SEMAINE 1 Voyage au cœur de la matie re - Fun-Mooc

MOOC «  »
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Enseignant : Jacques Martino
ème siècle, et ça a été un des grands apports du 20ème 
structure de la matière.
        -à-dire de la matière dont nous sommes
constitués. Par parenthèse, seulem
ordinaire, tout le reste est une composante beaucoup plus compliquée du point de vue
énergétique au sens e=mc2 
parlerais pas.
La matière ordinaire est constituée de briques. Les briques sont les particules de matière
particules. Les particules de matière, ou particules briques si vous voulez, sont des
unes au-
quarks.
Il y a six quarks mais pour ceux qui nous intéressent pour la matière ordinaire ce sont
seulement deux quarks qui rentrent en jeu : les quarks dit « u » et « d ». Les autres quarks
Les particules forces   
mettre ensemble au mê    
appelées élémentaires car elles sont ponctuelles, du moins dans notre compréhension
            on
appelle les protons et les neutrons. Les protons et les neutrons ne sont plus des particules
y a des quarks et il y a des gluons qui servent de forces. Le proton par exemple, premier
-être dans un autre exposé si
importantes pour les médicaments. Un atome 
électrons            
dimensions. Si Nantes était un atome, les électrons rempliraient tout le volume, si vous

MOOC «  »
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extrêmement lourd, qui porte toute la masse, serait selon la nature chimique dont nous
parlerons, serait un ballon de hand ou un ballon de foot place du commerce.
commerce. Un noyau en général, je passe au deuxième niveau de complexité de la nature, est
un empilement lui-même, comme le proton était fabriqué à partir des quarks et des gluons,
pas de rôl
Un noyau est donc caractérisé par son nombre de protons et ce nombre de protons
ment que je sais combien il y a de protons dans
Les neutrons sont là pour diverses raisons ils assurent une meilleure cohésion du noyau lui-
noyau
frère qui sera toujours un noyau de fer si je parle de fer, mais on appelle ça un isotope.
Donc le fer peut être constitué toujours 
neutrons différents, ça donne des propriétés différentes nous y viendrons un petit peu plus
chaîne isotopique.
Des espèces chimiques -à-dire les différents empilements avec des nombres de
-à-dire que
noyau, est bien dans ce cas là je pe
différents.
Comment le noyau a-t-il été découvert ? Petite anecdote le noyau vous avez vu est un objet
rience de Rutherford du début du siècle, que vous tiriez avec une balle voire un canon
-ce que vous attendez ? Vous attendez essentiellement à ce que
vé Rutherford
quand il a fait ça évidemment avec des particules, pas avec des balles et des canons, il a vu un
        , il y a des grains extrêmement durs et
extrêmement lourds que sont les noyaux. Voilà comment ils ont été découverts.
l’interaction forte. Elle est très, très forte par rapport à la force électrique mais de très
courte portée 1 millionième de milliardième de mètre, ce qui vous donne grosso modo la
Pourquoi un noyau existe-t-il ? Pourquoi un empilement de protons et de neutrons est-il
stable ? Il est stable parce que la masse ique, ou le poids si
vous voulez, la masse est un terme plus juste, est inférieure à la somme des masses des
constituants. Quand je les mets ensemble tous mes protons et mes neutrons, je fabrique un

MOOC «  »
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constituants, dans ce cas-
On appelle noyau où est allié un objet dont la masse est inférieure à la masse des constituants.
est un petit peu au-
que les autres sont radioactifs et on va y venir.
ou fissionner.
-t-on la désintégration           
temps avoir un proton qui se transforme en neutron, ou un neutron qui se transforme en
proton. Ces particules protons et neutrons, dont on a vu au débu
particules élémentaires, peuvent avoir une vie, elles ne sont pas immuables. Et ces particules
élémentaires peuvent se désintégrer, changer de nature.
Et vous voyez très bien que si un proton se transforme en neutron, ou un neutron se
désintégration radioactive : un noyau X devient un noyau Y, il y a changement de chimie. Ces
t au niveau de certains traitements en
médecine nucléaire.
troisième force de la nature, la quatrième étend la gravité dont je ne parlerais pas, une
         l’interaction faible. Il existe
 seulement un
proton qui se transforme en neutron, ou un neutron qui se transforme en proton et
quelquefois un noyau peut émettre une particule alpha.
-à-dire un agrégat
de deux proto            
ules
alpha est un genre de mini--à-dire un noyau de départ se transforme en un gros
noyau fils plus un tout petit noyau fils qui est une particule alpha. Historiquement on appelle
peler ça une mini-fission.
A côté des mini-fissions, il y a également des grosses fissions où un noyau donné
deux gros noyaux évidemment plus petits que le parent et c
générale la fission.
Cette brisure contribue à la création de nouveaux éléments, nouveaux éléments qui sont

MOOC «  »
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constituants. Evidemment, toutes les radioactivités bêta, bêta plus, alpha ainsi que les
 -à-dire si les
i
cela que fonctionne une centrale nucléaire.
. Dernier
point : où sont fabriqués ces noyaux          
du combustible, si vous voulez,       -dessus du fer sont
existe des réactions nucléaires qui permettent de fabriquer ceux qui sont plus lourds que le
fer. Tous les noyaux que nous avons sur Terre qui nous entourent, ont été fabriqués dans ces
lesquels je ne rentrerais pas. Donc vous voyez que la radioactivité est une propriété
essentielle des noyaux liés à la structure des noyaux elle-
radioactif.
Donc vous comprenez, vous voyez là un bref aperçu de la structure de la matière ordinaire
es et les gaz interstellaires, la Terre, les planètes.
             :
peut-être, comme le 20ème siècle pour la structure de la matière ordinaire, le 21ème y apportera
une explication. Merci