Histoire de l'histoire

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  • Publié le : 11 novembre 2010
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Les interactions fondamentales
1. Particules élémentaires A. Les constituants de la matière : neutrons, protons, électrons La diversité de la matière : noyaux, atomes et molécules, phases condensées ou gazeuses, organismes vivants, systèmes astronomiques, résulte de l’arrangement de trois « briques » de base, protons, neutrons et électrons, considérées comme particules élémentaires. B. Chargeélémentaire Une charge électrique est une grandeur algébrique (avec un signe) qui se mesure en Coulomb (symbole C). L'électron porte une charge électrique - e = - 1,6 .10 -19 C. La charge, la plus petite connue, est appelée charge élémentaire et notée e. Toute charge électrique q est un multiple de la charge élémentaire : q = n .e avec n entier positif ou négatif. C. Masses, charges et dimensionsdes particules élémentaires Nom Electron Proton Neutron A retenir Charge -e +e 0 les valeurs des cases grisées. Masse 9 .10 kg 1,673 .10 -27 kg 1,675 .10 -27 kg
-31

Dimension 5,6.10 -15 m 2,4.10 -15 m 2,4.10 -15 m

Le proton et le neutron appartiennent à la famille des nucléons. D. L’atome L'atome est constitué d'un noyau de nucléons et d'un nuage d'électrons. Le noyau est donc chargépositivement et le nuage électronique chargé négativement. L’atome est électriquement neutre (ou de charge nulle) car il possède autant de protons que d'électrons. La masse du noyau représente la quasi totalité de la masse de l’atome :

masse d' un nucléon ≅ 1 800 masse de l' électron
L'espace occupé par un atome peut être assimilé une sphère. Le diamètre de cette sphère est d'environ 10 -10 m. Lenoyau peut lui aussi être assimilé une sphère placée au centre de la précédente le diamètre du noyau est d'environ 10 -15 m. A retenir l’ordre de grandeur du rapport des masses du nucléon et de l’électron. L’ordre de grandeur du diamètre d’un atome et d’un noyau.

2. Interactions fondamentales La cohésion de la matière est assurée par trois interactions fondamentales : l’interaction forte àl’échelle du noyau. l’interaction électromagnétique à l’échelle des atomes, des molécules et de la matière à notre échelle. l’interaction gravitationnelle à l’échelle astronomique. A. La masse et l’interaction gravitationnelle

Loi de Newton
Deux corps ponctuels, de masse mA et mB, séparés d'une distance d, exercent l'un sur l'autre des forces attractives

r r FA →B et FB→A , de même direction, desens opposés et de même valeur :
1

FA →B = FB→A = G

m A .m B d2

A

r FB →A

r FA →B

B

B. Les charges et l’interaction électrique 1. Loi de Coulomb Deux charges ponctuelles qA et qB, placées dans le vide ou dans l'air, séparées d’une distance d, exercent l'une sur l'autre des forces

r r FA →B et FB→A , de même direction, de sens opposés et de même valeur :

FA →B = FB→A =k

q A .q B d2

Ces forces sont attractives si les charges sont de signes contraires et répulsives si les charges sont de même signe.

signe(qA) ≠ signe(qB) signe(qA) = signe(qB)

r FB →A
A

r FA →B
B B r FA →B

r FB →A

2. La particule messagère de la force électromagnétique est le photon Les photons peuvent être absorbés ou bien émis par n'importe quelle particule chargée. Lesphotons ont une masse et une charge nulle. La portée de la force électromagnétique est infinie. En fonction de leur énergie, les photons sont appelés rayons γ, UV, lumière, IR, micro-ondes, ondes radio, ... 3. L’électrisation L’électrisation consiste à faire apparaître sur un corps : un excès d'électrons, le corps se charge négativement un défaut d'électrons, le corps se charge positivement Onpeut électriser deux corps par frottement. Exemple Le PVC arrache des électrons de la laine. Le PVC se charge négativement et la laine se charge positivement. Le frottement fait passer des électrons d’un corps à l’autre.

On peut électriser un corps par contact. Exemple Le PVC électrisé précédemment touche une boule d’aluminium. Lors du contact des électrons passent sur la boule.

On peut...
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