Vide atomique et matière solide

[babaz]

Bonjour,

Devant un bout de plastique, comment mettre en évidence la majorité de l'espace, lacunaire, séparant le noyau des électrons des atomes de cet objet ?

Merci
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[LPFR]

Bonjour.
Je crains que vous ne soyez resté au modèle d'atome de Bohr avec un noyau et des petites billes qui tournent autour très loin du noyau.
Oubliez ce modèle qui a été abandonné par les physiciens depuis 1924 (il n'est conservé dans du formol que dans l'enseignement secondaire en France car il permet aux "directives ministérielles" de faire faire des calculs idiots aux élèves).

Le modèle d'atome utilisé depuis bientôt un siècle comporte des électrons qui ne sont pas des petites billes mais un nuage flou de probabilité de le trouver, car dans ce modèle, l'électron a un comportement ondulatoire et non de particule.
Et les électrons remplissent complètement toute la place autour du noyau. Il n'y a pas de zone vide.
Au revoir.

[doul11]

Bonsoir,

Quel "vide" ? http://fr.wikipedia.org/wiki/Atome

[babaz]

Je crains que vous ne soyez resté au modèle d'atome de Bohr avec un noyau et des petites billes qui tournent autour très loin du noyau.
Oubliez ce modèle qui a été abandonné par les physiciens depuis 1924 (il n'est conservé dans du formol que dans l'enseignement secondaire en France car il permet aux "directives ministérielles" de faire faire des calculs idiots aux élèves).

Le modèle d'atome utilisé depuis bientôt un siècle comporte des électrons qui ne sont pas des petites billes mais un nuage flou de probabilité de le trouver, car dans ce modèle, l'électron a un comportement ondulatoire et non de particule.
Et les électrons remplissent complètement toute la place autour du noyau. Il n'y a pas de zone vide.
Au revoir.

J'avais été initié en chimie au modèle des orbitales atomiques puis moléculaires, où l'on décrit ce à quoi vous faites allusion.
Mais je n'avais pas noté que ce "nuage" de probabilité de présence ne laissait aucun espace lacunaire entre le noyau et les électrons.

Confirmez-vous que l'idée de cet espace lacunaire supposé immense (comparativement à la taille de l'atome) est à oublier ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Confirmez-vous que l'idée de cet espace lacunaire supposé immense (comparativement à la taille de l'atome) est à oublier ?

Oui, je te le confirme.

[invite60be3959]

Confirmez-vous que l'idée de cet espace lacunaire supposé immense (comparativement à la taille de l'atome) est à oublier ?

Ce serait une erreur, je pense, de répondre par oui ou par non à cette question. Les choses sont un peu plus compliquées que cela. L'expérience de Rutherford a montré de façon flagrante que le noyaux atomique a une taille extrèmement petite par rapport à la dimension de l'atome (de l'ordre de 10⁴ fois plus petit). D'autre part, la probabilté de présence d'un électron est très faible jusqu'à une distance déjà grande devant la taille du noyaux(plusieurs dizaines de picomètres contre quelques femtomètre).


Quant au modèle de Bohr, il n'est pas faux, mais approximatif. Il explique une certaine parties des raies d'émission et d'absorption de l'atome d'hydrogène. Les calculs que font les élèves de terminales S ne sont donc pas idiots car ils correspondent à des résultats expérimentaux. Lorsqu'on apprend la science à des étudiants, on ne commence certainement pas par le ou les modèles qu'utilisent les scientifiques. On fait de l'histoire des sciences en quelque sorte, en leur montrant comment, par exemple, le modèle de l'atome a évolué au cours de l'histoire. Ils apprendront au cours de leurs études des modèles de plus en plus complexes et précis de tel ou tel système physique, et cela est complètement nécessaire.
Sinon ce serait n'importe quoi. Pourquoi pas à ce moment là, présenter directement la relativité restreinte et la relativité générale au lycée, plutôt que de leur apprendre la mécanique de Newton qui fondamentalement est fausse ?

[Amanuensis]

Confirmez-vous que l'idée de cet espace lacunaire supposé immense (comparativement à la taille de l'atome) est à oublier ?

