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CHADWICK
DIAPO 1 : TITRE
DIAPO 2 : SOMMAIRE
 Introduction
 I) Histoire de l’atome
 II) Qui est James CHADWICK ?
 III) Découverte du neutron
1)
2)
3)
4)
Hypothèse de Rutherford
Expérience de W. BOTHE et de H. BECKER
Expérience de JOLIOT-CURIE
Expérience de CHADWICK
 Conclusion
-Au cours de cet exposé, nous allons d’abord rappeler l’évolution des modèles de l’atome
dans le temps car il y a eu plusieurs hypothèses quant à sa forme et sa composition.
-Dans un second temps, nous allons vous présenter James CHADWICK en vous indiquant
les dates importantes qui marquent sa vie.
-On va ensuite passer à la découverte du neutron en expliquant les différentes expériences
qui ont permis de le découvrir.
-Et nous terminerons par une conclusion pour voir ce que nous a apporté cette découverte.
DIAPO 3 : INTRODUCTION
L’atome a toujours provoqué la curiosité de l’Homme depuis l’antiquité.
Le modèle de l’atome tel que nous le connaissons a mis très longtemps à se mettre en place.
Aujourd’hui, nous allons vous parler de la composition du noyau et plus précisément de la
découverte du neutron par James CHADWICK en 1932.
DIAPO 4 :HISTOIRE DE L’ATOME
Vers 400 avant J.C, deux scientifiques grecs du nom de Démocrite et Leucippe pensent que
la matière est composée de particules indivisibles.
Plus de deux millénaires plus tard, en 1810, Dalton représente l’atome par des sphères.
En 1897, Thomson s’imagine l’atome comme une sphère remplie d’une substance
électriquement positive et fourrée d’électrons négatifs « comme des raisins dans un cake ».
En 1911, Rutherford dit que l’atome est surtout composé de vide mais qu’en son centre doit
se trouver une masse importante positive (que Rutherford appela plus tard noyau). Ce noyau
doit être extrêmement petit et dense. Il dit aussi que l’atome est neutre car il y a autant de
charges positives que de charges négatives.
En 1922, Bohr s’inspire du travail de Rutherford et dit que l’atome est composé d’un noyau
compact et qu’un nuage d’électrons gravitent autour comme les planètes gravitent autour du
soleil.
DIAPO 5 : James CHADWICK
Né le 20 Octobre 1891 à Manchester et est mort le 24 juillet 1974 à Cambridge à 82
ans. James CHADWICK était un grand physicien britannique qui reçut un prix Nobel de
physique en 1935 et d’autres récompenses comme la médaille Franklin qui est décernée à des
personnes dont les recherches ont été utiles à l’humanité et ont fait avancer les sciences.
Quelques dates importantes de sa vie :
- En 1907, il se présente à l'université de Manchester.
- En 1913, il reçoit sa licence de sciences et part travailler en Allemagne.
- Pendant la Première Guerre Mondiale, il est emprisonné dans un centre d'internement. Il est
libéré à la fin de la guerre et retourne au Royaume-Uni.
- En 1925, il se marie à Aillen Stewart-Brown et a deux enfants.
- En 1932, il découvre les neutrons.
- En 1935, il devient enseignent à l'université de Liverpool.
- De 1943 à 1945, il travaille généralement aux Etats-Unis dans un laboratoire où sera créée
la première bombe nucléaire.
- Il meurt à 82 ans en 1974.
Il est principalement connu pour la découverte du neutron en 1932 grâce à laquelle il
reçut le prix Nobel de 1935. Cette découverte mena à la création de la bombe atomique.
DIAPO 6 : LA DECOUVERTE DU NEUTRON
1)Hypothèse de Rutherford
C’est Rutherford qui a établi l’existence du noyau atomique. Il mena ensuite des expériences
de collisions de particules alpha (noyau de l’atome d’hélium) sur différents noyaux. Le 3 juin
1920, il évoqua alors la possibilité d’un assemblage d’un proton avec un électron formant
une particule neutre qu’il appela neutron. Cette particule avait donc une masse unitaire et une
charge neutre.
