PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE LA MATIERE p1/4 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) PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE LA MATIERE p2/4 PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE LA MATIERE p3/4 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. PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE LA MATIERE p4/4 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. ☺