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La découverte de l’électron :
par 14RC126 Sam 14 Mai - 6:59
La découverte de l’électron fait partie des étapes de l’histoire de l’électricité avant d’être une étape de l’histoire de l’atome.
C’est grâce au tube cathodique que John Thomson a découvert l’électron.
Avant cette découverte, le générateur de courant électrique, le circuit électrique et l’ampoule électrique existaient déjà.
Au 18esiècle, la théorie de l’atome en était à ses balbutiements.
Réduits à des billes microscopiques, les atomes de Dalton n’étaient pas acceptés par la majorité des scientifiques.
Personne ne pensait à l’existence d’un lien entre l’électron et les atomes.
Car l’électron n’était pas encore découvert. John Thomson est le premier physicien à avoir associé l’électron et l’atome.
Voici quelques exemples très connus des inventions électriques qui ont précédé la découverte de l’électron :
- En 1672, Von Guericke construit la première machine à friction qui produit de l’électricité statique.
- En 1800, Alessandro Volta invente la première pile électrique.
- En même année 1800, William Nicholson et Sir Anthony Carlisle réalisent la première électrolyse de l’eau en utilisant la pile de Volta. L’électrolyse à l’aide de l’électricité est beaucoup plus facile à réaliser que l’électrolyse à l’aide du chauffage réalisé auparavant par Lavoisier.
- En 1851, Heinrich Daniel Ruhmkorff invente la bobine d’induction qui porte son nom (la bobine de Ruhmkorff).
Cette bobine permet d’obtenir des tensions très élevées à partir d’une source de courant continu.
- En 1875, William Crookes réalise le tube cathodique que Thomson utilisera pour découvrir l’électron en 1897.
- En 1879, Thomas Alva Edison invente la première ampoule électrique.
Vers la fin du 19e siècle deux hypothèses s’opposent sur la nature des rayons cathodiques. Les physiciens allemands les considèrent comme des ondes, tandis que les physiciens britanniques les imaginent comme des courants de particules chargées négativement.
Le physicien britannique Joseph John Thomson (1856-1940) décida de vérifier cette deuxième hypothèse et réalisa en 1897 une expérience historique. Il supposa dès le départ que les particules des rayons cathodiques étaient identiques et avaient toutes la même masse, la même charge électrique et la même vitesse, quels que soient les conditions expérimentales.
Il a amélioré le tube cathodique de Crookes en construisant un tube avec un vide plus poussé et muni d’une couche de peinture phosphorescente au bout pour voir les rayons incidents. Il a placé dans ce tube deux plaques portant des charges électriques opposées (un condensateur plan).
Il a placé aussi deux aimants de part et d’autre de ce tube cathodique.
En faisant passer les rayons cathodiques entre les plaques du condensateur, Thomson a constaté que ces rayons étaient déviés. Son dispositif expérimental lui permettait ainsi de mesurer avec précision la déviation des rayons cathodiques.
Il est parvenu en 1897 à vérifier que ces rayons cathodiques sont des particules chargés négativement. Il a ensuite calculé le rapport e/m, les nombres e et m sont respectivement la charge et la masse d’une particule du rayon cathodique.
Thomson a obtenu une valeur 2000 fois plus grande que le rapport analogue calculé pour l’ion hydrogène à partir du dispositif de l’expérience de l’électrolyse de l’eau.
Cette valeur ne dépendait ni de la cathode, ni de l’anode ni du gaz enfermé dans le tube cathodique.
C’est-à-dire que Thomson a obtenu le même résultat en prenant différentes cathodes (en aluminium, en fer, en platine) et différents gaz aux pressions très faibles.
Thomson a ainsi déduit de ses mesures que la masse m de chacune des particules des rayons cathodiques est 2000 fois plus petite que la masse de l’ion d’Hydrogène (le proton qui n’était pas encore découvert). En résumé, Thomson a confirmé par son expérience de 1897 que les rayons cathodiques sont constitués de particules chargées négativement.
Ces particules ont une masse très petite par rapport à la masse de l’ion d’Hydrogène. Thomson a nommé ces particules corpuscules. Pourtant, le physicien irlandais George Stoney (1825-1911) avait déjà proposé le terme d’électron pour nommer une particule ayant une charge négative qu’il a prédite en 1874.
