Ernest Rutherford, originaire de Nouvelle-Zélande, est considéré comme le père de la physique nucléaire pour ses découvertes dans la structure atomique, même si Hantaro Nagaoka, un physicien de l'Université impériale de Tokyo, a proposé la théorie du noyau est connu aujourd'hui. L'expérience de la feuille d'or de Rutherford a permis de découvrir que la majeure partie de la masse d'un atome se trouve dans une région dense appelée maintenant le noyau. Avant l'expérience révolutionnaire de la feuille d'or, Rutherford a reçu le prix Nobel pour d'autres contributions clés dans le domaine de la chimie.

Histoire

La théorie populaire de la structure atomique au moment de l'expérience de Rutherford était le "modèle de pudding de prune." Ce modèle a été développé en 1904 par J.J. Thompson, le scientifique qui a découvert l'électron. Cette théorie a soutenu que les électrons chargés négativement dans un atome flottaient dans une mer de charge positive - les électrons étant apparentés aux prunes dans un bol de pudding. Bien que le Dr Nagaoka ait publié sa théorie concurrente selon laquelle les électrons sont en orbite autour d'un noyau positif, comme en orbite autour de Saturne, en 1904, le modèle du pudding à la prune était la théorie prédominante sur la structure de l'atome jusqu'à sa réfutation par Ernest Rutherford en 1911.

Fonction

L'expérience de la feuille d'or a été menée sous la supervision de Rutherford à l'Université de Manchester en 1909 par le scientifique Hans Geiger (dont le travail a finalement conduit au développement de le compteur Geiger) et un étudiant de premier cycle Ernest Marsden. Rutherford, le président du département de physique de Manchester au moment de l'expérience, est crédité en premier lieu pour l'expérience, car les théories qui en résultent sont principalement son travail. L'expérience de Rutherford sur la feuille d'or est aussi parfois appelée l'expérience Geiger-Marsden.

Caractéristiques

L'expérience sur la feuille d'or consiste en une série d'essais dans lesquels une particule d'hélium chargée positivement a été tirée à couche très mince de feuille d'or. Le résultat attendu était que les particules positives seraient déplacées à quelques degrés de leur trajectoire lorsqu'elles traverseraient la mer de charge positive proposée dans le modèle du pudding de prunes. Le résultat, cependant, était que les particules positives étaient repoussées de la feuille d'or de près de 180 degrés dans une très petite région de l'atome, tandis que la plupart des particules restantes n'étaient pas déviées mais passaient à travers l'atome. br>

Signification

Les données générées par l'expérience de la feuille d'or ont démontré que le modèle de pouding de la prune de l'atome était incorrect. La manière dont les particules positives rebondissaient sur la mince feuille indiquait que la majorité de la masse d'un atome était concentrée dans une petite région. Comme la majorité des particules positives continuaient sur leur trajectoire originale, Rutherford déduisait correctement que la majeure partie du reste de l'atome était un espace vide. Rutherford a appelé sa découverte "la charge centrale", une région appelée plus tard le noyau.

La découverte de Rutherford du noyau et de la structure atomique proposée a été affinée par le physicien Niels Bohr en 1913. Bohr modèle de l'atome, également appelé le modèle de Rutherford Bohr, est le modèle atomique de base utilisé aujourd'hui. La description de l'atome par Rutherford a jeté les bases de tous les futurs modèles atomiques et du développement de la physique nucléaire.