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Marianne

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Cohésion de la matière et radioactivité

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La matière et ses constituants

  • Les atomes sont composés d’un noyau constitué des nucléons, les protons et les neutrons, autour duquel tournent les électrons.
  • La charge de ces particules élémentaires s’exprime en fonction de la charge élémentaire : e=1,6×1019Ce=1,6\times 10^{-19}C
  • Par convention, le noyau de l’atome est noté ZAX^{A}_{Z}X.
  • On peut déterminer le nombre de neutrons N\text{N} en soustrayant Z\text{Z} à A\text{A} : N=ZA\text{N}=\text{Z}-\text{A}
  • La masse du noyau est égale au produit du nombre de masse par la masse d’un nucléon : mnoy=A×mnucm{\text{noy}}=\text{A}\times m{\text{nuc}}
  • L’atome est globalement électriquement neutre, c’est-à-dire qu’il y a autant de protons dans le noyau (Z\text{Z}) que d’électrons dans le nuage électronique puisqu’ils sont de charges opposées.
  • La charge du noyau est égale au produit du numéro atomique par la charge élémentaire : Qnoy=Z×eQ_{\text{noy}}=\text{Z}\times e
  • La charge du nuage électronique est l’inverse de celle du noyau : Qnua=Z×eQ_{\text{nua}}=-\text{Z}\times e
  • Deux isotopes sont deux éléments qui ont le même numéro atomique mais un nombre de masse différent.
  • Lorsqu’un atome perd un ou plusieurs électrons c’est un cation, et l’ion est de charge positive.
  • Lorsqu’un atome gagne un ou plusieurs électrons, c’est un anion, et l’ion est de charge négative.

Les interactions fondamentales

  • Deux corps A\text{A} et B\text{B} de masse mAmA et mBmB séparés par une distance d\text{d}, s’attirent entre eux du fait de l’interaction gravitationnelle. Cette interaction est représentée par deux forces attractives FA/B\overrightarrow{F{A/B}} et FB/A\overrightarrow{F{B/A}} qui ont :
  • la même direction selon la droite (AB\text{AB}) ;
  • un sens opposé du corps attiré vers le corps attirant ;
  • la même intensité : FA/B=FB/A=GmAmBd2\mid\overrightarrow{F{A/B}}\mid=\mid\overrightarrow{F{B/A}}\mid=G \cdot \frac{m{A}\cdot m{B}}{d^2}
  • Deux corps A\text{A} et B\text{B} de charge qAqA et qBqB séparés par une distance dd, s’attirent entre eux du fait de l’interaction électrostatique. Cette interaction est représentée par deux forces FA/B\overrightarrow{F{A/B}} et FB/A\overrightarrow{F{B/A}} qui ont :
  • la même direction selon la droite (AB\text{AB}) ;
  • des sens opposés, la force est attractive si les charges sont de signe opposé et répulsive si les charges sont de signe identique ;
  • la même intensité : FA/B=FB/A=kqAqBd2\mid\overrightarrow{F{A/B}}\mid=\mid\overrightarrow{F{B/A}}\mid=k\cdot \frac{\mid q{A}\cdot q{B}\mid }{d^2}
  • L’interaction forte est une interaction de forte intensité, de très faible portée (10-15 m) et qui s’exerce entre nucléons : elle permet la cohésion du noyau en s’opposant aux interactions électrostatiques répulsives entre protons.
  • L’interaction faible est une interaction de faible intensité et de très faible portée (10-18 m) et s’exerce entre nucléons.