salut !

en gros tu veux une définition de chaque particule existant ? Ou tu as une liste ?

Bonjour

Si possible, je voudrais bien :

-le "boson".
-le "hadron".
-le "fermion".
-le "méson".
-le "gluon".
-le "tau".
-le "graviton".
-le "spin".

Merci beaucoup pour votre temps.

On va commencer par le spin si tu veux bien, qui n'est pas une particule

Un électron est caractérisé par 4 nombres. Il s'agit de nb dits quantiques : n, l, m_l et m_s

n est le nombre quantique principal : n*

l est le nombre quantique secondaire : l et 0ln-1

m_l est le nb quantique magnétique : m_l et -lm_ll

m_s est le nombre quantique de spin : m_s = 1/2

Deux électrons d'un même atome ne peuvent pas avoir leur 4 nb quantiques identiques, c'est le principe de Pauling.
Qd tu as (n, l et m_l) tu définis une orbitale atomique (OA).
Dans un atome donné, une OA décrit au max 2 électrons.
Une sous-couche est l'ensemble des OA ayant n et l en commun.
La sous-couche (n,0) = ns
(n,1) l=1 c'est np
(n,2) c'est l=2 c'est nd
(n,3) c'est l=3 c'est la sous-couche nf
Une couche est l'ensemble des OA ayant une valeur de n commune. n=0 = couche K
n=1 c'est la couche L, n=2 c'est M

De tout ça nait la règle de Klechkowski. Si ça t'intéresse je t'invite à regarder ça de plus près
En tout cas c'est pas mal de la connaître pour t'expliquer une autre règle qui clarifiera la notion de spin.

Mais tu es déjà ok avec ça ?

D'accord, merci je pense que pour l'instant, je comprend à peu près.
Juste une petite question:

-que représentent, concrètement chacun de ces nombres quantiques (pour m'aider à comprendre).

Merci beaucoup de m'aider.

n va définir la couche, l la forme des orbitales, m_l l'orientation des orbitales dans l'espace et m_s c'est le moment cinétique (ou moment angulaire) de l'électron (tu as deux valeurs car 2 sens de rotation de l'électron sur lui-même)

D'accord, merci, j'ai compris.
Pouvez-vous continuer ?

En fonction de ce que je t'ai expliqué :


A partir de ça tu en déduis l'ordre de remplissage du cortège d'électrons : 1s puis 2s puis 2p puis 3s etc.

Le principe de stabilité dit qu'un atome tend toujours à se placer dans l'état fondamental. Et la règle de Hund dit que tu dois occuper un max de cases quantiques avec des spins parallèles (dit autrement la configuration la plus stable est la configuration de spin max). Ce qui fait que la stabilité d'un élément est accrue dans le cas d'une sous-couche nd à 1/2 pleine ou pleine.

Bref, as-tu vu la notion de cases quantiques quelque part ?

J'avais regardé cette règle de Klechkowski comme vous me l'aviez recommandé, mais je n'ai pas compris ce que représentait cette notion de "sous-couche".
Est-ce que le fait que la couche M ne puisse accueillir que 8 électrons avant de commencer à remplir N serait lié à ces sous-couches ?

Non, je n'ai jamais vu la notion de case quantique. :p

K, L M et tout ce sont les couches. Et si tu as bien suivi l'explication les sous-couches c'est s, p, d et f

Oups, excusez-moi, un détail m'avait échappé.
Ok, je comprends tout pour l'instant. On peut continuer .

impeccable alors.

Donc quelques exemples : C(Z=6) = 1s²2s²2p²
Na(Z=11) = 1s²2s²2p⁶3s¹ = [Ne]3s¹
Fe(Z=26) = [Ar]3d⁶4s²

c'est ok là ?

Les cases quantiques (représentées par des carrés) schématisent les orbitales contenant les électrons représentés par des flèches. Des règles permettent de remplir ces cases quantiques et donc de définir la configuration électronique de l'atome :
- Principe de Pauli : dans un atome, 2 électrons ne peuvent pas voir les 4 nombres quantiques identiques.
- Règle de Hund : pour une valeur déterminée du nombre quantique secondaire l, les électrons occupent le nombre maximum de valeur de m, c'est-à-dire le maximum de cases quantiques.
- la règle de Klechkowski.

Exemple de remplissage des cases :


La formation d'une liaison covalente est due au recouvrement d'orbitale de 2 atomes
En fait, on peut également définir la liaison covalente simple comme la mise en commun de 2 électrons par 2 atomes. Chacun des atomes fournissant un électron. Seuls les électrons de la couche externe interviennent. L'atome de chlore comprend 17 électrons avec comme configuration électronique :

D'accord, je pense comprendre.
Juste une question :
étant donné que d'après le principe de Pauli, deux électrons d'un même atome ne peuvent avoir leurs 4 nombres quantiques identiques, et que l'OA est définit par n, l, et ml, cela veut-il dire que deux électrons appartenant à la même case quantique et donc à la même sous-couche (et donc ayant m, l, et ml en commun c'est bien ça ?), auront pour seule valeur différente ms ?

oui tu as bien compris le truc.

