Ch 7 Cohésion de la matière Objectifs

Ch 7 Cohésion de la matière
Objectifs:
 Connaître les différents constituant de la
matière et leurs ordres de grandeurs.
 Voir les interactions fondamentales qui
assurent la cohésion de la matière.
Ch 7 Cohésion de la matière
1. Constituants de la matière
2. Interactions fondamentales
1. Constituants de la matière
1.1. Particules élémentaires
Quelles particules élémentaires connaissez-vous et
quelles sont leurs caractéristiques.?
Proton: Particule entrant dans la constitution du noyau
de l’atome. Sa masse est de l’ordre de 10-27 kg. Il
possède une charge positive de valeur e. e étant la
charge élémentaire: e = 1,6x10-19 C.
Neutron: Autre particule entrant dans la constitution du
noyau de l’atome. Sa masse est voisine de celle du
proton mais il ne possède pas de charge.
Electron: particule qui est en mouvement autour du
noyau de l’atome. Sa masse est de l’ordre de 10-30 kg
et il possède une charge - e.
1.2. Atome, ion et molécule
Comment est constitué un atome et quel est sont
ordre de grandeur?
Il est constitué d’un noyau (lui même constitué de Z
protons et de A-Z neutrons) et d’un nuage
électronique. L’atome est de l’ordre de 10-10 m et son
noyau de l’ordre de 10-15 m.
Comment le représente-on?
A
Z
X
Comment nome-t-on les atomes ayant un même
nombre Z de protons, mais un nombre de nucléons A
différent?
Des isotopes
Qu’est-ce qu’un ion monoatomique?
Un ion monoatomique est issu d’un atome qui a perdu
ou gagné un ou plusieurs électrons.
qu’est-ce qu’une molécule?
Une molécule regroupe plusieurs atomes liés entre
eux par des liaisons covalentes et qui est globalement
neutre.
Réalisation du TP n°8 Manuel P 152
2. Interactions fondamentales
2.1. Interactions gravitationnelle
Rappeler l’expression de l’interaction gravitationnelle
qu’exerce un corps A sur un corps B.

mA m B 
FA  G 

u
AB
2
B
r
 : vecteur unitaire de direction et de sens AB
u AB
mA et mB : masses des corps A et B
r : distance entre les centres de gravités des 2 corps.
G: constante de gravitation universelle.
G = 6,67x10-11 N.m2.kg-2
2.2. Interactions électromagnétique (loi de coulomb)
En vous inspirant de la loi de gravitation et du TP n°8,
proposer une loi de l’interaction électromagnétique
entre charges qA et qB.

q A q B 
FA  k 

u
AB
2
B
r

u AB : vecteur unitaire de direction et de sens AB
qA et qB : charges des corps A et B
r : distance entre les centres des charges des 2 corps.
k: constante électrique ( 9,0x109 N.m2.C-2).
2.3. Interaction forte et interaction faible
Calculer les ordres de grandeur des interactions
électromagnétique et de gravitation entre deux protons d’un
même noyau.
qA = qB = e = 1,6x10-19 C et r = 10-15 m
Fe = 230 N
mA = mB = 10-27 kg et r = 10-15 m
FG = 1x10-34 N
Comment peut-on expliquer la cohésion du noyau?
- L’interaction forte est attractive, très intense et d’une portée
très faible. Elle lie entre eux les nucléons et assure la cohésion
du noyau en compensant la répulsion électrique entre protons.
- L’interaction faible a une valeur un million de fois plus faible
que l’interaction forte et a une porté de seulement 10-18 m. Elle
explique la radioactivité β.
2.4. Domaines de prédominance des interactions
Quelle interaction prédomine dans la cohésion de la
matière au niveau astronomique, puis au niveau
atomique et ensuite au niveau du noyau?
A l’échelle astronomique c’est l’interaction
gravitationnelle qui prédomine
A l’échelle atomique c’est l’interaction
électromagnétique qui prédomine
A l’échelle du noyau de l’atome ce sont les interactions
forte et faible qui prédominent .
Exercice n° 8, 11, 13, 17, 19, 21 et 22 p 128