L’expérience de la feuille d’or de Rutherford

C’est une citation d’un physicien comme commentaire sur l’un de ses résultats expérimentaux il a dit à propos de son expérience que c’était comme si vous tiriez un obus de 15-.pouce sur un morceau de papier de soie et qu’il revenait et vous frappait alors parlons de son expérience et de ce qu’il faisait Rutherford à l’époque avait fait beaucoup de recherches sur la radioactivité il était ami avec Marie Curie et son mari Pierre et il avait fait beaucoup d’études en regardant sur les différents types de réactivité et plus spécifiquement il était curieux à cette époque des particules alpha asari d’Apple qui sont il ne savait pas vraiment à l’époque elle ne savait pas ce qu’elles étaient mais nous savons maintenant que ce sont des noyaux d’hélium 2 plus ce qui signifie que nous avons deux protons dans le noyau puisque c’est de l’hélium et il a aussi deux neutrons et il n’a pas d’électrons et donc il a une charge de deux plus. Donc ce que frère Fer a fait c’est qu’il a pris un morceau de radium et il l’a mis dans une boîte en plomb et la boîte en plomb avait un petit trou d’un côté pour que les particules radioactives puissent sortir de ce trou dans la direction qu’il voulait et ensuite il a tiré les particules alpha sur un morceau de feuille d’or, un morceau très fin de feuille d’or et il était curieux de voir s’il pouvait en apprendre un peu plus sur la structure de l’atome en utilisant cette expérience. ici les particules alpha sont les balles qui sortent de notre pistolet à particules alpha et la feuille d’or est notre papier de soie et nous avons ces particules alpha assez rapides et massives que nous tirons sur lui mais pourquoi Rutherford s’attendait-il à ce que cela se produise ici ce n’est pas nécessairement simple, du moins pour moi, pourquoi pensez-vous que ces particules alpha traverseraient directement la feuille d’or donc ce que faisait mon frère libéré à l’époque était de tester le modèle du plum pudding donc c’est assez tôt dans l’histoire où nous, les scientifiques de l’époque, savions que JJ Thompson un autre physicien venait de découvrir les électrons, nous savions que l’atome, l’atome avait quelque chose, avait ces particules à l’intérieur qui étaient petites, vraiment petites, nous savions qu’elles représentaient moins de 1% de la masse d’un atome d’hydrogène, donc beaucoup plus petites qu’un atome, et nous savions qu’elles étaient chargées négativement. Je vais les appeler électrons car on connaît leurs électrons maintenant et JJ Thompson savait que les électrons existaient d’après ses résultats expérimentaux et il a proposé d’après ses résultats qu’un atome ressemble à un plum-pudding et si vous ne savez pas ce qu’est un plum-pudding parce que vous n’êtes peut-être Si vous ne savez pas ce qu’est un plum-pudding parce que vous n’êtes pas britannique ou parce que vous n’aimez pas la terre, vous pouvez aussi imaginer qu’il ressemble à un biscuit aux pépites de chocolat. Nous avons donc ces petites particules chargées négativement qui sont coincées à l’intérieur de l’atome, mais la plus grande partie de l’atome est constituée d’une soupe chargée positivement, principalement parce que l’atome doit être neutre, les scientifiques savaient que les atomes étaient neutres et qu’il devait y avoir quelque chose pour annuler la charge négative de l’électron. particules alpha et ce qu’il a prédit c’est qu’elles passeraient tout droit. Vous pouvez utiliser les équations de la physique pour regarder le champ électrique généré par cette soupe chargée positivement et il s’avère que le champ est très faible parce que les charges sont réparties sur tout l’atome et donc ce qu’il pensait qu’il se passerait c’est que toutes les particules passeraient tout droit et occasionnellement l’une d’entre elles pourrait être un peu courbée puisque nous avons un atome soupe chargé positivement. En fonction de l’endroit où les particules alpha passent, il pensait que vous pourriez voir un peu de déviation mais la plupart du temps ça devrait être le cas. de déviation mais la plupart du temps elles devraient passer tout droit et je pense que nous avons commencé par un spoiler parce que nous savons qu’il n’a pas obtenu tout à fait ce qu’il attendait alors qu’est-ce que Rutherford a vu exactement ? Il a tiré ses particules alpha sur son papier de soie et il a vu la plupart des particules passer tout droit comme il s’y