L`expérience de Rutherford (correction)

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Seconde – Sciences Physiques et Chimiques
1ère Partie : L’Univers – Chapitre 3
Activité 3.2
Correction
L’expérience de Rutherford (correction)
Pistes de réflexion
1. Les particules alpha sont des noyaux d’hélium chargés positivement ; ils sont repoussés par
les noyaux des atomes d’or.
2. On rappelle que deux particules chargées s’attirent si elles sont de signes opposés et se
repoussent si elles sont de même signe. Puisque les particules alpha (noyaux d’hélium) sont
chargées positivement et qu’elles sont repoussées par les noyaux d’or, ces derniers doivent
être chargés positivement.
3. Rutherford ne proposa qu’une explication à cela : la matière, et par conséquent l’atome d’or,
doit être principalement constituée… de vide !
4. Ce vide doit donc se retrouver à l’échelle de l’atome, et on peut supposer que la taille du
noyau est beaucoup, beaucoup plus petite que celle de l’atome.
Et aujourd’hui, est-il possible de « voir » un atome ?
Les exemples ci-dessous montrent qu’à partir de l’échelle de l’atome, nous peinons à utiliser des
moyens d’observation « directe » pour voir (au sens propre) du terme ; le pire, c’est que cela tient à la
nature même des objets qui le constituent. Ces derniers ne sont plus décrits de façon classique, mais il
faut utiliser une approche quantique, où la notion d’incertitude, reine, empêche toute représentation
familière… En tout cas, la taille de l’atome (10–10 m) rend vain tout recours à la microscopie optique !
Atomes d’or vus au microscope
électronique à balayage
Des chercheurs de la société IBM ont réussi à
recréer le sigle de la société à l’aide d’atomes
de xénon déposés sur du nickel à l’aide d’un
microscope à effet tunnel
Ordre de grandeur des résolutions
Microscopie optique (OM) : détails > 0,2 µm
Microscopie électronique à transmission (MET, années
30) : détails > 0,1 nm
Microscopie électronique à balayage (MEB, années 50) :
détails > 1 nm
Microscopie à effet tunnel (STM, 1981) : détails > 1 nm
Microscopie à force atomique (AFM) : détails > 1 nm
Atomes d’or
observés en
microscopie à
force atomique
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