
English: 
Hi. This is Mr. Andersen and
today I'm going to be talking about atoms
and elements. This here is a picture of helium.
And if we look at helium right here, you know
that this is the nucleus here in the center.
To give you an idea of scale the nucleus,
which is going to be the tiny bit down here
is actually measured in fentometers. So that
is 10 to the negative 15th meters. In other
words this is really small. The angstrom unit
here. But atoms are incredibly small. And
so in this podcast what I'm going to talk
about is the history of atoms, how it came
to be known that there exists an atom and
then finally we'll talk about what are protons,
neutrons, electrons. And then how are they
organized. Okay. So let's start a little bit
with history. And so when we get into the
modern day science, I love this guy. This
right here is Mendeleev. And so what Mendeleev,

French: 
Salut. C'est M. Andersen et aujourd'hui, je vais parler des atomes
et des éléments. Ceci est une image de l'hélium. Et si on regarde l'hélium juste ici, on sait
que ceci est le noyau ici au centre. Pour vous donner une idée de l'échelle, le noyau,
qui est le minuscule grain ici, est en fait mesuré en femtomètres. Donc cela
fait 10 puissance moins 15 mètre. En d'autres termes, c'est vraiment petit. L'angström
ici. Mais les atomes sont incroyablement petits. Et donc dans ce podcast ce dont je vais parler
concerne l'histoire des atomes, comment on en est venu à connaître l'existence de l'atome et
puis, enfin, on parlera de ce que sont les protons, les neutrons, les électrons. Et puis, comment ils sont
organisés. OK. Commençons donc par un petit peu d'histoire. Et quand on entre dans la
science moderne, j'adore ce gars. Juste ici c'est Mendeleïev. Et donc ce que Mendeleïev,

English: 
a Russian scientist, was doing is he took
playing cards and we would put information
about each of the known atoms that we have.
So maybe the atomic mass, and properties of
it. He'd write that on the playing cards.
And then he just laid them out on a table.
And what he finally figured out is that you
put them in a certain areas or certain order
according to their atomic number. And kind
of what we had was the modern day periodic
table came out of that. If you really want
to waste some time, this is a wonderful website
to go to. This is periodictable.com. This
was developed by a person by the name of Theodore
Gray. I think he also started mathematica.
But the cool thing about it is that you can
click on certain things. So this carbon for
example and what you can get are these wonderful,
he's collected all these different atoms,
excuse me all these different elements. And
he has real world examples of it and then
a bunch of properties of that as well. And
so you could waste a lot of time looking at
that. And I have an app for this on my iPad

French: 
un scientifique russe, a fait c'est qu'il a pris des cartes à jouer et y a mis des informations
concernant chacun des atomes connus. Peut-être la masse atomique et les propriétés.
Il avait écrit cela sur les cartes à jouer. Et puis il les a juste étalées sur une table.
Et ce qu'il a finalement compris, c'est qu'on les mettrait dans certaines zones ou dans un certain ordre
en fonction de leur numéro atomique. Et ce que l'on obtenait était une ébauche du tableau
périodique moderne. Si on a un peu de temps à perdre, ceci est un merveilleux site Web
où aller. C'est "periodictable.com". Il a été élaboré par une personne du nom de Théodore
Gray. Je pense qu'il a également lancé "mathematica". Mais le truc cool, c'est qu'on peut
cliquer sur certaines substances. Comme ce carbone par exemple et ce que l'on peut obtenir ce sont ces merveilles,
il a rassemblé tous ces différents atomes, excusez-moi tous ces différents éléments. Et
pour chacun il a des exemples issus du monde réel et un tas de ses propriétés aussi. Et
donc on pourrait passer beaucoup de temps à regarder cela. Et j'ai une application pour cela sur mon iPad

