Les particules élémentaires de l’atome
Au début du siècle Rutherford place une feuille d’or de 0,6 μ d’épaisseur sur le trajet d’un faisceau
de particules alpha
(α = He2+) et il constate que les particules passent au travers.
Certaines sont
violemment déviées et retournent du côté de la source (une particule sur
25 millions).
Il en conclue que l'atome est essentiellement constitué de vide (d'où le fort taux de passage des
particules
alpha à travers la feuille
d'or) et que l'atome, électriquement neutre, est constitué d'une
partie chargée positivement, c'est le noyau (c'est ce qui explique
la répulsion forte, des particules α,
de même
nature
électrique
que
le noyau).
Il y a dans l'atome un noyau, positif, de surface 25 million de fois plus petite
que celle de l’atome et
de
rayon
√25000000
≈ 5000 fois plus petit que celui de l’atome,
autour duquel gravite un nuage négatif
d'électrons (on considère
généralement que l’espace occupé par les électrons est négligeable).
Pour l’atome d’hydrogène, si l’on assimile le noyau à une bille de 1 cm de
diamètre (elle
aurait une
masse de 1,7 milliard de
tonne), l’atome mesure 250 m et l’électron 10 μm
(sa masse serait de près
de
1 million de tonne).
Dans une première étude, on admet que les constituants de l'atome sont quatre particules (l'électron,
le positon, le neutron
et le proton) dont les caractéristiques (masse et charge) sont constantes et
indépendantes de l'atome qu'elles constituent
(les particules élémentaires sont
universelles).
Le neutron possède une charge nulle (d'où son nom) et sa masse est de
1,67(49543).10-27kg.
Le positon est identique à l'électron mais sa charge est positive.
Le proton possède une charge électrique + e et sa masse est légèrement inférieure à celle du
neutron
L'électron est une particule dont il est impossible de déterminer la taille (on l'assimile à une sphère
de rayon approximatif de
10-18 m
soit environ cent millions de fois plus petit que l'atome).
Sa masse au repos ou à faible vitesse (dans l'atome) est de
9,1(09534).10-31kg
(elle est 1840 fois
plus petite que celle du
proton).
Sa charge électrique est égale à 1,602(189).10-19 Coulombs
(on la symbolise par e̅), c'est la plus petite charge existante.
Son existence est éphémère (10-10 s) et il s'annihile avec un électron en libérant des rayons γ.
1,67(26485).10-27kg. Il pourrait résulter de l'union d'un neutron et d'un positon (ce qui explique
que sa masse soit plus faible que
celle du neutron).