplacer leurs vitesses

évoluent et, par conséquent, ont accélération centripète qui implique que cette charge devrait être accélérée et émettent un rayonnement électromagnétique.

Si nous supposons que les électrons sont accélérés, ils doivent émettre des rayonnements et, par conséquent, perdre de l'énergie et de la spirale dans le noyau. Cela rendrait l'atome était très instable, qui ne se produit pas dans la réalité.