Physique Nucléaire et Évolution des Modèles Atomiques

Introduction à la physique nucléaire

La physique nucléaire est la branche de la physique qui étudie les propriétés et le comportement des noyaux atomiques.

L'origine de la théorie atomique

Démocrite a postulé que la matière est constituée de particules indivisibles appelées atomes (du grec atomos = indivisible). En 1803, John Dalton propose une nouvelle théorie sur la constitution de la matière : les unités fondamentales sont appelées atomes en l'honneur de Démocrite. Les composés sont constitués de molécules dont la structure est donnée par l'union des atomes dans des proportions définies et constantes.

Découvertes de la fin du XIXe siècle

À la fin du XIXe siècle, il a été découvert que les atomes ne sont pas indivisibles, mais composés de plusieurs types de particules élémentaires. L'électron fut la première particule découverte en 1897. Le noyau est composé de protons (chargés positivement) et de neutrons (qui n'ont pas de charge).

Les grands modèles atomiques

• Joseph John Thomson (1898) : Son modèle atomique prend en compte l'existence de l'électron. Il est statique : on suppose que les électrons sont au repos dans l'atome et que l'ensemble est électroniquement neutre.
• Ernest Rutherford (1911) : Il a démontré l'existence du noyau atomique. Toute la masse de l'atome est concentrée dans un noyau minuscule de charge électrique positive. Les électrons gravitent autour du noyau sur des orbites circulaires et possèdent une charge électrique négative. L'atome est considéré comme électriquement neutre.
• Niels Bohr (1922) : Les électrons tournent à haute vitesse autour du noyau atomique sur des orbites circulaires qui déterminent des niveaux d'énergie. En absorbant de l'énergie, un électron peut se déplacer vers un niveau supérieur ; pour revenir à son niveau d'origine, il doit libérer l'énergie absorbée. C'est l'une des bases de la physique nucléaire.
• Erwin Schrödinger (1926) : Les électrons tournent autour du noyau, mais se comportent comme des ondes se déplaçant autour du noyau à certaines distances et avec certaines énergies. C'est actuellement le modèle le plus exact.

Propriétés de la lumière et des corps

• Corps lumineux : Objet capable d'émettre sa propre lumière.
• Corps opaque : Corps qui ne permet pas le passage de la lumière.
• Corps translucide : Corps qui permet le passage d'une certaine quantité ou d'un certain pourcentage de lumière.
• Rayon de lumière : Ligne droite représentant la direction et le sens de propagation de la lumière.