C’est grâce au tube cathodique que John Thomson a découvert l’électron.
Avant cette découverte, le générateur de courant électrique, le circuit électrique et l’ampoule électrique existaient déjà.
Au 18esiècle, la théorie de l’atome en était à ses balbutiements.
Réduits à des billes microscopiques, les atomes de Dalton n’étaient pas acceptés par la majorité des scientifiques.
Personne ne pensait à l’existence d’un lien entre l’électron et les atomes.
Car l’électron n’était pas encore découvert. John Thomson est le premier physicien à avoir associé l’électron et l’atome.
Voici quelques exemples très connus des inventions électriques qui ont précédé la découverte de l’électron :
- En 1672, Von Guericke construit la première machine à friction qui produit de l’électricité statique.
- En 1800, Alessandro Volta invente la première pile électrique.
- En même année 1800, William Nicholson et Sir Anthony Carlisle réalisent la première électrolyse de l’eau en utilisant la pile de Volta. L’électrolyse à l’aide de l’électricité est beaucoup plus facile à réaliser que l’électrolyse à l’aide du chauffage réalisé auparavant par Lavoisier.
- En 1851, Heinrich Daniel Ruhmkorff invente la bobine d’induction qui porte son nom (la bobine de Ruhmkorff).
Cette bobine permet d’obtenir des tensions très élevées à partir d’une source de courant continu.
- En 1875, William Crookes réalise le tube cathodique que Thomson utilisera pour découvrir l’électron en 1897.
- En 1879, Thomas Alva Edison invente la première ampoule électrique.
Vers la fin du 19e siècle deux hypothèses s’opposent sur la nature des rayons cathodiques. Les physiciens allemands les considèrent comme des ondes, tandis que les physiciens britanniques les imaginent comme des courants de particules chargées négativement.
Le physicien britannique Joseph John Thomson (1856-1940) décida de vérifier cette deuxième hypothèse et réalisa en 1897 une expérience historique. Il supposa dès le départ que les particules des rayons cathodiques étaient identiques et avaient toutes la même masse, la même charge électrique et la même vitesse, quels que soient les conditions expérimentales.
Il a amélioré le tube cathodique de Crookes en construisant un tube avec un vide plus poussé et muni d’une couche de peinture phosphorescente au bout pour voir les rayons incidents. Il a placé dans ce tube deux plaques portant des charges électriques opposées (un condensateur plan).
Il a placé aussi deux aimants de part et d’autre de ce tube cathodique.
En faisant passer les rayons cathodiques entre les plaques du condensateur, Thomson a constaté que ces rayons étaient déviés. Son dispositif expérimental lui permettait ainsi de mesurer avec précision la déviation des rayons cathodiques.
Il est parvenu en 1897 à vérifier que ces rayons cathodiques sont des particules chargés négativement. Il a ensuite calculé le rapport e/m, les nombres e et m sont respectivement la charge et la masse d’une particule du rayon cathodique.
Thomson a obtenu une valeur 2000 fois plus grande que le rapport analogue calculé pour l’ion hydrogène à partir du dispositif de l’expérience de l’électrolyse de l’eau.
Cette valeur ne dépendait ni de la cathode, ni de l’anode ni du gaz enfermé dans le tube cathodique.
C’est-à-dire que Thomson a obtenu le même résultat en prenant différentes cathodes (en aluminium, en fer, en platine) et différents gaz aux pressions très faibles.
Thomson a ainsi déduit de ses mesures que la masse m de chacune des particules des rayons cathodiques est 2000 fois plus petite que la masse de l’ion d’Hydrogène (le proton qui n’était pas encore découvert). En résumé, Thomson a confirmé par son expérience de 1897 que les rayons cathodiques sont constitués de particules chargées négativement.
Ces particules ont une masse très petite par rapport à la masse de l’ion d’Hydrogène. Thomson a nommé ces particules corpuscules. Pourtant, le physicien irlandais George Stoney (1825-1911) avait déjà proposé le terme d’électron pour nommer une particule ayant une charge négative qu’il a prédite en 1874.
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Re: La découverte de l’électron :
par 14RC126 Sam 14 Mai - 7:03
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