Sciences Physiques: Les penseurs et les
scientifiques du modèle atomique:

1. Leucippe et Démocrite (460 - 370 av. J.-C.)

Au milieu du Ve siècle avant Jésus-Christ, le philosophe grec Leucippe pense que la matière est discontinue, c'est à dire faite du vide, et est formée de particules extrêmement petites et indivisibles. Il leur donne le nom d'«atomos» .
En grec, atomos signifie indivisible.

Démocrite, le disciple de Leucippe porsuit cette idée et pense que ces particules indivisibles sont constamment en collision dans le vide formant ainsi des corps qui se distinguent par leur taille, leur poids et leur vitesse. Ces corps diffèrent les uns des autres de part l'espace qu'elles occupent. Un corps est lourd, parce que les atomes qui le sonstituent sont rapprochés les uns des autres.

Aristote, beaucoup plus influent que Démocrite, dévalorisa cette théorie. Elle sera reprise quelques 2 000 ans plus tard par John Dalton. Aristote affirmait que la matière était plutôt divisible à l'infini.

• La conception de la matière selon Démocrite:
• La matière est faite de vide (théorie de la discontinuité de la matière).
• La plus petite particule de la matière se nomme atome (le plein).
• L'atome est indivisible.
• Le poids d'un corps dépend de la quantité de vide qui sépare les atomes qui le compose.

2. Antoine Laurent de Lavoisier (1743 - 1794)

Antoine Laurent de Lavoisier est un chimiste français. Il explica la nature de la combustion et montra que l'oxygène participait aux réactions de combustion et qu'il y avait concervation de la masse dans les réactions chimiques.

Comme Boyle, Lavoisier considérait qu'en chimie, il était essentiel de procéder quantitativement.

Grace à ses expériences sur différentes réactions, il énonca la première version de la loi de conservation de la matière: « rien ne se perd, rien ne ce crée ». En 1789, Lavoisier publia le premier livre de chimie moderne.

3. Amedeo Avogadro (1776 - 1856)

Amedeo Avogadro est un chimiste italien né à Turin en Italie. Après une licence de droit en 1795, Il travaille comme juriste à turin. Mais son goût pour la physique et les mathématiques, le pousse à entamer tardivement des études scientifiques.

En 1806, Amedeo Avogadro abandonne sa carrière de juriste pour se consacrer à la physique. Il obtient un pose de professeur dans le Collège royal de Verceil. Il ocuupait par la suite, à l'Université de Turin une chaire de physique qu'il gardera jusqu'à la fin de sa vie.

En 1811, il énonce l'hypothèse restée célèbre sous le nom de loi d'Avogadro. S'appuyant sur la théorie atomique, la loi de Dalton et la loi de Gay-Lussac sur les rapports volumiques, il découvre que :

deux volumes égaux de gaz différents, dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent un nombre identique de molécules.

Il devient ainsi possible de déterminer la masse molaire d'un gaz à partir de celle d'un autre.

L'une de ses contributions les plus importantes est de faire clairement la distinction entre les les atomes et les molécules en admettant que les molécules peuvent être constituées d'atomes. John Dalton ne faisait pas cette distinction. Avogadro n'utilisait pas le mot atome dans ses ravaux, mais plutôt une molécule élémentaire. En 1841, il achève et publie ses travaux en quatre volumes sous le titre Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi.

3. John Dalton (1766 - 1844)

John Dalton, chimiste et physicien anglais, reprend et développe la notion d'atome décrite par Démocrite, alors délaissée depuis plus de 2 000 ans au profit de celle d'Aristote.

Les conclusions de Dalton résultent de ses études sur les propriétés physiques de l'air atmosphérique et des autres gaz.

Dalton découvrit que l'air est un mélange, formé principalement d'azote, d'oxygène, de gaz carbonique et de vapeur d'eau, contrairement à ce que pensait Lavoisier qui pense que l'air est un composé. Cette découverte de Dalton l'amène à formuler son hypothèse atomique.

