La physique dans son ensemble est un sujet vraiment intéressant. Il étudie tout autour de nous. Ses découvertes sont encore plus intéressantes. Il est fascinant de comprendre comment nous sommes venus affirmer ce que nous tenons pour acquis aujourd'hui. Ci-dessous, nous allons analyser l'atome et sa découverte.
L'atome est une structure dans laquelle la matière est normalement organisée dans le monde physique ou dans la nature. Plus d'atomes forment des molécules. Tandis que les atomes sont à leur tour formés par une subatomique subatouent telle que les protons (avec charge positive), les neutrons (gratuits) et les électrons (avec charge négative).
Il a été ainsi appelé parce qu'il était initialement considéré comme l'unité la plus petite et la plus indivisible du sujet. Cette croyance était conforme à la doctrine philosophique des philosophes grecs Leucippo, démocrite et épicuro connu sous le nom de théorie de « atomisme« .
Voyons son origine ensemble.
L'histoire de l'atome
Le modèle atomique reconnu aujourd'hui est la dernière étape d'une série d'hypothèses qui ont été avancées au fil du temps.
Leucippo (5e siècle avant JC) a fondé une théorie selon laquelle il a émis l'hypothèse de la non-continuité de la question. Mais a déclaré que l'affaire elle-même était composée de particules minuscules et indivisibles. Cette théorie a été appelée « atomisme ». On supposait que les différents « atomes » étaient différents de forme et de taille.
Après Leucippo, beaucoup ont repris cette théorie, la retravaille dans leurs discussions philosophiques. Parmi les plus connus, nous pouvons mentionner Democritus (V-IV Century BC) et Epicure (IV-III Century BC) et Romains, comme Tito Lucrezio Caro (I Century BC). Ce courant a pris le nom de « Théorie atomique ».
Democrito a proposé la « théorie atomique », selon laquelle la question est constituée de petites particules, différentes les unes des autres, appelées atomes, dont l'union donne naissance à toutes les substances connues. Ces particules étaient l'entité la plus petite existante et ne pouvaient pas être divisées davantage: Pour cela, ils s'appelaient les atomes.
Contrairement à cette théorie, Aristote (4ème siècle avant JC), dans la théorie de la continuité de la matière, a soutenu qu'une substance peut être divisée en infinité en particules de plus en plus petites et égales.
Ces hypothèses sont restées telles qu'elles ne sont pas vérifiées avec des méthodologies basées sur l'observation et l'expérience.
Le corpusculaire est le postulat du XIIIe siècle de l'alchimiste Geber, selon lequel tous les corps physiques ont une couche interne et une seule de minuscules particules. La différence avec l'atomisme est que les corpuscules peuvent être divisés, il a été théorisé pour cela que le mercure pouvait pénétrer les métaux en modifiant sa structure interne. Le corpusculaire est resté la théorie dominante pour les siècles suivants. Cette théorie a servi de base à Isaac Newton pour développer la théorie corpusculaire de la lumière.
Théorie atomique à l'ère moderne
Ce n'est qu'au début du XIXe siècle que John Dalton a retravaillé et répopacé la théorie du démocrite. Ainsi, il a fondé la théorie atomique moderne, avec laquelle il a donné une explication aux phénomènes chimiques.
Il a proposé une loi selon laquelle les différentes quantités par poids d'un élément qui se combinent avec la même quantité d'un autre élément. Cette procédure a servi à former différents composés dans les relations qui peuvent être exprimées par de petits nombres internes (loi de proportions multiples). Et donc a émis l'hypothèse que l'affaire était composée d'atomes.
Au cours de ses études, Dalton a utilisé les connaissances chimiques et physiques qu'il possédait (la loi de la conservation de la masse, formulée par Antoine Lavoisier, et la loi des proportions définies, formulées par Joseph Louis Proust) et a formulé sa théorie atomique, qu'il a présentée dans le livre dans un nouveau système de philosophie chimique (publiée en 1808).
Les premiers modèles atomiques
Avec la découverte de la radioactivité naturelle, il a ensuite été compris que les atomes n'étaient pas des particules indivisibles, mais étaient des objets composés de parties plus petites.