D'accord avec Vaincent, répondre oui ou non est trop simpliste.

La notion d'espace lacunaire, ou de vide, n'est pas bonne.

Si on lance un ballon de foot sur un filet avec des mailles de 2cm x 2cm, le filet apparaît comme solide pour le ballon. Si on lance des grains de riz, c'est comme si le filet n'était pas là.

Pour la matière c'est un peu pareil : selon les particules, et selon l'énergie de ces particules ,qu'on essaye de faire passer à travers, la matière se présente comme très lacunaire ou au contraire uniforme. Et (ce qui fait la différence avec l'image classique) la matière peut paraître uniforme même pour des particules "ponctuelles" : c'est l'interaction avec un champs continu qui les "arrête".

[Deedee81]

Salut,

L'expérience de Rutherford a montré de façon flagrante que le noyaux atomique a une taille extrèmement petite par rapport à la dimension de l'atome (de l'ordre de 10⁴ fois plus petit).

Ceci répond à la question initiale.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%..._de_Rutherford

Sauf que cette expérience n'est pas vraiment à la portée de n'importe qui. Les rayons alpha ne se trouvent pas au drugstore du coin. Y a-t-il un moyen plus "abordable" pour l'expérimentateur amateur ou pour un étudiant ? (si c'est ce que cherche babaz)

[LPFR]

Ceci répond à la question initiale.
...

Bonjour DeeDee81.
Non. La question initiale porte sur la place des électrons, pas sur celle du noyau.
Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Non. La question initiale porte sur la place des électrons, pas sur celle du noyau.

Ah oui, t'as raison. J'avais mal lu la formulation de la question. Et j'aurais dû lire plus attentivement sa deuxième question.

Sorry

[Pyrrhon d'Élis]

Bonjour,

Je suis toujours assez surpris des réponses que l'on donne à certaines questions qui sont plutôt d'ordre ontologique, comme celle consistant à poser l'existence du vide ou celle concernant la nature des particules virtuelles etc. Il me semble qu'il y a dans les réponses un certains flou concernant la distinction entre le discours que l'on peut porter sur ce qui est vraiment et d'autre part les images heuristiques que l'on peut mobiliser pour résoudre certains problèmes.

Par exemple, poser la question du vide au sein d'un atome pourrait consister à savoir si l'espace qui entoure le noyau (c'est une façon déjà imagée d'affronter le problème puisqu'on postule l'existence d'un noyau occupant un espace définit) est "occupée", et dans quelle mesure il l'est. Or, si on prend le modèle "Schrodingerien" de l'atome (c'est à dire, un noyau atomique dont la position fixe le potentiel, et la fonction d'onde qui détermine l'état de (ou des) électron(s) autour du noyau), alors, à ce qu'il me semble, on ne peut certes pas dire des choses comme : "l'électron est ici ou là à tel moment, le reste de l'espace étant vide". Mais, il me semble qu'il est tout aussi inexacte de dire : l'électron est rependue sur toute l'étendue de l'espace dans laquelle l'amplitude de sa fonction d'onde est différente de 0, ne laissant pas d'espace vide. Pourquoi : d'une part parce que l'espace dans lequel se propage l'onde de Schrodinger n'est pas l'espace réel, mais est l'espace de configuration, d'autre part parce que si on prend la mécanique quantique littéralement, la fonction d'onde est un outil de prévision et non pas une description du monde physique (voir les livres de d'Espagnat ou de Bitbol pour tout ce qui concerne les difficultés à donner un statut de description du monde physique à la fonction d'onde). Pour raconter une histoire sur le monde, du type : il y a du vide ici, l'électron est disperser par là, la particule arrive etc..., il faut que soit disponible le concept d'évènement (par exemple, le fait de parler d'un espace vide pourrait consister à dire : à l'instant t, le volume dv qui entoure le point en x,y,z est inoccupé). Or, en dehors des moments très particuliers que sont les processus de mesure ou de préparation, le concept d'évènement n'est pas défini en mécanique quantique.