En outre, à partir de ses travaux sur les gaz, il formule en 1801, la loi des pressions partielles des gaz mélangés, mieux connue sous le nom de « la loi de Dalton », que l'on utilise encore aujourd'hui.

En 1808, il publie son hypothèse atomique dans son Nouveau système de philosophie chimique qui se résume ainsi:

1. La matière est composée de particules infiniment petites et indivisibles appelées atomes.
2. Tous les atomes d'un même élément sont identiques; ils possèdent les mêmes propriétés et ils ont la même masse.
3. Les atomes d'éléments différents ont des propriétés et des masses différentes.
4. Dans les réactions chimiques, les atomes se combinent pour former de nouveaux composés que Dalton appelait « atomes composés »,).

La théorie de Dalton représente un développement considérable par rapport à celle de Démocrite. Elle est, en fait, le dédut de la chimie moderne. Dalton établi une théorie basée sur l'observation, l'expérimentation et des mathématiques.

La théorie de Dalton est est en accord avec la loi de la conservation de la matière de Lavoisier. Elle orientera aussi les travaux d'Avogadro qui montrera que des volumes égaux de gaz différents, renferment des nombres de particules .

Cependant, son modèle d'atome indivisible, subira des changements à la fin du XIXe siècle avec la découverte de particules négatives (électrons) par J. J. Thomson qui expliquera, entre autres, le phénomène de l'électrostatique.

la conception de la matière selon Dalton

• La matière est discontinue et composée d'atomes.
• L'atome est indivisible.

4. Jöns Jacob Berzelius (1779 - 1848)

Jöns Jacob Berzelius est un savant et chimiste suédois. Il est considéré, avec Antoine Lavoisier, John Dalton et Robert Boyle, comme le fondateur de la chimie moderne.

Pour simplifier les corps, les alchimistes du Moyen Âge utilisaient des signes particuliers sous forme des lunes et des flèches pour représenter respectivement l’argent et le fer.

Cette représentation des corps chimiques par des dessins fut utilisée jusqu’à l’époque du chimiste J. Dalton au XIXe siècle.

Dalton proposa alors une représentation symbolique sous forme de cercles.

Pour simplifier l’écriture et surtout éviter d’utiliser les dessins, le chimiste Berzelius proposa une représentation les atomes par des symboles chimiques encore en vigueur actuellement.

Cette représentation se base simplement sur le nom de l’atome (X) avec son nombre de charge (Z) et son nombre de masse (A):

^A_ZX

4. Dimitri Ivanovitch Mendeleïev (1834 - 1907)

Dimitri Ivanovitch Mendeleïev naquit à Tobolska, en Sibérie, en Russie. Il étudia l'Université de St-Pétersbourg et y obtint son doctorat. Par la suite, Il fut nommé professeur de chimie à la même université. C'est à cette université qu'il classifia les éléments, dans un tableau périodique, en se basant sur leurs propriétés.

Le premier tableau périodique publié par Mendeleïev contenait 63 éléments connus. L'année suivant sa mort, il en contenait déjà 86.

L'élément numéro 101 porte le nom de mendélévium (Md) en l'honneur du grand chimiste russe.

5. William Crookes (1832 - 1919)

William Crookes est un chimiste et un physicien britannique, né à Londres, en Angleterre.

On cite William Crookes grace à son tube qui est l'un des premiers tubes à décharge électriques expérimentaux.

La technique des tubes de Crookes a permis la découverts les rayons X.

L'expérience de William Crookes est la suivante:

En faisant le vide presque total dans un tube de verre dont les extrémités sont munies de pièces métalliques appelées «électrodes», il applique une différence de potentiel d'environ 10 000 volts à l'électrode négative (cathode). Il remarque alors l'apparition d'une lumière bleutée qui se forme sur la surface du verre. Ce rayonnement provient de la cathode.

On donne le nom de «rayons cathodiques» à ce faisceau lumineux émis par la cathode:

6. Wilhem Conrad Röntgen (1845 - 1923)

En 1895, le physicien allemand Wilhem Conrad Röntgen fait une série d'expériences pour étudier la pénétration des rayons cathodiques dans le verre.