English: 
that is just really really cool. And so I
love this picture here, because it shows you
all the different things. And what you find
on here is that there's all these relationships.
So if we look for example right here, copper,
silver and gold are all organized at the same
point on here. And so as you start to play
around with the periodic table you find all
this cool stuff. So let's go back in time
a little bit. And so if we go through the
important people in the history of the atom,
in my class I don't think it's super important
that you memorize all of these, but it is
important to give us a little bit of context.
And so let's first start with this guy. His
name is Democritus. And he was greek and so
what he essentially did is said, imagine if
we take everything and then we divide everything
in half. So let's say a block of wood. And
then we divide it in half again. And we divide
it in half again, divide it in half again,
divide it in half again, divide it in half
again, divide it in half again, divide it
in half again. If we just kept doing that
over and over and over again, we eventually
get something that's really, really small.

French: 
c'est juste vraiment, vraiment cool. Et donc j'aime cette image ici, car elle nous montre
toutes les différentes substances. Et ce qu'on trouve ici, c'est qu'il y a toutes ces relations.
Donc, si on regarde par exemple juste ici, le cuivre, l'argent et l'or sont tous situés dans la même
colonne ici. Et si on commence à jouer avec le tableau périodique, on trouve toutes
sortes de choses cool. Bien, remontons le temps un petit peu. Et si on évoque les
personnages importants dans l'histoire de l'atome, dans ma classe, je ne pense pas que ce soit super important
de mémoriser tout cela, mais il est important de se mettre un petit peu dans le contexte.
Et donc commençons en premier par ce gars. Son nom est Démocrite. Et il était grec et donc
ce qu'il a fait pour l'essentiel est qu'il a dit, imaginez si on prend une chose et puis qu'on la divise
en deux. Alors disons un bloc de bois. Et puis on le divise en deux encore. Et on le divise
en deux encore, on le divise en deux encore, on le divise en deux encore, on le divise en deux
encore, on le divise en deux encore, on le divise en deux encore. Si on continuait à le faire
maintes et maintes fois encore, on obtiendrait finalement quelque chose qui est vraiment, vraiment petit.

French: 
Et cette chose vraiment petite il l'a appelée "atomos". Et cela signifie simplement, "atomos" je pense que c'est
juste, indivisible. En d'autres termes, on ne peut pas le décomposer davantage. Et donc il est le premier
gars à avoir trouvé cette idée d'atomes. Mais ce n'était pas un scientifique. Alors, avançons
un petit peu et voici ici, un peu plus contemporain, John Dalton.
Et John Dalton faisait des recherches. Ainsi il mesurait la masse des substances. Et il a trouvé
notre théorie atomique moderne. Et donc la théorie atomique moderne dit la chose suivante. Il savait que pour
l'hydrogène par exemple, il y aurait deux atomes d'hydrogène pour un atome, voyons, d'oxygène. Et
ce qu'il pensait c'est qu'ils étaient accrochés ensemble. Ils auraient des sortes de petits crochets qui
les accrocheraient ensemble. Et il savait qu'on allait avoir deux atomes d'hydrogène pour
un atome d'oxygène. Il y avait un rapport spécifique. Mais cette première théorie
est que les éléments sont constitués d'atomes spécifiques et ils se combinent avec un certain rapport
pour faire un composé. Donc, cela ressemble beaucoup à ce que nous pensons aujourd'hui. En quoi est-ce différent

English: 
And that really small thing he called atomos.
And that just means, atomos I think that's
right, undivisible. In other words we can't
break it down anymore. And so he's the first
guy to come up with this idea of atoms. But
he wasn't a scientist. So then we fast forward
a little bit and this here is, quite a bit
actually, this right here is John Dalton.
And John Dalton was doing studies. So he was
measuring the mass of things. And he came
up with our modern atomic theory. And so the
modern atomic theory is this. He knew that
hydrogen for example, there would be two hydrogens
for every one, let's see, one oxygen. And
so he thought they were hooked together. They
were like the little hooks in them that would
hook those together. And he knew that you
were going to have two hydrogen for every
one oxygen that you're going to have. There
was a specific ratio. But that first theory
is that elements are made up of specific atoms
and they come together in a certain ratio
to make a compound. So that sounds a lot like
what we think of today. How's that different

