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Niveau seconde
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[DM] Expérience de Rutherford

Posté par
Labylka
01-11-15 à 18:06

Bonjour , j'ai se devoir maison a faire et je n'y arrive pas du tout, j'ai déjà répondu au 5 première question ,mais je suis pas du tout sur d'avoir bon donc svp aider moi au moins pour les 5 dernière questions; merci d'avance et désoler du dérangement.

L?Expérience de Rutherford:

Description de l?expérience (tirée du site « sciences-physiques.ac-montpellier.fr/ »)

En 1909, Marsden, Geiger et Rutherford entreprirent d?utiliser des particules ? produites lors de la désintégration de noyaux radioactifs de radium, pour explorer la structure de l?atome. Ils bombardèrent pour cela une feuille d?or d?environ 0,6 ?m, placée dans une enceinte à vide, par un faisceau de particules ?.
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. Quelques particules seulement sont légèrement déviées, comme en témoignent les impacts fluorescents sur l?écran.
Leur surprise fut de constater que certaines particules ? (une sur 30 000) subissent de grandes déviations (supérieures à 90 degrés) et sont donc renvoyées vers l?arrière.
Rutherford en déduisit (mais cela lui prit deux ans de réflexion), que l?atome est constitué d?un noyau très petit par rapport à la taille de l?atome et qui concentre l?essentiel de la masse et toutes les charges positives, et d?un cortège électronique dont le volume est celui de l?atome.

I) Etude des documents

1) Qu?est-ce qu?une particule ? ? (une recherche sur internet peut vous apporter la réponse)
2) Expliquez à l?aide du texte et du premier schéma à quoi sont dues les taches sur l?écran fluorescent. Pourquoi la tache qui se trouve face au faisceau de particules ? est-elle plus grosse que les autres ?
3) Expliquez ce que représentent les différentes flèches sur le second schéma, ainsi que les cercles en contact les uns avec les autres, et enfin les petits points rouges au milieu de chaque cercle. Pourquoi les flèches  5, 9 et 14 ne sont-elles pas droites ?
4) Le rayon d?un atome d?or est de 0,144 nm. En déduire l?épaisseur de la feuille d?or en nombre d?atomes. Commenter alors le second schéma.
5) Représentez sur un schéma la déviation d?une particule ?, et justifier à l?aide de celui-ci l?affirmation du texte &x selon laquelle si une particule ? subit une grande déviation (supérieure à 90°), elle est renvoyée vers l?arrière. On rappelle que l?angle de déviation se mesure entre la prolongation du faisceau incident et le faisceau dévié.

II) Interprétation

1) Sachant que le rayon du noyau de l?atome d?or est de 7.10-15m, quel est le rapport (division) des volumes du noyau de l?atome d?or, et de l?atome d?or lui-même ? Commentez.
2) Quel est le rapport de la masse d?une particule ? à celle d?un électron ? En déduire pourquoi la majorité des particules ? ne sont pas déviées (en masse, c?est comme si l?on lançait une énorme boule de bowling contre une balle de ping-pong).
3) Calculez le masse d?un noyau d?or et en déduire la valeur du rapport de sa masse à celle d?une particule ?. En déduire alors pourquoi les particules ? qui « tapent » sur un noyau d?or sont fortement déviées, et pourquoi certaines d?entre elles reviennent même  en arrière.
4) Comment, à l?aide des questions précédentes et des documents, peut-on interpréter l?expérience de Rutherford pour dire que le remplissage de l?espace par la matière au sein d?un atome est-il lacunaire ? On pourra notamment s?aider de la question I)2) et du II)

Question supplémentaire :

1) Calculez la masse volumique au sein du noyau d?or en kg.m-3.  Faire de même pour l?atome d?or. Comparez ces deux valeurs à la masse volumique de l?eau, qui vaut 1000 kg.m-3. Commentez.

***Edit gbm : titre changé pour plus de clarté***

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : [DM] Expérience de Rutherford 01-11-15 à 22:55

Bonsoir,

L'exercice a été résolu plusieurs fois sur le forum. Je te suggère de lancer une recherche avec ton titre et tu devrais trouver ton bonheur

Posté par
Labylka
Bonsoir 03-11-15 à 19:01

Merci pour ta réponse, oui je sais j'ai vue pleins de choses a propos de sa, mais je ne retrouve pas les même questions que les miennes, surtout les 5dernières

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : [DM] Expérience de Rutherford 03-11-15 à 23:07

Qu'as-Tu répondu ? As tu eu des difficultés ?

Posté par
Labylka
re : [DM] Expérience de Rutherford 04-11-15 à 14:12

J'ai fini par a peu près réussir les première questions mais par contre les trois dernière j'y arrive pas.

3) Calculez le masse d'un noyau d'or et en déduire la valeur du rapport de sa masse à celle d'une particule α. En déduire alors pourquoi les particules α qui « tapent » sur un noyau d'or sont fortement déviées, et pourquoi certaines d'entre elles reviennent même  en arrière.

4) Comment, à l'aide des questions précédentes et des documents, peut-on interpréter l'expérience de Rutherford pour dire que le remplissage de l'espace par la matière au sein d'un atome est-il lacunaire ? On pourra notamment s'aider de la question I)2) et du II)

1) Calculez la masse volumique au sein du noyau d'or en kg.m-3.  Faire de même pour l'atome d'or. Comparez ces deux valeurs à la masse volumique de l'eau, qui vaut 1000 kg.m-3. Commentez.

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : [DM] Expérience de Rutherford 09-11-15 à 12:17

Désolée la connexion de l'hôtel la semaine passée n'était vraiment pas bonne et je n'ai pas pu repasser. As-tu redu l'exercice ?



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