Röntgen découvre un rayonnement invisible, inconnu, qui traverse les objets autour du tube.

En plaçant sa main entre le tube et l'écran, il en voit le squelette projeté sur l'écran. Il constate cependant qu'une mince feuille de plomb ou de platine fait disparaître complètement cette fluorescence.

Ne sachant comment baptiser ces rayons invisibles et pénétrants, Röntgen les nomme «rayons X».

7. Henri Becquerel (1852 - 1908)

Antoine Henri Becquerel est un physicien français. Il est lauréat de la moitié du prix Nobel de physique de 1903 partagé avec Marie Curie et son mari Pierre Curie.

En 1896, Henri Becquerel poursuit les recherches sur les mystérieux rayons X découverts par Röntgen l'année précédente.

Il veut savoir si le rayonnement émis par des sels d'uranium exposés à la lumière du soleil sont de même nature que les rayons X.

Becquerel expose donc un sel d'uranium au soleil (donc aux ultraviolets) pendant quelques heures. Il place ensuite le sel sur une plaque photographique emballée de papier noir. Il enferme le tout dans une boîte, à l'obscurité en espérant qu'un rayonnement émanant du sel viendra impressionner la plaque. Celle-ci est effectivement impressionnée lors de son développement.

Becquerel remarqua par la suite que la plaque est impressionnée même sans être exposée au rayons ultraviolets du soleil. Il conclut que le sel d'uranium émet des rayons et que tous les composés d'uranium en produisent.

Le sel d'uranium émet donc des radiations en l'absence de toute lumière extérieure; et ce sel n'a pas besoin d'être excité par la lumière du soleil pour émettre des rayons. Il les nomment «rayons uraniques». Ce phénomène sera connu par la suite sous le nom de radioactivité.

Ses amis Pierre et Marie Curie poursuivent les mêmes expériences.

Durant cette même période, d'autres physiciens poursuivent leurs expériences sur le comportement des rayons cathodiques provenant du tube de Crookes. Parmi eux, J. J. Thomson fera une découverte qui contribuera à connaître davantage les caractéristiques de l'atome.

8. Marie Curie (1867 - 1934)

Marie Curie est une physicienne et chimiste polonaise, naturalisée française.

Vers la fin de l'année 1897, Marie Curie, s'intéresse aux rayonnements uraniques découverts par Henri Becquerel un an plus tôt. Elle choisit l'étude de ce phénomène curieux comme sujet de thèse de doctorat.

Elle se propose d'examiner si d'autres substances présentent cette propriété d'émettre spontanément des rayonnements. Elle étudie plusieurs métaux, sels, oxydes et minéraux. Elle constate que le thorium émet aussi ces rayonnements. Elle donne le nom de radioactivité à la propriété atomique qu'ont certains éléments d'émettre un rayonnement.

Marie Curie mesure l'intensité du rayonnement émis par divers composés d'uranium . Elle en déduit que ces substances contiennent, en très petite quantité, un élément beaucoup plus actif que l'uranium.

Son mari, Pierre Curie, quitte ses recherches sur le magnétisme pour seconder sa femme afin de parvenir à isoler l'élément radioactif inconnu seul responsable du rayonnement.et à en déterminer les propriétés.

Ils font subir une série de traitements à la pechblende (oxyde de l'uranium UO2) et, en 1898, ils aboutissent à la découverte de deux nouveaux éléments radioactifs, le polonium, et le radium, beaucoup plus radioactif que l'uranium.

Les atomes radioactifs donnent naissance à de nouveaux éléments en se désintégrant.

Marie Curie mourut d'une leucémie après avoir été trop exposée aux rayonnements qu'elle a découverts.

Röntgen deouvrit les rayons X. Becquerel ainsi que les Curie ont constaté que la matière émet des rayonnements . Les recherches de Rutherford démontreront que ces rayonnements sont différents.

