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Vidéo de question : Rappel sur la particule utilisée dans l’expérience de la feuille d’or de Rutherford Chimie

Dans les expériences de Geiger-Marsden supervisées par Ernest Rutherford (connues sous le nom « d’expérience de la feuille d’or » de Rutherford), quel type de particule est diffusé par la feuille d’or, prouvant que les atomes contiennent des noyaux denses ?

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Transcription de vidéo

Dans les expériences de Geiger-Marsden supervisées par Ernest Rutherford, connue sous le nom « d’expérience de la feuille d’or » de Rutherford, quel type de particule est diffusé par la feuille d’or, prouvant que les atomes contiennent des noyaux denses ?

Geiger et Marsden ont effectué leurs expériences avec Ernest Rutherford entre 1908 et 1913. Ces expériences sont parfois appelées collectivement « l’expérience de la feuille d’or » de Rutherford, car Rutherford a développé son modèle atomique à partir de ces résultats. Dans ces expériences, un faisceau de particules a été utilisé. Les particules étaient dirigées vers une feuille d’or. Alors que la plupart des particules passaient directement à travers, certaines d’entre-elles étaient un peu déviées, et d’autres étaient réfléchies.

Ces résultats étaient contraires au modèle atomique populaire de l’époque, le modèle de Thompson, autrement connu sous le nom de modèle du « pudding aux prunes ». Dans ce modèle, les électrons négatifs sont répartis uniformément dans un champ de charge positive. Le faisceau utilisé dans l’expérience était constitué de particules chargées positivement.

Selon le modèle de Thompson, si une particule de haute énergie avec une charge positive traversait une feuille d’or, elle passerait directement à travers. Le fait que ces particules positives soient parfois réfléchies par le matériau suggère qu’il y avait des noyaux denses chargés positivement dans les atomes, plutôt qu’un champ uniformément réparti.

Dans ce système, une particule chargée positivement entrant en collision avec la feuille d’or aurait une petite chance de se rapprocher du noyau de l’un des atomes et d’être repoussée. Ce modèle expliquerait pourquoi la feuille d’or réfléchie certaines des particules, alors que la plupart d’entre elles passent directement à travers. Ces résultats ont conduit Rutherford à imaginer le modèle atomique de Rutherford, avec un noyau positif dense et des électrons négatifs autour à l’extérieur.

La question demande: quel type de particule a été diffusé par la feuille d’or ? Nous savons déjà que le faisceau de particules avait la même charge que le nuage positif prédit par le modèle de Thompson. Dans les expériences de Geiger-Marsden, une source de particules alpha, une source radioactive, a été utilisée pour fournir les particules positives. Une source radioactive était le moyen le plus simple de produire des ions positifs.

Une particule alpha est un noyau d’hélium de haute énergie, ayant deux protons, deux neutrons et une charge globale de deux plus. Les particules alpha peuvent être produites à partir de noyaux lourds radioactifs instables qui se décomposent en particules alpha et en un noyau plus petit. Vous verrez parfois des particules alpha écrites comme ceci. Ainsi, la réponse à notre question, quel type de particule a été diffusé par la feuille d’or dans l’expérience de la feuille d’or de Rutherford, est une particule alpha.

Le faisceau de particules devait être positif, afin de comprendre la nature de la charge positive dans les atomes. Cette expérience a démontré que le noyau doit être assez dense, car la charge doit être suffisamment dense pour repousser la particule alpha de haute énergie, qui a généralement une énergie de trois à sept mégaélectronvolts. C’est environ un million de fois l’énergie d’une liaison carbone-carbone. Donc, la réponse pour le type de particule est une particule alpha.

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