attendait en fait il a vu presque toutes les particules passer tout droit il en a vu quelques-unes déviées un peu, elles ont été déviées de leur trajectoire d’environ 1 degré, donc à peine assez pour pouvoir le voir et vous savez s’il n’avait pas été un chimiste curieux nous pourrions peut-être encore Heureusement, Rutherford était un chimiste très minutieux et il a également pensé qu’il pourrait être intéressant de détecter si les particules venaient non seulement d’ici, mais aussi d’ailleurs. Il n’a pas seulement mis un écran de détection ici, il a mis un écran de détection qui fait tout le tour, c’est-à-dire presque tout le tour, ce qui donne assez d’espace pour que les particules alpha puissent entrer et il était très prudent ici parce qu’il ne s’attendait pas à voir quoi que ce soit juste ici ou ici ou vraiment n’importe où sauf ici,000 particules alpha ou un nombre minuscule et fou comme ça pour chaque une sur 20,000 particules alpha, il a vu les particules frapper la feuille d’or et rebondir et c’est fou, c’est exactement ce à quoi on ne s’attend pas quand on frappe un morceau de papier de soie avec une balle, donc la première chose qu’il a faite, je pense, n’a pas été de dire « hmm, c’est vraiment fou, nous voulons juste savoir quel est le prix ici », je suis presque sûr que la première chose qu’il a faite a été « c’est bizarre », puis il a probablement vérifié les résultats de son expérience, il a essayé de la répéter et il a tout vérifié pour s’assurer que tout allait bien, et il s’est avéré que oui, quelque chose se passait réellement, cette fois sur 20 000 particules alpha était réelle,000 particules alpha était réel alors qu’est-ce que cela signifiait, cela signifiait que nous avions besoin d’un nouveau modèle atomique, nous devions expliquer d’une manière ou d’une autre qu’une minuscule fraction des particules alpha était renvoyée, alors comment a-t-il fait, il savait qu’il y avait quelque chose dans l’atome qui était minuscule, massif et chargé positivement et il savait que cela devait être un élément de l’atome.et il savait qu’il devait être minuscule parce que peu de particules alpha interagissaient avec lui, la plupart d’entre elles le traversaient de part en part. Il savait qu’il devait être massif et chargé positivement parce que les électrons sont vraiment petits et la plupart des particules le traversaient de part en part, donc ce avec quoi ces particules interagissaient devait être très petit mais très lourd, et c’est pourquoi elles rebondissaient. et il est vraiment minuscule en fait il a pu calculer exactement exactement il a pu calculer approximativement sa taille en se basant sur le nombre de particules alpha qui l’ont frappé et il a dit que c’était approximativement 110 mille dix millièmes du volume de l’atome et alors qu’est-ce qu’on a d’autre on sait qu’on a ce noyau qui est chargé positivement et minuscule et massif et alors on a aussi nos électrons et alors que fait le reste de l’atome en se basant sur tout ça ça ça veut dire que la plus grande partie de l’atome est en fait de l’espace vide puisque les électrons sont vraiment petits et que le noyau n’occupe qu’un dix-millième du rayon le reste de l’atome n’occupe qu’un dix-millième du rayon.millième du rayon, le reste de l’espace n’est rien du tout, ce qui est assez fou, donc en se basant sur ce modèle particulier que Rutherford a créé, il a pu expliquer ses résultats, il a pu expliquer que la plupart des particules alpha passaient tout droit et que de temps en temps une particule alpha s’approchait vraiment du noyau et était un peu déviée, et encore plus rarement une particule alpha pouvait frapper le noyau directement et rebondir parce que le noyau est super lourd et parce qu’il est chargé positivement, il repousse la particule alpha chargée positivement. Rutherford a appelé ce modèle particulier ou nous l’appelons maintenant, je ne suis pas sûr lequel, il l’a appelé le modèle nucléaire qui ressemble en fait assez à l’image moderne de l’atome à laquelle la plupart des gens pensent il y a beaucoup de questions qui n’ont pas encore de réponse ici comme ce que font exactement les électrons ou où sont-ils où sont les électrons mais parce que Rutherford propose un nouveau modèle d’autres scientifiques ont été en mesure de concevoir de nouvelles expériences pour le tester et peu de temps après nous avions une image assez bonne de ce qui se passait au niveau de l’atome