Modèle atomique des caractéristiques de Perrin, expérience, postulats

Le Modèle atomique de Perrin Il a comparé la structure de l'atome avec un système solaire, dans lequel les planètes seraient les charges négatives et le Soleil serait une charge positive concentrée au centre de l'atome. En 1895, l'excellent physicien français a démontré le transfert de charges négatives par des rayons cathodiques à la surface sur laquelle ils ont un impact.

Cela a démontré la nature électrique des rayons cathodiques et a mis en lumière la nature électrique de l'atome, en le comprenant comme l'unité la plus petite et indivisible de la matière. En 1901, Jean Baptiste Perrin a suggéré que l'attraction des charges négatives qui entourent le centre (charge positive) est contrecarrée par la force d'inertie.

Ce modèle a été complété et perfectionné plus tard par Ernest Rutherford, qui a affirmé que toute la charge positive de l’atome était située au centre de l’atome et que les électrons étaient en orbite.

Cependant, ce modèle présentait certaines limites qui ne pouvaient être expliquées à l'époque, et le physicien danois Niels Bohr a pris pour modèle ce modèle en 1913.

Index

• 1 Caractéristiques du modèle atomique de Perrin
• 2 Expérience
  • 2.1 Rayons cathodiques
  • 2.2 Enquêtes de Perrin
  • 2.3 Méthode de vérification
• 3 postulats
• 4 limitations
• 5 articles d'intérêt
• 6 références

Caractéristiques du modèle atomique de Perrin

Les caractéristiques les plus remarquables du modèle atomique de Perrin sont les suivantes:

- L’atome est constitué d’une grosse particule positive au centre de laquelle se concentre la majeure partie de la masse atomique.

- Autour de cette charge positive concentrée, plusieurs charges négatives compensent la charge électrique totale.

La proposition de Perrin compare la structure atomique à un système solaire, où la charge positive concentrée remplirait la fonction du soleil et où les électrons environnants rempliraient le rôle des planètes.

Perrin a été un pionnier en suggérant la structure discontinue de l'atome en 1895. Cependant, il n'a jamais insisté pour concevoir une expérience qui aiderait à prouver cette conception.

Expérience

Dans le cadre de sa formation doctorale, Perrin a travaillé comme assistante en physique à l'Ecole normale supérieure de Paris, entre 1894 et 1897.

À ce moment-là, Perrin a développé la plupart de ses recherches sur la nature des rayons cathodiques. c'est-à-dire si les rayons cathodiques étaient des particules chargées électriquement ou s'ils prenaient la forme des vagues.

Rayons cathodiques

L’expérience avec les rayons cathodiques se produit lors de l’examen des tubes Crookes, une structure inventée par le chimiste anglais William Crookes dans les années 1870.

Le tube de Crookes est constitué d'un tube de verre qui ne contient que des gaz à l'intérieur. Cette configuration comporte une partie métallique à chaque extrémité et chaque pièce est connectée à une source de tension externe.

Lorsque le tube est excité, l'air qu'il contient est ionisé et, par conséquent, il devient conducteur d'électricité et ferme le circuit ouvert entre les électrodes aux extrémités.

À l'intérieur du tube, les gaz prennent un aspect fluorescent, mais jusqu'à la fin des années 1890, les scientifiques n'étaient pas au courant de la cause de ce phénomène.

À ce moment-là, on ne savait pas si la fluorescence était due à la circulation de particules élémentaires à l'intérieur du tube ou si les rayons prenaient la forme des ondes qui les transportaient.

Les enquêtes de Perrin

En 1895, Perrin reproduit les expériences de rayons cathodiques en connectant un tube à décharge à un conteneur vide plus grand.

En outre, Perrin a placé un mur étanche pour les molécules ordinaires et a reproduit la configuration des crookes en plaçant une cage de Faraday, contenue dans une chambre protectrice.

Si les rayons traversaient la paroi imperméable des molécules ordinaires de la cage de Faraday, il serait automatiquement démontré que les rayons cathodiques étaient composés de particules fondamentales chargées électriquement.

Méthode de vérification

Pour corroborer cela, Perrin a connecté un électromètre près du mur étanche pour mesurer les charges électriques qui se produiraient lorsque les rayons de la cathode s'y heurteraient.

Lors de la réalisation de l'expérience, il a été démontré que le choc des rayons cathodiques contre la paroi imperméable induisait une faible mesure de la charge négative dans l'électromètre.

Par la suite, Perrin a détourné le flux de rayons cathodiques en forçant le système par l'induction d'un champ électrique et a forcé les rayons de la cathode à heurter l'électromètre. Lorsque cela s’est produit, le compteur a enregistré une charge électrique considérablement plus élevée que l’enregistrement précédent.

Grâce aux expériences de Perrin, il a été démontré que les rayons cathodiques étaient constitués de particules à charge négative.

Plus tard, au début du XXe siècle, J. J.Thomson a formellement découvert l'existence des électrons et leur relation charge-masse, sur la base des recherches de Perrin.

Postulats

En 1904, le scientifique britannique J.J. Thomson a énoncé sa proposition pour un modèle atomique, également connu sous le nom de modèle de pudding de prune.

Dans ce modèle, la charge positive était comprise comme une masse homogène et les charges négatives seraient dispersées de manière aléatoire sur ladite masse positive.

Dans l'analogie, la charge positive serait la masse du pudding et les charges négatives seraient représentées par les prunes. Ce modèle a été réfuté par Perrin en 1907. Dans sa proposition, Perrin indique ce qui suit:

- La charge positive n'est pas étendue dans toute la structure atomique. Au contraire, il est concentré au centre de l'atome.

- Les charges négatives ne sont pas dispersées dans l'atome. Au lieu de cela, ils sont placés de manière ordonnée autour de la charge positive, vers le bord externe de l'atome.

Limitations

Le modèle atomique de Perrin comporte deux restrictions majeures, qui ont été surmontées a posteriori grâce aux contributions de Bohr (1913) et de la physique quantique.

Les limites les plus importantes de cette proposition sont les suivantes:

- Il n'y a pas d'explication sur la raison pour laquelle la charge positive reste concentrée au centre de l'atome.

- La stabilité des orbites des charges négatives autour du centre de l'atome n'est pas comprise.

Selon les lois électromagnétiques de Maxwell, les charges négatives décriraient les orbites en spirale autour des charges positives, jusqu'à ce qu'elles entrent en collision avec elles.

Articles d'intérêt

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Références

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Extrait de: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Encyclopédie de Biographie Mondiale. Extrait de: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Un hommage à Jean Perrin. © Société Européenne de Physique. Extrait de: europhysicsnews.org
4. Modèle atomique (s.f.). La havane, cuba Récupéré de: ecured.cu
5. Perrin, J (1926). Structure discontinue de la matière. Nobel Media AB. Extrait de: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. et Furió, C. (2010). Le développement historique des modèles de liaison atomique et chimique et leurs implications didactiques. Université de Valence. Valence, Espagne. Récupéré de: ojs.uv.es