« Le noyau atomique/Introduction historique : la découverte du noyau atomique » : différence entre les versions
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L'existence du noyau postulé par Hantarō Nagaoka fût confirmée en 1909 par l''''expérience de Rutherford-Geiger-Marsden.''', réalisée par deux expérimentateurs, Hans Geiger et Ernest Marsden, sous la direction d'Ernest Rutherford. Cette expérience visait à étudier la répartition des constituants de l'atome en bombardant une feuille d'or par un faisceau de particules alpha. Elles auraient alors dû traverser l'atome sans interagir avec les électrons et ses autres constituants. Pour vérifier le comportement des particules alpha, un écran sensible était placé derrière la feuille d'or. Quand une particule alpha touchait l'écran, un point lumineux s'affichait sur celui-ci.
Les scientifiques s'attendaient à ce que la feuille soit globalement transparente aux particules alpha, ne laissant qu'un faisceau très fin sur l'écran. Mais ils virent que le faisceau se dispersait, avec des points étalés sur de grandes distances. Les particules alpha rebondissaient sur l'atome, pourtant presque vide. Les expérimentateurs purent montrer que 0,01 % des particules étaient déviées, les 99,99 % autres traversant la feuille d'or sans encombre. Les angles de déviation étaient assez variés et certaines particules étaient même renvoyées en arrière. Rutherford décrit ce résultat en ces termes : « tout se passe comme si vous bombardiez une feuille de papier avec un obus de 15 pouces, que le projectile rebondisse vers vous et vous touche ». Le problème principal était que certaines particules rebondissaient avec un angle de plus de 90° : elles revenaient en arrière. La seule explication est qu'elles cognent sur quelque chose de plus lourd qu'elles. Mais les électrons sont bien plus légers que les particules alpha, ce qui fait qu'il doit y avoir autre chose dans l'atome...
Pour rendre compte des résultats de cette expérience, Rutherford proposa un modèle de l'atome similaire au modèle de Nagaoka (qu'il cite dans son article), mais sans ses défauts. Les particules alpha étaient repoussées par le noyau de l'atome, chargé positivement. Avec son modèle, Rutherford pu déterminer la taille du noyau atomique, qui se révéla extrêmement petite. Le noyau ne fait que 1% du volume de l'atome, alors qu'il concentre la majorité de sa masse. Environ 99% de l'atome est intégralement composé de vide, électrons et noyau compris...
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