De l’atome aux particules Jean-René Cudell Alice Dechambre Denis Fontaine Jérémie Gillet Cédric Lorcé Alexandre Payez Sophie Pedoux Interactions Fondamentales en Physique et en Astrophysique Département d’Astrophysique, de Géophysique et d’Océanographie Université de Liège
De l’atome aux particules. Interactions Fondamentales en Physique et en Astrophysique Département d’Astrophysique, de Géophysique et d’Océanographie Université de Liège. Jean-René Cudell Alice Dechambre Denis Fontaine Jérémie Gillet. Cédric Lorcé Alexandre Payez Sophie Pedoux. Atomes. - PowerPoint PPT Presentation
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Si on coupe des molécules :1. On ne perd pas de masse
(Lavoisier)2. On garde les mêmes
proportions qui sont des rapports d’entiers (Proust)
Dalton (1803): les substances chimiques sont constituées d’entités universelles et un nombre entier d’atomes forme les molécules
L’atome contemporain
Na, Xe sur Cu Palladium
Gerd Bining
Heinrich Rohrer 1980
Electron : découverte
Thomson (1897): mH/me=2000
Noyaux : découverte
Rutherford (1909)
L’atome planétaire
Bohr (1913)
Noyaux
Protons? Électrons?Par ex. : pour H, noyau=1 proton
Piste : les isotopes
Les rapports de masse ne sont pas constants.
Beaucoup d’éléments correspondent à des atomes de masses différentes avec
les mêmes propriétés chimiques : isotopes
Découverte du neutron
Chadwick (1932)
• Les isotopes sont des noyaux qui n’ont pas le même nombre de neutrons !
• Nombre de protons=nombre d’électrons
• Les neutrons servent à éloigner les protons
Trop de neutrons, trop de protons, ou des noyaux trop gros mène à une instabilité
Expérience1
Radioactivités
Le rayonnement gamma est similaire aux rayons X : Q=0
Une particule alpha est un noyau
d’hélium : Q=+2
Une particule bêta est un électron : Q=-1
La radioactivité quotidienne• Un rayonnement qui interagit fort n’est pas dangereux s’il est à l’extérieur.• C’est l’absorption de substances radioactives (comme le césium et le strontium)
qui est dangereuse.• Notre corps contient environ 500000 désintégrations/heure
Alpha
Un noyau qui est trop gros peut devenir plus stable en éjectant autant de neutrons que de protons
(noyaux d’hélium)
Bêta moins
Un noyau qui a trop de neutrons les change en protons par désintégration beta -
neutron → proton+électron+antineutrino
Pauli(1930)
proton lié → neutron+positon+neutrino
Bêta plus
Un noyau qui a trop de protons les change en neutrons par désintégration bêta +
Gamma
Lors d’une désintégration, il arrive que le noyau fille se trouve dans un état excité et perde son énergie sous forme de rayonnement gamma
Particules et antiparticules
• Electron et Positon
• Neutrino et Antineutrino
• Photon
Toutes identiques, de taille<1/1000 celle du noyau, universelles, sans états excités.Leurs interactions forment tout.
P.A.M. Dirac(1931)
P.A.M. Dirac(1931)
Forces
Les forces entre particules résultent de l’échange de particules virtuelles
Forte Electromagnétique
FaibleGravitation
_p p e+ e-
W+, W-
Z0
_ _p p n n _e+ e-
Chimie, biologie,physique atomiqueélectricité…
Désintégration bêta, cycle du soleil,
traitements radiomédicaux
force médiateur agit sur explique
électromagnétique
faible
Microscope inélastique
Les quarks ont 3 charges fortesdifférentes
Les médiateurs de l’interaction fortesont les gluons