2)Expérience des Allemands W. BOTHE et H. BECKER
En 1930, les Allemands W.BOTHE et H. BECKER bombardent du lithium, du béryllium ou du
bore avec des rayons alpha. Ils observent alors l’émission d’un proton et d’un deuxième
noyau et ils constatent que ce deuxième noyau émet un autre rayonnement (photon gamma).
BOTHE et BECKER montent alors une expérience pour détecter ce rayonnement grâce à un
compteur Geiger et ils aboutissent au résultat attendu en octobre 1930. Ils démontrent donc
l’existence d’un rayonnement neutre.
3)Expérience des français JOLIOT-CURIE
En 1931, deux français Irène et Frédéric JOLIOTCURIE cherchent à pénétrer la nature de ce rayonnement. Ils
ont la chance d’utiliser une source de polonium plus puissante
que celle des Allemands. Ils répètent les expériences mais en
utilisant à la place du compteur Geiger une chambre
d’ionisation.
Les particules alpha frappent le Béryllium qui éjecte le
rayonnement, ils étudient l’effet de ce rayonnement sur un
écran (paraffine) et ils mesurent le courant généré dans la
chambre d’ionisation. Ils confirment les résultats de BOTHE
et BECKER mais font une erreur d’interprétation et
n’aboutissent pas à la découverte du neutron.
4)Expérience de James CHADWICK
Il mène depuis plusieurs années des expériences de bombardement de particules alpha sur
différents éléments. Il reprend le principe de l’expérience des JOLIOT-CURIE. Sa source
alpha était moins intense. Par contre son montage était plus sensible pour détecter les
rayonnements. Il arrive assez vite à la conclusion que le rayonnement ultra-pénétrant observé
est un rayonnement matériel, composé de particules de masse voisine de celle du proton,
mais de charge électrique nulle. C’est ainsi qu’il découvre le neutron en 1932.
DIAPO 10 : CONCLUSION
La découverte du neutron marqua un tournant dans l’histoire de la physique nucléaire.
Avant, les physiciens disposaient d’un éventail de modèles simples. Après, les progrès furent
fulgurants .Les découvertes se succédèrent rapidement : de la meilleure (utilisation de la
radioactivité pour la santé) à la moins bonne (fabrication de la bombe atomique)...
Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/James_Chadwick
Radioactivité http://www.laradioactivite.com/site/pages/ladecouverteduneutronchadwick.htm
La Matière, comment c'est fait ?http://www.fsg.ulaval.ca/opus/scphys4/matiere/chadwick.pdf
Scientifiques
Démocrite
et Leucippe
Dalton
Thomson
Rutherford
Bohr
Dates de
découverte
400 av JC
1810
1897
1911
1922
Physique
moderne
Portraits
Particules indivisibles
« atomos »
qui signifie indivisible
en grec. (grain de
matière, grain de
poussière…)
Modèles
Les atomes
sont représentés
par des sphères.
Il imagine
l'atome comme une
sphère remplie
d'une substance
électriquement
positive et fourrée
d'électrons négatifs
"comme des raisins
dans un cake".
L'atome est surtout
constitué de vide. Au centre
de l'atome doit se trouver
une masse
importante positive
(que Rutherford appela
noyau). Ce noyau doit être
extrêmement petit et dense.
L'atome est
neutre, il y a autant de
charges positives que
de charges négatives.
Son travail
s'inspira du modèle
nucléaire de l'atome de
Rutherford, dans lequel l'atome
est considéré comme un noyau
compact entouré d'un
nuage d'électrons.
Les charges
négatives gravitent
autour du noyau comme les
planètes autour du
soleil.
Un noyau
central entouré
d'électrons en
mouvement. Les
électrons n'ont pas
un trajet bien défini
mais une certaine
probabilité de
présence.