Bonsoir je dois rendre ceci pour demain
• A la fin du XIX°
* siècle, les scientifiques pensaient que les atomes étaient des sphères
pleines, rangées les unes contre les autres.
• Au même moment, Ernest RUTHERFORD (voir ci-contre) étudie les rayonnements issus de matières radioactives. Il s'intéresse, en particulier, aux particules a qui sont des noyaux d'hélium portant une charge électrique positive.
2. Description de l'expérience
• L'idée est de déterminer la structure de l'atome en étudiant la trajectoire des particules a lorsqu'elles rencontrent une feuille d'or de quelques micromètres d'épaisseur, placée dans une enceinte vide (voir le dessin ci-dessous).
2.1. D'après le modèle atomique à la fin du XIXe siècle, que devrait-il se passer si on bombarde une feuille d'or par des particules a ? (1 point)
• Visualiser l'animation Expérience de Rutherford
Observations:
> Une tache fluorescente très intense apparait au centre.
> L'intensité lumineuse de cette tache est très légèrement inférieure à celle que l'on obtient sans la feuille d'or.
2.2. Que peut-on déduire des deux observations précédentes ? (1
point)
> Quelques points fluorescents apparaissent autour de cette tache centrale.
> De rares points fluorescents sont visibles du même côté que la source.
2.3. Comment interpréter des deux observations précédentes ? (1 point)
3. Conclusions de Rutherford
• Rutherford propose alors un autre modèle pour l'atome, appelé modèle planétaire: 18m : 1 x 10-15
> L'atome est essentiellement constitué de vide;
m
> L'atome est formé d'un noyau central chargé positivement autour
Atome d'or (symbole Au)
duquel gravitent des électrons chargés négativement.
Rayon atomique
135 pm
3.1. En utilisant les valeurs du tableau ci-contre, compare la taille du Rayon du noyau
10 fm
noyau et de l'atome d'or. Quelle proposition de Rutherfo. d, cela confirme-t-il? (2 points)
1 pm : 1 x 10-12 m
3.2. Quelle observation conduit Ruther ford à penser que le porte une charge électrique positive ? (1 point)
II. Prolongements
• En 1932, le physicien James Chadwick découvre une autre par
›résente dans le noyau, en plus du proton. Sa
masse est sensiblement égale à celle du proton mais sa charge e
Ne est nulle : c'est le neutron.
• De nos jours, le modele de l'atome utilisé par les physiciens fait interve. la physique quantique. Cette théorie établit que les électrons n'ont pas d'orbite définie, mais une « probabilité de présence » autour du noyau au sein d'un « nuage électronique ».
1) Sachant que la charge électrique portée par le noyau de l'atome d'or vaut 1.26x10-7
C. calcuier le nombre Z. de
protons qu'il contient. Donnée: charge élémentaire portée par un proton c = 1,6 x LO' C. (1 point)
2) Le noyau d'un atome d'or s'écrit » Au où le nombre 197 correspond au nombre de nucléons présents dans son noyau, c'est-à-dire proton + neutron. En déduire le nombre de neutrons qu'il contient. (1 point)
3) Un atome étant électriquement neutre, en déduire le nombre d'électrons (de charge - e) qui gravitent autour du noyau. (1 point)
4) Calculer la masse d'un atome d'or en utilisant les données du tableau ci-contre. (1 point)
5) Pourquoi dit-on que la masse de l'atome d'or est concentrée
Particule
Proton
Neutron
Electron
Masse (en ke)
|1,67×1027
| 1,67x1037
9,1x1091
dans son noyau ? (Bonus : 1 point)
6) Faire un schéma de l'atome d'or d'après le modèle planétaire de Rutherford. (Bonus : 1 point)