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. Charge élémentaire 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 dimensions des 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 chargé positivement 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. Le noyau 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 à