Le modèle atomique de Rutherford

Suite à la découverte du rayonnement radioactif (Bequerel, Curie), Rutherford s'intéresse à ces nouveaux types d'expériences afin d'explorer l'intérieur de la matière. Il décide donc d'envoyer des particules ALPHA sur une mince feuille métallique.

Vers 1900, on se représentait les atomes sous la forme de sphères perméables. En 1909 Rutherford, avec Geiger et Marsden, ont testé la validité de cette théorie dans son expérience, maintenant célèbre, de la feuille d'or.

Cette expérience est assez simple : une source radioactive émet un flux de particules alpha qui vient bombarder une très fine feuille d'or (les particules alpha ont très peu de masse comparés aux atomes d'or). Un écran recouvert de sulfure de zinc entoure cette feuille d'or, de telle façon que les particules alpha qui heurtent l'écran laissent de microscopiques taches sur le sulfure de zinc.

Le but de cette expérience était de justifier la théorie selon laquelle les atomes seraient élémentaires. Rutherford espérait que les particules alpha chargées et de forte énergie n'auraient aucun problème pour traverser quelques atomes. Les particules alpha devaient continuer leur trajectoire en ligne droite, à travers la pellicule d'or, et ne laisser sur l'écran qu'une petite région couverte d'impacts.




En fait, l'écran présentait des points d'impact sur toute la surface de l'écran derrière la cible. Et, à la surprise de tous, quelques impacts apparurent même en avant de la cible.





Le raisonnement que fit Rutherford est que la majorité des particules alpha a facilement traversé la partie externe de l'atome, mais que quelques-unes ont rebondi sur quelque chose de petit, dense et de charge positive à l'intérieur de l'atome.Bien que cela contredise l'hypothèse des atomes élémentaires, ces résultats lui ont permis d'émettre une nouvelle hypothèse : les atomes possèdent un constituant, le noyau. Ce nouveau modèle qui explique les résultats est la clé de voûte du développement de la théorie atomique moderne.