French: 
de notre théorie moderne ? Dalton pensait qu'ils étaient juste ces boules rondes. Donc, ils ne seraient pas
composés de différents constituants. Et donc avançons un petit peu. Alors, qui est le suivant ?
Ce gars juste ici. Son nom est J.J. Thomson. Et J.J. Thomson a découvert l'électron. Laissez-
moi vous montrer comment il a fait cela. Il a utilisé ce qu'on appelle un tube à rayon cathodique. Ainsi, un tube à rayon cathodique
ressemble à ceci. Il contient essentiellement du gaz à travers lequel on fait passer de l'électricité.
Et ce que l'on obtient est un rayon qui traverse juste par le milieu comme cela. De nos jours, on
a des objets à la maison, semblables à un TRC, comme un téléviseur, la plupart des téléviseurs qu'
on a, possède un tube à rayons cathodiques. C'est un petit peu différent pour les nouvelles télés qu'on a
aujourd'hui. Mais pour l'essentiel ce que J.J. Thomson a constaté, c'est que si on maintenait un aimant ici, donc si on
mettait un aimant juste ici, ce qu'il ferait c'est qu'il dévierait le rayon cathodique. Alors, il dévierait ce rayon
d'électrons. Et il a donc utilisé des aimants et il a également utilisé des champs électriques. Et ce qu'il a trouvé
c'est que comme il y a une répulsion, quand il y a une charge de même signe, il a découvert, je pense qu'il

English: 
from our modern theory? Dalton thought they
were just these round balls. So they weren't
made up of a different things. And so let's
go forward a little bit. So who's up next?
This guy right here. His name is JJ Thomson.
And JJ Thomson discovered the electron. Let
me show you how he did that. He used something
called a cathode ray tube. So a cathode ray
tube looks like this. You essentially have
gas and then you run electricity through it.
And what you get is a ray that goes right
through the middle of it like that. Now we
have things in our house, like a CRT, like
your television, most of the televisions that
we have are a cathode ray tube. It's a little
bit different than the new tvs that we have
today. But essentially what JJ Thomson found
is if you held a magnet up here, so if we
put a magnet right here, what it did is it
bent the cathode ray. So it bent that ray
of electrons. And so he used magnets and he
also used electric fields. And what he found
is that since we're pushing that, when there
is a like charge, he discovered, I think he

English: 
called them corpuscles or something like that.
But we call this today the electron. So he
discovered the electron. What else did he
come up with? Well he came up with what we
call the plum pudding. In other words he thought
that atoms, instead of just being that ball
that Dalton believed is that you had a positive
charge inside it. But then you had all these
negative charges inside here as well. So you
had negative electrons that were kind of embedded
in this positive ball. Okay. So let's go forward
a little bit. And tweak that. So this is Ernest
Rutherford. Ernest Rutherford is famous for
his gold foil experiment. And essentially
what he did is took a bit of gold, so this
is gold foil. And then he shot alpha particles
out of it. And so alpha particles were shooting
out through here and they would travel through
the gold. He had a little sensor on this side
that would sense where the alpha particles
go. Now what is an alpha particle? Alpha particle
is essentially like the, it's two protons

