Introduction à la physique atomique

Septembre 2001 Cours de physique atomique
Introduction à la physique
atomique

Septembre 2001 Cours de physique atomique
Introduction : historique de la découverte de
l’atome
1. Hypothèse moléculaire (XIXème, chimie)
•Dalton : espèces chimiques composées d ’éléments de base : les
molécules, elles mêmes subdivisées en atomes
•Avogadro : Nombre de molécules par unité de volume constant
•Brown : Agitation thermique (mouvement brownien)

Septembre 2001 Cours de physique atomique
Introduction : historique de la découverte de
l’atome
2. Découverte de l ’électron
•Expériences d ’électrolyse (chimie) : montrent qu ’un atome doit porter
une charge électrique multiple d ’une certaine quantité
•Expériences de décharges électriques dans les gaz (Thomson) : confirment
les hypothèses sur l ’existence de l ’électron (observation des « rayons
cathodiques » porteurs d ’électricité négative)

Septembre 2001 Cours de physique atomique
Introduction : historique de la découverte de
l’atome
3. Structure de l ’atome
•Décharges dans les gaz : => séparation des électrons et des ions
(observation et caractérisation de rayons porteurs d ’électricité positive en
arrière de la cathode)
•Étude avec l ’hydrogène (H) : un seul ion possible, donc un seul électron ;
généralisation aux autres espèces => classification de Mendeleieff selon le
numéro atomique Z

Septembre 2001 Cours de physique atomique
Introduction : historique de la découverte de
l’atome
État de l ’art fin XIXème - début XXème
•Physique classique à son apogée, mais premières failles (rayonnement du
corps noir dans l ’U-V)
•Atome : constitué de Z électrons (connus : ponctuels, me=9.1 10-31 kg, -e
= -1.6 10-19 C) et d ’un ensemble de charges positives (de charge totale Z.e)
•Taille de l ’atome : de l ’ordre de l ’Å (10-10 m)