9. Sir Joseph John Thomson (1856 - 1940)

JJ. Thomson est un physicien anglais de l'université de Cambridge. Il a reçu le prix Nobel de Physique en 1906.

À la fin du XIXe siècle, le physicien Joseph John Thomson poursuivent les expériences et étudient le comportement des rayons cathodiques et decouvrit que ces rayons dévient en présence d'aimants et de champs électriques.

J. J. Thomson conclut que ces rayons lumineux sont des particules négatives qu'il appelle «électrons». Il détermine le rapport entre la charge électrique (e) de ces particules et leur masse (m): e/m = 1,76 X 108 coulombs/gramme (C/g)

Cette valeur ne correspond au rapport d'aucun élément connu. L'électron constitue donc une particule à part entière, commune à tous les atomes.

Le modèle de Démocrite et Dalton devraient donc être modifié: l'atome n'est plus considéré comme l'unité indivisible la plus petite de la matière.

En 1897, Thomson construit un modèle atomique fondé sur les résultats des expériences faites à partir du tube de Crookes. Il représente l'atome comme un «gâteau aux raisins»: les «raisins» sont les électrons, la «pâte» est chargée positivement et le «gâteau» est électriquement neutre. On donnera le nom de «Plum-Pudding» au modèle atomique de Thomson.

Ce modèle permet de ressortir une importante caractéristique de l'atome. Celui-ci est électriquement neutre. Il renferme autant de charges positives que de charges négatives. Le «Plum-Pudding» explique les résultats obtenus en électrostatique: les phénomènes électrostatiques d'attraction et de répulsion s'expliquent par un transfert d'électrons. Toutefois, ce modèle ne peut pas expliquer pourquoi il n'y a que les électrons qui peuvent être perdus et pourquoi l'atome ne perd pas ou ne gagne pas de charges positives.

L'électronique voit le jour grâce à l'invention de Crookes. Le téléviseur, l'écran d'ordinateur, le fluorescent et les autres types d'écrans cathodiques ne sont que des versions améliorées des types de Crookes et du dispositif créé par Thomson pour faire dévier les électrons à l'aide d'un champ électrique.

Les découvertes de la fin du siècle sont nombreuses et chacune en entraîne une autre. Ainsi, à partir d'expériences avec le tube de Crookes, les rayons X de Röntgen ont permis la découverte des rayons uraniques par Becquerel. Parallèlement, Thomson découvre les électrons. Cette série impressionnante de découvertes permettra de franchir un énorme pas vers le coeur de la matière. Ces rayonnements conduiront les Curie à la découverte de la radioactivité. De plus, les expériences de Rutherford avec une feuille d'or contribueront à peaufiner le modèle atomique par la découverte du noyau atomique.

Résumé, la conception de la matière selon Thomson:

L'atome est une sphère de densité uniforme. L'atome est fait de particules négatives et de particules positives. Le nombre de particules négatives et de particules positives est égal, donc l'atome est neutre.

10. Robert Millikan (1868 – 1953)

Robert Millikan était un physicien expérimentateur américain. Il fut l'auréat du prix Nobel de Physique en 1923 pour ses mesures de la charge électronique élémentaire et pur ses travaux sur l'effet photoéléctrique.

En 1909, Robert Millikan effectua à l'université de Chicago des expériences sur les gouttelettes d'hiles ionisées lui permettant de déterminer avec précision la charge de l'électron.

À partir de cette valeur de la charge de l'électron valant 1.6 x 10^{- 19} C, et du rapport charge/masse détérminé par Thomson, Millikan put calculer la masse de l'électron, qu'il évalua à 9.11 x 10^{- 28} g.

11. Ernest Rutherford (1871 - 1937)

Peu après la découverte de la radioactivité, le physicien anglais d'origine néo-zélandaise, Ernest Rutherford, fera deux découvertes d'une importance capitale dans la recherche de la structure de l'atome.

Première découverte

En 1898, il démontre que les substances radioactives émettent deux types de radiations: alpha (a) et bêta (b). En 1900, le Français Paul Villard identifie le rayon gamma(g).