French: 
les appelait corpuscules ou quelque chose comme ça. Mais aujourd'hui nous appelons cela l'électron. Alors, il
a découvert l'électron. Qu'a-t-il trouvé d'autre ? Eh bien, il a trouvé ce qu'on
appelle le "pudding aux électrons". En d'autres termes, il pensait que les atomes, au lieu d'être simplement la boule
à laquelle croyait Dalton, c'est qu'on aurait une charge positive à l'intérieur. Mais alors, on aurait toutes ces
charges négatives à l'intérieur ici aussi. Donc on aurait des électrons négatifs qui seraient comme noyés
dans cette boule positive. OK. Avançons donc un petit peu. Et comprenez cela. Il s'agit donc d'Ernest
Rutherford. Ernest Rutherford est célèbre pour son expérience à la feuille d'or. Et pour l'essentiel
ce qu'il a fait c'est qu'il a pris un peu d'or, donc ceci est une feuille d'or. Et puis il l'a bombardée avec des particules alpha.
Et donc les particules alpha bombardaient ici et elles traverseraient
l'or. Il avait un petit capteur de ce côté qui permettait de savoir où les particules alpha
allaient. Maintenant, qu'est-ce qu'une particule alpha ? Une particule alpha est pour l'essentiel comme le (...), ce sont deux protons

English: 
and two neutrons. And so it's the nucleus
of a helium. And so what happened is as these
alpha particles came shooting through, some
of them would kind of be turned to the side.
But occasionally one of these alpha particles
would come shooting right back. And when it
came shooting right back it kind of freaked
out Rutherford. And Rutherford said it was
like shooting a giant shell. Or a bullet at
a piece of tissue paper and occasionally one
of those bullets comes flying back at you.
So what did he discovered was the nucleus.
And he knew that it had a positive charge
because those positive alpha particles were
being shot back. So he discovered the nucleus.
And so let's go to the Rutherford model. Rutherford
model said that we had a positive charge in
the middle and then we had these negative
electrons going around the outside. And so
they went kind of zipping around the outside
like that. And he had realized that most of
that space on the inside was that. It was
mostly just space with a tiny little nucleus.
Because just a few of those alpha particles

French: 
et deux neutrons. Et donc c'est un noyau d'hélium. Et donc ce qu'il s'est passé c'est que comme ces
particules alpha ont bombardé, certaines d'entre elles ont été comme déviées sur le côté.
Mais de temps en temps l'une de ces particules alpha revenait en arrière. Et quand elle
revenait en arrière cela interpelait quelque peu Rutherford. Et Rutherford a déclaré que c'était
comme le tir d'un obus géant. Ou d'une balle sur un morceau de papier de soie et parfois l'une
de ces balles revient vers vous. Donc, ce qu'il avait découvert était le noyau.
Et il savait qu'il avait une charge positive parce que ces particules alpha positives étaient
revenues en arrière. Donc, il a découvert le noyau. Et alors passons au modèle de Rutherford. Le modèle de Rutherford
dit que l'on aurait une charge positive au centre et puis que l'on aurait ces électrons négatifs
qui circuleraient autour à l'extérieur. Et donc en quelque sorte ils se déplaceraient rapidement autour
comme cela. Et il s'est rendu compte que la plupart de cet espace à l'intérieur serait du vide. Il s'agirait
surtout de vide avec un minuscule petit noyau. Parce que seules quelques-unes de ces particules alpha

English: 
actually came shooting back out. Alright.
Let's go next. Next, this is Niels Bohr. Niels
Bohr, let's circle him down here, Niels Bohr
is Danish. He works in Rutherford's lab. And
the problem with Rutherford's lab is that
they discovered this positive charge on the
inside and this idea that you have electrons
going around the outside. But physics predicts
that if you have a negative charge here and
a positive charge out here, that quickly that
negative charge is going to be attracted to
it and so the whole Rutherford model didn't
really work. And so what did Bohr figure out?
Bohr figured out that we've got this positive
charge on the inside. We've got electrons
going around the outside. But they go in specific
orbits around the outside. So those electrons
were not traveling here, but they had to travel
in this specific orbit. And so that's the
Bohr model. That you got a positive nucleus
and then electrons going around the outside
in specific obits. Okay. Let's go next. Next
we get into the weird world of quantum physics.
And so this right here is a man by the name
of Schrodinger. Schrodinger is famous for
Schrodinger's cat, if you've ever heard of