En 1902, Joseph John Thomson a proposé le premier modèle physique de l'atome. Modèle suivant ses recherches sur la relation entre la masse et la charge de l'électron. Il a imaginé qu'un atome était composé d'une sphère fluide de matériau à charge positive (les protons et les neutrons n'avaient pas encore été découverts) dans lesquels les électrons (négatifs) étaient immergés (modèle Panettone, dans le modèle de pudding de prune anglais ou modèle d'atomes complet), ce qui rend l'atome neutre dans son ensemble.
Ce modèle a été surmonté lorsque Ernest Rutherford a découvert la présence d'un noyau atomique chargé positivement.
Dans le modèle atomique de Rutherford, les neutrons n'apparaissent pas, car ces particules ont ensuite été découvertes par Chadwick en 1932.
L'atome aujourd'hui
En 1913, Niels Bohr a proposé une modification conceptuelle du modèle Rutherford. Tout en acceptant l'idée d'un modèle planétaire, il a postulé que les électrons avaient des orbites fixes disponibles, également appelées « orbites quantifiées ». Ces orbites possédaient une énergie quantifiée (c'est-à-dire une énergie déjà pré-établie identifiée par un nombre appelé principal numéro quantique n) dans lequel les électrons n'ont pas émis ou absorbé d'énergie (cela est resté constant). En particulier, un électron a émis ou absorbé l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques que si elle a fait une transition d'une orbite à une autre, et donc transmise à un état d'énergie mineur ou plus élevé.
Cette idée, non compatible avec les lois de la physique classique de Newton, était basée sur les idées du mécanisme quantique naissant d'alors. Le modèle de Bohr a très bien expliqué l'atome d'hydrogène, mais pas les plus complexes.
Sommerfeld a ensuite proposé une correction au modèle Bohr. Selon lequel il y avait une bonne correspondance entre la théorie et les observations des spectres du rayonnement émis ou absorbé par les atomes.
Néanmoins, le modèle Bohr-Sommerfeld était toujours basé sur des postulats et surtout il fonctionnait bien uniquement pour l'hydrogène. Tout cela, également à la lumière du principe d'indétermination introduit par Werner Karl Heisenberg en 1927, a convaincu la communauté scientifique qu'il était impossible de décrire exactement le mouvement des électrons autour du noyau. C'est pourquoi les modèles déterministes proposés jusque-là préféraient à la recherche d'un modèle probabiliste, qui décrivait tout atome avec une bonne approximation. Cela a été rendu possible grâce aux résultats ultérieurs de la mécanique des vagues.
En 1932, le neutron a été découvert.
Pour lequel un modèle d'atome presque complet, dans lequel au centre, il y a le noyau, composé de protons (électriquement positif) et de neutron (neutre électriquement), et autour de l'électronique (électriquement négatif).
Le concept d'orbite a été abandonné et le concept d'orbital a été introduit. Selon la mécanique quantique, il n'est plus logique de parler d'une trajectoire d'une particule. De cela, il s'ensuit qu'il ne peut même pas être défini avec certitude où un électron est à un moment donné.
Ce qui est possible à savoir, c'est la probabilité de trouver l'électron à un certain point de l'espace dans une période de temps donnée. Par conséquent, une orbitale n'est pas une trajectoire sur laquelle un électron (selon les idées de physique classique) peut se déplacer. Mais c'est une partie de l'espace autour du noyau défini par une surface de réprobabilité, c'est-à-dire dans laquelle il y a 95% de la probabilité qu'un électron soit là.
En termes plus rigoureux, une orbitale est définie par une fonction d'onde particulière. Il s'agit de la solution de l'équation de Schrödinger, caractérisée par trois nombres quantiques associés à l'énergie, à la forme et à l'orientation dans l'espace orbital respectivement.
L'étude du noyau atomique et de ses composants est liée au développement de la physique des particules; Il a été possible de déterminer plus complètement la structure du noyau, par exemple par des expériences avec des accélérateurs de particules. Selon le modèle standard des particules, les protons et les neutrons sont à leur tour formés par Quark. La composition du noyau et l'interaction des protons et des neutrons à l'intérieur sont décrites par différents modèles nucléaires.
