Évolution historique du modèle de l'atome
Nous savons aujourd'hui que la matière est composée d'atomes mais son modèle, d'abord conceptuel, a évolué à la faveur des expériences de scientifiques :
Démocrite : Ce philosophe grec a l'intuition que la matière est formée de grains de matières indivisibles qu'il appelle les atomes (du grec « atomos » : « que l'on ne peut pas diviser »). Sa démarche relevant de la spéculation, sa théorie est abandonnée pendant des siècles au profit de la théorie d'Aristote sur les quatre éléments (eau, feu, air, terre).
Thomson : son expérience reprend la théorie de l'atome de Démocrite. Les avancées technologiques du XXème siècle lui permettent de prouver qu'il contient des particules de charge négative : les électrons. Il propose alors le modèle suivant : l'atome serait composé d'électrons plongés dans une « soupe » de charge positive pour équilibrer la charge négative des électrons, comme des prunes (plum en anglais) dans un pudding.
Rutherford : son expérience montre que la matière a une structure lacunaire : il propose un modèle planétaire, dans lequel l'atome est constitué d'un noyau central, chargé positivement, autour duquel gravitent les électrons.
Bohr : son modèle marque les débuts de la mécanique quantique : les électrons sont situés sur des orbites bien définies mais peuvent passer d'une orbite à une autre.
La tâche des scientifiques est d'imaginer un modèle du réel, qui « représente non pas les propriétés du réel, mais seulement certaines propriétés » (Bachelard, 1979) : il doit permettre de comprendre ce qui est observé. Le modèle probabiliste ne permet pas d'accéder à une description de la réalité au niveau microscopique : il consiste à calculer la probabilité de présence d'un électron autour du noyau, la position des électrons ne pouvant pas être connue avec précision.