En 1909, Marsden, Geiger et Rutherford entreprirent d’utiliser des particules a , noyaux d’atome d’hélium,, pour explorer la structure de l’atome. Ils bombardèrent pour cela une feuille d’or d’environ 0,6mm, placée dans une enceinte à vide, par un faisceau de particules a . Ils constatèrent que la grande majorité des particules traversent la feuille d’or sans être déviées. En effet, la tache observée sur l’écran fluorescent garde la même intensité avec ou sans feuille d’or interposée. Seules quelques particules étaient déviées, comme en témoigne les impacts fluorescents sur l’écran. C’est grâce à cette expérience que Rutherford déduisit la structure d’un atome, mais cela lui prit 2 ans de réflexion. Essayons d’interpréter son expérience en utilisant les connaissances d’aujourd’hui, qu’il ne possédait évidemment pas. Ernest Rutherford, né à Brightwater (Nouvelle-Zélande) le 30 août 1871 et mort à Cambridge (Angleterre) le 19 octobre 1937

Écran fluorescent Source de particules a Feuille d’or

L’or est un métal. Rappeler la structure d’un métal.

Principe du microscope électronique à haute résolution : On bombarde la matière avec des électrons très rapides ; il se produit une série de réactions : déflexion des électrons primaires, production d’électrons secondaires arrachés à l’échantillon, production de rayons X. Ces phénomènes ne vont pas servir à former directement une image de l’objet comme c’est le cas pour les rayons lumineux dans les microscopes optiques. Ici, c’est le balayage point par point de la surface par le faisceau électronique qui donne des informations. En chacun d’eux, l’instrument mesure le nombre des électrons rétro diffusés, celui des électrons secondaires captés ou les longueurs d’onde des rayons X produits. La collecte va varier selon l’angle que forment les trajectoires de ces particules ou les rayons X avec la direction du faisceau, d’où l’impression de relief.

r

e Nombre de couches empilées : soit 4 millions de couches (en respectant le nombre de chiffres significatifs imposé par la donnée la moins précise).

Opposée à celle du proton Un atome est formé d’un noyau autour duquel se trouvent des électrons : Le noyau : Il est formé de nucléons qui sont les protons et les neutrons. Nucléon Masse Charge Proton mP =1,8.10-27kg positive Neutron mn ≈ mp nulle Les électrons : Ils n’ont pas de trajectoire précise. Masse Charge Electron me =9.10-31kg Négative Opposée à celle du proton