Chapitre n°8 : Les interactions fondamentales
I
LES PARTICULES ELEMENTAIRES
Une particule qui ne peut être divisée en particule plus petite est appelée particule élémentaire.
Les neutrons et les protons sont tout de même considérés comme des particules élémentaires même s’ils sont tous deux constitués de quarks.

Caractéristiques des trois particules élémentaires :

Masse (kg)
Charge
II

Electron
 10-30
-e

Proton
 10-27
+e

neutron
 10-27
0

INTERACTIONS FONDAMENTALES
1) Interaction gravitationnelle

Cette interaction est attractive, elle s’applique à tout l’Univers, aux corps qui ont une masse. Son expression est :
F = FA/B = FB/A = G  m : masse en kg ; d en mètre (m) ; F en Newton (N) ; G = 6,6710-11 m3.kg-1.s-2

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2) Interaction électrostatique
Cette loi a été énoncée par Charles Coulomb (1736-1806) en 1785 :
Deux corps chargés sont soumis à une interaction électrique ATTRACTIVE si leurs charges sont de signes opposés, REPULSIVE si leurs charges sont de même signe. Deux corps assimilables à des objets ponctuels A et B, de charge qA et qB, séparés par une distance d, sont soumis à des forces d’intensité commune :
F = FA/B = FB/A = k  q en Coulomb (C), k = 9,0109 N.m².C-2, d en mètre (m) , F en Newton (N)

3) Interaction nucléaire forte
Cette interaction de courte portée (de l’ordre de 1fm=10-15m) permet la cohésion du noyau. Elle a la propriété caractéristique d’être INSIGNIFIANTE DÈS QU’ON S’ÉLOIGNE DU NOYAU.
Cette force n’est plus suffisante pour compenser l’interaction électrostatique entre les protons des noyaux
"lourds", qui deviennent alors instables. C'est pour cette raison que les noyaux des atomes comme l'uranium par exemple se désintègrent.
4) Interaction nucléaire faible
Elle est responsable de la désintégration radioactive de particules subatomiques et est à l'origine de la fusion nucléaire dans les étoiles.

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