En 1902, à l'Université McGill à Montréal, Rutherford et le physicien anglais Frederick Soddy découvrent que la radioactivité est le résultat de la désintégration du noyau de l'atome au cours de laquelle il y a production de ces trois sortes de rayonnements: Rayons bêta, gamma, alpha

Les particules alpha (a) sont des noyaux d'atomes d'hélium (2 protons et 2 neutrons) dotés d'un faible pouvoir de pénétration. Elles sont arrêtées par une simple feuille de papier. Dans un champ électrique, les rayons dévient vers le pôle négatif. Leur charge est donc positive (2+).

Les particules bêta (b) sont des électrons ayant un pouvoir de pénétration plus puissant que celui des particules alpha. Elles ne peuvent toutefois pas traverser une planche de bois de 2,5 cm d'épaisseur. Dans un champ électrique, les rayons dévient vers le pôle positif. Leur charge est donc négative (1-).

Les rayons gamma (g) sont une onde électromagnétique du même type que les rayons X et la lumière. Cependant, leur longueur d'onde est encore plus petite que celle des rayons X et possèdent beaucoup plus d'énergie. Ces rayons n'ont pas de charge électrique et possèdent un très puissant pouvoir de pénétration. Seuls les blocs de béton ou de plomb d'un mètre d'épaisseur peuvent les arrêter.

Deuxième découverte

Plum-Pudding

En 1907, J.J. Thomson demande à son élève Rutherford de vérifier l'exactitude de son modèle atomique. Rutherford accepte d'approfondir la théorie du «Plum-Pudding» de Thomson et il veut étudier davantage la structure interne de l'atome.

Avec l'aide de deux assistants, Hans Geiger et Ernest Marsden, il décide d'utiliser les particules alpha, très petites et très rapides, qu'il a découvertes pour bombarder une feuille d'or très mince (il utilise l'or, car ses atomes sont très lourds). Il s'attend à l'un ou l'autre de ces comportements: ou toutes les particules traversent la feuille d'or, ou aucune d'elles ne la traverse puisque la matière est homogène.

Dans cette expérience, les particules alpha sont produites à partir d'un échantillon de radium radioactif enfermé dans une enceinte de plomb. Elles sont polarisées en un seul faisceau par une fine fente dans le bouclier de plomb. Des écrans fluorescents sont placés derrière la feuille d'or et en avant de celle-ci (en angle bien sûr, afin de ne pas freiner le passage du faisceau). Ces écrans émettent une scintillation (un point brillant) lorsqu'ils sont atteints par une particule alpha. Ils permettent donc de suivre la trajectoire des particules.

En faisant l'expérience, Rutherford et ses assistants font ces observations:

La plupart des particules alpha traversent la feuille d'or sans déviation comme si elles n'avaient jamais rencontré les atomes d'or (1). Plusieurs particules alpha sont légèrement déviées lors de la traversée de la feuille d'or (2). Certaines particules alpha rebondissent carrément vers la source comme si elles avaient frappé un mur (3). La déviation des particules alpha est d'autant plus importante que la masse atomique du métal composant la feuille est élevée.

Ces faits vont complètement à l'encontre des attentes de Rutherford. Très surpris, il s'exclame: «C'est aussi peu croyable que si nous avions tiré un obus sur du papier de soie et que l'obus nous soit revenu en pleine figure.»

Rutherford en déduit que cette déviation de particules alpha positives ne peut résulter que de la présence d'un corps chargé positivement (puisqu'il y eu répulsion). De plus, puisque la majorité des particules alpha ne sont pas déviées, c'est qu'elles ne rencontrent pas de matière, donc que la majeure partie des atomes est vide.

En 1911, Rutherford propose son modèle atomique:

L'atome offre des espaces vides immenses. Le centre de l'atome, qu'il nomme «noyau» est minuscule et dense. Il est chargé positivement. Les électrons négatifs circulent autour du noyau à une très grande vitesse et se déplacent jusqu'à des distances très éloignées du noyau (si nous imaginons la taille du stade olympique de Montréal, le noyau ne serait pas plus gros qu'une mouche!). Ces derniers sont retenus au noyau par des forces électriques.

