cohesion et transformation de la matiere

PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE
LA MATIERE
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DIMENSIONS DES DIFFERENTES STRUCTURES DES EDIFICES ORGANISES.
CARACTERISTIQUE DES CONSTITUANTS DE L’ATOME
NOM
Charge électrique (C) Masse (kg)
Proton
qp=1,602.10-19C
1,673.10-27
Ordre de grandeur de
la masse (en kg)
10-27
Neutron
qn=0
1,675.10-27
10-27
électron
qe= - 1,602.10-19C
9,1.10-31
10-30
LES INTERACTIONS FONDAMENTALES
interaction
portée
édifice
majoritairement
concerne
gravitationnelle
Infinie
électromagnétique
infinie
atome
forte
10-15 m
noyau
faible
10-17m
noyau
remarque
Responsable de l’attraction
terrestre, du mouvement terrestre
Responsable de la cohésion de la
matière à l’échelle atomique
Responsable de la cohésion du
noyau. Compense la répulsion
électrique entre protons et lie les
protons et neutron entre eux
Responsable de certaines
désintégration radioactives
(émission de particule par des
noyaux)
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Exercice :
Soit un noyau d'hélium ସଶ‫( ݁ܪ‬2 protons, 2 neutrons). Déterminons la valeur des
interactions gravitationnelles et électriques qui existent entre les différentes particules de
ce noyau:
Interaction gravitationnelle:
Fp/p =
G.mp
d
Fp/p =
2
6,67.10-11.(1,67.10-27)2
=>
2
(2,4.10-15)2
=> Fp/p = 3,23.10-35N
Interaction électrique:
Fp/p =
K.|qA.qB|
d2
Fp/p =
=>
9.109.(1,6.1019 2
)
(4,8.10-15)2
=> Fp/p = 10N
Conclusion : La force de répulsion électrique est très supérieure à la
force d'attraction gravitationnelle. La cohésion des noyaux ne peut être
due aux deux forces précédentes (les noyaux se disloqueraient).
La cohésion des noyaux est donc due à l'interaction forte.
Définition: L'interaction forte est une interaction attractive importante
qui s'exerce sur les nucléons. Elle assure la cohésion des noyaux.
Remarque: Contrairement à l'interaction gravitationnelle et à
l'interaction électrique, l'interaction forte augmente avec la distance.
Cependant, c'est une action à courte portée.
2. A l'échelle atomique
Soit un atome d'hydrogène
.
Déterminons la valeur des interactions
gravitationnelles et électriques qui
existent entre le noyau et l'électron de cet atome.
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Interaction gravitationnelle:
Fp/e =
G.mp.me
d2
Fp/e =
=>
6,67.10-11.1,67.10-27.9,11.10-31
(53.10-12)2
=> Fp/e = 3,61.10-47N
Interaction électrique:
Fp/e =
K.|qA.qB|
d2
Fp/e =
=>
9.109.(1,6.10-19)2
(53.10-12)2
=> Fp/p = 8,20.10-8N
La force d'attraction électrique est très supérieure à la force
d'attraction gravitationnelle. L'interaction électrique assure la
cohésion de la matière à l'échelle atomique.
Connaissances à acquérir :
Connaître les ordres de grandeur des dimensions des différentes
structures des édifices organisés.
Connaître l’ordre de grandeur des valeurs des masses d’un nucléon et de
l’électron.
Savoir que toute charge électrique peut s’exprimer en fonction de la
charge élémentaire e
Associer à chaque édifice organisé, la ou les interactions fondamentales
prédominantes.
☺