French: 
revenaient effectivement en arrière. Très bien. Passons au suivant. Ensuite, c'est Niels Bohr. Niels
Bohr, entourons-le ici en-bas, Niels Bohr est danois. Il travaille dans le laboratoire de Rutherford. Et
le problème avec la théorie de Rutherford c'est qu'ils ont découvert cette charge positive à l'
l'intérieur et émis l'idée que l'on aurait des électrons qui orbitent autour. Or la physique prédit
que si on a une charge négative ici et une charge positive ici, rapidement cette
charge négative va être attirée et donc le modèle de Rutherford ne pouvait pas
vraiment fonctionner. Et donc qu'est-ce que Bohr a compris ? Bohr a compris que l'on a cette charge positive
à l'intérieur. On a des électrons qui gravitent autour. Mais ils se déplacent sur des orbites spécifiques
tout autour. Donc, ces électrons ne circuleraient pas ici, mais ils devraient circuler
sur cette orbite spécifique. Et donc c'est cela le modèle de Bohr. Que l'on aurait un noyau positif
et puis des électrons gravitant tout autour sur des orbites spécifiques. OK. Passons au suivant. Ensuite
on entre dans le monde étrange de la physique quantique. Et donc juste ici c'est un homme du nom
de Schrödinger. Schrödinger est célèbre pour le chat de Schrödinger, si vous en avez déjà entendu parler.

French: 
Et donc ce que Schrödinger a dit est que les électrons ne sont pas des particules. Qu'ils sont en fait
des ondes. Et donc il y a cette dualité. Et donc à ce moment on avait cette sorte de concurrence entre
ces gens comme Bohr qui disaient que les électrons sont des corpuscules. Schrödinger disait qu'ils étaient davantage
semblables à une onde. Et donc on devait régler cela. Et donc on arrive finalement à Heisenberg. Mais
d'abord, nous avons ce type. Chadwick. Et ce que Chadwick découvre c'est le neutron. C'est bizarre
mais il nous a fallu beaucoup plus de temps pour découvrir le neutron. C'est parce qu'il n'a pas de charge.
Mais il expliquait la masse. Et puis on a enfin ce gars. C'est Werner Heisenberg.
Et ce que Heisenberg a compris, c'est que à la fois Rutherford, excusez-moi. A la fois Bohr et Schrödinger
auraient raison. En d'autres termes, à quoi un atome ressemble-t-il ? Il a une charge positive avec
on le sait maintenant des neutrons à l'intérieur. Mais il y a cette sorte d'onde de probabilité autour ici.

English: 
that. And so what Schrodinger said is that
electrons aren't particles. That they're actually
waves. And so there's this duality. And so
now we had this kind of competition between
those people like Bohr who said electrons
are particles. Schrodinger said it was more
like a wave. And so we had to sort out this.
And so we eventually get to Heisenberg. But
first we've got this guy. Chadwick. And what
Chadwick discovers is the neutron. It's weird
but it took us way longer to discover the
neutron. That's because it has no charge.
But it accounted for that mass. And then finally
we have his guy. This is Werner Heisenberg.
And why Heisenberg figured out is that both
Rutherford, excuse me. Both Bohr and Schrodinger
were right. In other words what does an atom
look like? It's got a positive charge which
we now know neutrons on the inside. But there's
kind of this wave of probability out here.

French: 
Et donc un électron est-il une particule ? Ouais. Mais il est décrit selon l'idée de Schrödinger par une
onde. Donc, on a bien avancé. Mais qu'est-ce que ceci ? Ceci est la théorie quantique qu'on a à présent.
Elle décrit comment les électrons se déplacent.

English: 
And so is an electron a particle? Yeah. But
it's described by Schrodinger's idea of a
wave. So we got pretty deep. But what is this?
This is this quantum theory that we have today.
It describes how electrons move.
