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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 73 — #81
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STRUCTURE DE L’ATOME
Ainsi :
e
m
=
2U
R 2 B 2
et une mesure expérimentale de R permit à THOMSON la proposition numérique :
e
m
= 1,76.10
−8 C·g
−1
où e désigne la charge électrique d’un électron (en valeur absolue) en coulomb et m la masse
d’une électron en gramme.
R.A. MILLIKAN mit au point en 1909 une expérience astucieuse permettant la mesure de
la charge e (et non plus celle du rapport
e
m
). Il observa la chute libre de goutelettes d’huile
dans un dispositif constitué par deux plaques chargées électriquement, l’une positivement
(plaque supérieure) et l’autre négativement (plaque inférieure). Des rayons X ionisent les
molécules présentes dans l’air situé entre les plaques et les électrons éjectés sont captés par
les goutelettes tombant sous l’effet de la gravité (voir figure 2.3). Les gouttelettes d’huile sont
chargées négativement car elles ont capté un ou plusieurs électrons. Elles sont alors attirées
par la plaque supérieure chargée positivement. La vitesse de chute s’en trouve affectée et une
modélisation du problème permet, à partir de la vitesse de chute, une estimation de la charge
e. On mesure ainsi e = 1,6.10 −19 C (l’électron porte la charge −1,6.10 −19 C). À partir du
rapport
e
m
, il est alors possible d’estimer la masse de l’électron : m = 9,11.10 −28 g.
plaque chargée électriquement
plaque chargée électriquement
rayons X
goutelettes d'huile chargées
huile vaporisée
FIGURE 2.3 – Expérience de MILLIKAN
Premières expériences de caractérisation de l’atome : protons et neutrons
Les atomes sont neutres électriquement, et l’existence d’électrons chargés négativement dans
toute matière implique la présence de particules chargées positivement. E. RUTHERFORD
eut l’idée d’envoyer des particules (particules α) produites par une source radioactive sur
une feuille d’or extrêmement mince. Il constata que la majorité des particules traversaient la
feuille, mais que certaines se trouvaient déviées de façon importante. RUTHERFORD interpréta l’expérience en imaginant l’atome comme une volume essentiellement vide, l’ensemble
des charges positives et toute la masse étant concentrées dans un petit volume situé au centre
de l’atome et appelé noyau. En comptant le nombre de particules déviées dans les différentes directions, RUTHERFORD estima le diamètre d’un noyau 100000 fois plus petit que
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STRUCTURE DE L’ATOME
Ainsi :
e
m
=
2U
R 2 B 2
et une mesure expérimentale de R permit à THOMSON la proposition numérique :
e
m
= 1,76.10
−8 C·g
−1
où e désigne la charge électrique d’un électron (en valeur absolue) en coulomb et m la masse
d’une électron en gramme.
R.A. MILLIKAN mit au point en 1909 une expérience astucieuse permettant la mesure de
la charge e (et non plus celle du rapport
e
m
). Il observa la chute libre de goutelettes d’huile
dans un dispositif constitué par deux plaques chargées électriquement, l’une positivement
(plaque supérieure) et l’autre négativement (plaque inférieure). Des rayons X ionisent les
molécules présentes dans l’air situé entre les plaques et les électrons éjectés sont captés par
les goutelettes tombant sous l’effet de la gravité (voir figure 2.3). Les gouttelettes d’huile sont
chargées négativement car elles ont capté un ou plusieurs électrons. Elles sont alors attirées
par la plaque supérieure chargée positivement. La vitesse de chute s’en trouve affectée et une
modélisation du problème permet, à partir de la vitesse de chute, une estimation de la charge
e. On mesure ainsi e = 1,6.10 −19 C (l’électron porte la charge −1,6.10 −19 C). À partir du
rapport
e
m
, il est alors possible d’estimer la masse de l’électron : m = 9,11.10 −28 g.
plaque chargée électriquement
plaque chargée électriquement
rayons X
goutelettes d'huile chargées
huile vaporisée
FIGURE 2.3 – Expérience de MILLIKAN
Premières expériences de caractérisation de l’atome : protons et neutrons
Les atomes sont neutres électriquement, et l’existence d’électrons chargés négativement dans
toute matière implique la présence de particules chargées positivement. E. RUTHERFORD
eut l’idée d’envoyer des particules (particules α) produites par une source radioactive sur
une feuille d’or extrêmement mince. Il constata que la majorité des particules traversaient la
feuille, mais que certaines se trouvaient déviées de façon importante. RUTHERFORD interpréta l’expérience en imaginant l’atome comme une volume essentiellement vide, l’ensemble
des charges positives et toute la masse étant concentrées dans un petit volume situé au centre
de l’atome et appelé noyau. En comptant le nombre de particules déviées dans les différentes directions, RUTHERFORD estima le diamètre d’un noyau 100000 fois plus petit que
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