L’expérience de rutherford

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Exercices
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les éléments chimiques présents dans l'Univers

En 1898, le physicien néo-zélandais Ernest Rutherford identifie les particules alpha et bêta: ce sont de très petites parties de matière émises par les substances radioactives.

Dix ans plus tard, en 1908, il détermine la nature de la particule alpha : il s’agit du noyau de l’atome d’hélium .

La suite de son travail est consacrée à la structure de l’atome.

En 1909, Rutherford a l’idée d’observer la trajectoire des particules alpha dans la matière. Pour cela, il bombarde une très fine feuille d’or avec ces particules. Dans l’obscurité, il compte les points brillants dus aux impacts des particules alpha sur un écran fluorescent, le détecteur, placé autour de la feuille d’or.

La grande majorité des particules traversent la feuille d’or sans être déviées.

En effet, le point observé sur le détecteur brille
de manière semblable, qu’on interpose ou non la feuille d’or sur le trajet des particules alpha.

Quel ques particules alpha sont légèrement déviées tandis que certaines particules (1 pour 10 000 environ) subissent une forte déviation en traversant la feuille d’or et rebondissent même en arrière comme si elles rencontraient un obstacle massif.

Rutherford et ses collaborateurs ont travaillé plusieurs mois sur cette expérience en étudiant la déviation des trajectoires des particules alpha.

Ils en ont tiré une conclusion importante concernant la structure de la matière.

1. Décrire la constitution de la particule alpha .

2. Dans un atome d’or on trouve 118 neutrons et 79 protons.

Son symbole est Au. Quel est le numéro atomique de l’or ?

Quel est son nombre de masse A ?

Donner sa représentation symbolique.

3. Les particules alpha qui sont déviées sont-elles attirées ou repoussées par les noyaux des atomes d’or ?

4. On rappelle que deux particules chargées s’attirent si elles sont de signes opposés et se repoussent si elles sont de même signe.

Quel est le signe de la charge portée par le noyau de l’atome d’or ?

Justifier la réponse en argumentant.

5. Pourquoi peut-on dire que la majorité des particules alpha ne rencontre pas d’obstacle sur leur trajet ?

6. Quelle conclusion peut-on en tirer sur le rapport entre la taille de l’atome et celle de son noyau ?

7. Représenter sous forme d’un schéma légendé, le modèle atomique proposé par Rutherford.

Préciser toutes ses caractéristiques.