La somme des charges des électrons est égale à la charge du noyau, l'atome étant électriquement neutre. Rutherford compare l'atome à un minuscule système solaire où des électrons (planètes) gravitent autour d'un noyau central (Soleil).

En 1919, Rutherford utilisera les particules alpha pour provoquer la première désintégration artificielle de l'atome en transmuant des atomes d'azote en atome d'hydrogène. Les véritables réactions nucléaires verront ainsi le jour. Le noyau d'hydrogène produit recevra le nom de proton, particule positive du noyau. Ce proton a une masse environ 1836 fois plus élevée que celle de l'électron.

Ce grand scientifique participera avec Chadwick à la fabrication de la première bombe atomique. Il s'opposera cependant au caractère secret de ce projet et redoutera les conséquences de ce développement destructeur.

L'atome, l'électron et le proton sont maintenant connus. Mais il reste encore quelques mystères. En fait, ce nouveau modèle planétaire va à l'encontre des lois de la physique. Comment expliquer que les électrons puissent graviter autour du noyau positif de l'atome sans jamais s'écraser dessus? Comment se déplacent-ils autour du noyau? Quelle est leur distribution? Comment les protons chargés positivement surmontent-ils la force de répulsion électrique qui devrait normalement les éloigner les uns des autres et provoquer l'éclatement du noyau? Les réponses viendront de Niels Bohr et de James Chadwick.

12. Niels Bohr (1885 - 1962)

Le physicien danois Niels Bohr a travaillé dans les laboratoires de Rutherford. Compte tenu du modèle planétaire de l'atome énoncé par Rutherford, Bohr ne comprenait pas comment les électrons d'un même élément, graviatant à des endroits différents pouvaient tous réagir de la même façon avec d'autres atomes.

Bohr ne pouvait pas expliquer non plus pourquoi les électrons en mouvement autour du noyau et attirés par celui-ci, ne s'écrasaient pas sur le noyau et provoquer la destruction de l'atome.

Car, selon les lois de la physique classique, une charge électrique (électron) en mouvement dans un champ électromagnétique devrait emettre un rayonnement et ainsi perdre toute son énergie .

Pour trouver la solution du problème, Bohr utilise la théorie du quantum de Max Planck, énoncée en 1901 et pose un postulat que l'électron ne dissipe pas son énergie.

Selon la théorie de Planck un corps chauffé émet de l'énergie par «paquets», soit des quanta d'énergie.

En analysant les atomes d'hydrogène excités dans un tube cathodique, il remarque que ceux-ci émettent une lumière caractéristique qu'un prisme décompose en bandes de lumière appelées spectre de raies. Comme chacune de ces raies possèdent une énergie spécifique, Bohr décide d'associer chacune d'elles à une couche sur laquelle peuvent se retrouver les électrons.

Lorsque l'atome est excité, l'électron passe alors à un niveau d'énergie supérieure. Lorsque les électrons reviennent à leur état fondamental ou stationnaire (le plus près du noyau), ils perdent le même «paquet» d'énergie qu'ils ont reçu sous forme de lumière.

Ainsi, l'atome émet un rayonnement électromagnétique seulement lorsqu'un électron se déplace d'un niveau énergétique à un autre plus petit.

À partir de sa théorie du spectre d'émission de l'hydrogène, Bohr propose son modèle atomique en modifiant celui de Rutherford. Il situe les électrons sur des orbites particulières nommées couches électroniques ou niveaux énergétiques.

L'énergie d'un électron sur sa couche électronique fondamentale est constante. Par conséquent, il n'y a aucune énergie émise lorsque l'électron est sur cette couche stationnaire, donc il n'y a pas de perte d'énergie.

Le nombre maximum d'électrons sur une couche électronique est donné par la formule 2n² où n est le numéro de la couche. Ainsi, la première couche ne peut recevoir que deux électrons, alors que les autres couches en recevront huit ou davantage. Actuellement, sept niveaux d'énergie suffisent pour représenter les éléments du tableau périodique qui contient 7 périodes.

La dernière couche électronique d'un atome , dite de valence, de possède jamais plus de 8 électrons. Les atomes sont plus stables lorsque leur couche extérieure est remplie; ils tendent vers cette stabilité en participant à des réactions chimiques au cours desquelles ils gagnent, perdent ou partagent des électrons; selon la règle du duet pour l'hydrogène ou la règle de l'octet pour les autres atomes lors de la formation des molécules.

Le modèle de Bohr explique maintenant le comportement et la distribution des électrons autour du noyau de l'atome.

Toutefois, il reste la problématique des protons. Comment surmontent-ils la force de répulsion électrique qui devrait normalement les éloigner les uns des autres et provoquer l'éclatement du noyau. James Chadwick répondra à cet énigme en découvrant une nouvelle particule dans le noyau de l'atome.

13. James Chadwick (1891 - 1974)

James Chadwick est un physicien britannique. Il reçut le prix Nobel de physique de 1935 pour sa découverte du neutron en 1932.

En 1919, la découverte des isotopes avait amené Rutherford à prédire que le noyau devait contenir des particules neutres. De plus, des physiciens avaient découvert un rayon très pénétrant en bombardant le béryllium avec des particules alpha.

En 1932, le physicien anglais James Chadwick, élève de Rutherford, prouve que ces rayons pénétrants non identifiés contiennent une particule dépourvue de charge électrique et de masse égale à celle du proton. Il la nomme neutron.

Ce sont donc les neutrons qui empêchent l'éclatement du noyau et qui le conservent stable. Cette découverte permettra la production d'une variété de nouveaux radio-isotopes. La découverte des neutrons par Chadwick est à la base des réactions nucléaires en chaînes, à la fission nucléaire et à la bombe atomique.

De 1943 à 1945, Chadwick fait de nombreuses recherches sur le développement de la bombe atomique. Il participera aussi au Projet Manhattan.

Aujourd'hui, le modèle atomique de Rutherford-Bohr est lee modèle atomique de Rutherford modifié par Bohr et amélioré par Chadwick. Il présente l'atome comme une unité divisible comportant des particules positives (protons) et des particules neutres (neutrons), concentrées dans un noyau minuscule et dense, et des particules négatives (électrons) évoluant sur des couches électroniques.

La masse du proton (p+) égale 1,673 x 10^-27 kg ou 1 u (unité de masse atomique). Le numéro atomique ou nombre de charge Z correspond au nombre de protons. La masse du neutron (n0) égale 1,675 x 10^-27 kg ou 1 u.

Le nombre de masse ou nombre A d'un atome correspond au nombre total de nucléons (protons + neutrons) contenus dans son noyau. On néglige la masse des électrons (é-), car leur masse est 1836 fois moindre que celle du proton.

14. Max Planck (1858 - 1947)

fonda la méchanique quantique. La Mécanique quantique a pour objet d'étudier et de décrire les phénomènes atomique et subatomique. La physique quantique, quant à elle, est une théorie plus étendu, qui s'appuie sur la mécanique quantique pour décrire des phénomènes particuliers, notamment les interactions fondamentales.

L'idée fondamentale de Louis de Broglie d'associer une onde à tout corpuscule est à la base de la mécanique ondulatoire. En se basant sur la mécanique quantique et le concept de dualité onde-matière de De Broglie, Erwin Schrödinger explique que la position, la vitesse et la deplacement d'un électron dans l'atome ne pourront pas être définies.Mais juste la probabilité qu'il a de se trouver dans un certain volume de l'espace situé autour du noyau.



Cette probabilité de présence de l'électron, ou densité électronique, est déterminée en recherchant la fonction d'ond qui satisfait une équation aux dérivées partielles du second degré, proposé par Schrödinger.