D'après la règle de Hund, si on considère les atomes à l'état fondamental, les electrons occupent le plus d'orbitales possibles avec des spins parallèles (là tu visualises ce que c'est avec les cases). Lorsqu'un électron est célibataire, il peut prendre +1/2 ou -1/2 comme valeur de spin (tu n'as qu'une flèche dans la case). Les deux sont équivalentes, donc on choisi arbitrairement la valeur +1/2 (enfin c'est pas tout à fait vrai mais là le détail quant au choix de la valeur et à la formulation que ça implique sont trop complexes à expliquer de manière pédagogue).
On dira pour t'arranger que dans une sous-couche avec des électrons appariés il y a forcément des électrons avec un spin +1/2 et des électrons avec un spin -1/2.

Si t'as capté le spin on peut passer aux particules...
On considère que toutes les particules connues ont un nombre de spin compris entre 0 et 2 (comment on calcule ça, ça fait obtenir la formule assez spéciale à t'expliquer).
Par exemple le boson de Higgs c'est spin = 0.
Pour une valeur de 1/2 tu as l'électron, le positron, les neutrinos et les quarks notamment
Si ton spin vaut 1 tu as le photon, le gluon (enfin un type de gluon), et certains types de bosons
Et puisque tu évoquais le graviton, c'est spin = 2

Ok pour ça ?

Oui, c'est très claire merci .
Seulement deux rapides questions :
-A propos des cases quantiques, en gros, par exemple, pour une sous couche 3d6, 5 électrons vont d'abord aller remplir chaque case quantique, puis, s'il y en a encore mettons 2, ils vont venir compléter 2 des cases afin de former des doublets c'est ça ?
-Pour le spin, TOUS les électrons possèdent un spin, ou bien seulement les électrons célibataires ?

Oups, et une autre chose, je ne comprends pas ce que c'est que ml.

Première question : il vaut mieux mettre les spins parallèle au tout début cad remplir une case avec deux électrons

Deuxième question : oui tous puisqu'un électron est caractérisé par m_s = 1/2
Tu considères que + c'est qd la flèche va vers le haut et - qd elle va vers le bas. Donc qd tu finis sur une case avec deux spins parallèles tu as un gain de stabilité (c'est comme s'ils s'annulaient). Et qd tu as un spin tout seul cet électron veut "se mettre avec un autre"

parallèles*

En cherchant une figure pour t'expliquer m_l je suis tombé sur ça :

C'est pas mal fait ça devrait t'aider à comprendre ce que je veux dire à chaque fois que je te parle d'orientations dans l'espace

Oui, j'avais déjà vu des schémas similaires, mais ce que je ne comprends pas, c'est d'où par l'origine de ces repères: du noyau (ce qui me paraitrait bizarre), ou bien d'un point M situé quelque part sur la couche, ou d'autre chose ?

oui le centre du noyau.

OUPS, excusez moi, je me suis mal exprimé.
Je voulais dire en fait, que je comprenais ce qu'était l (ET NON ms EN FAIT), mais que je n'arrivais pas à m'expliquer et à comprendre ceci http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orbitales.png .

Tu peux me tutoyer.

En fait tu ne vois pas les repères dans ce tableau, ce qui peut paraître déconcertant. Il ne faut pas être effrayé par cette représentation, c'est juste une manière probabiliste de repérer les zones où les électrons ont le plus de chances de se trouver

Ca y est j'ai compris !

Ok, c'est bon, on peut continuer .

Bien, donc comme je te l'ai dit les particules ont un m_s propre.

-le "boson": il en existe de plusieurs types (photons, les gluons, les W, le Z⁰ et le fameux boson de Higgs). En fait ce sont plutôt des particules se comportant comme des bosons. C'est assez compliqué d'expliquer les propriétés de symétries lors des échanges de particules sans se lancer dans des statistiques de Bose-Einstein (ou de Fermi-Dirac).
Mais on peut tenter si tu veux.
En très gros ce sont des particules de force

Je te parle de gluon plus haut ! Donc qu'est-ce-c'est ? C'est un boson (ça t'avance vachement^^) responsable de la transmission de l'interaction forte. Cette interaction (tu connais les 4 gdes interactions ?) permet de coller les quarks entre eux par l'interaction forte. Il en existe 8 types (et là aussi avec des histoires de couleurs).
Les gluons sont ainsi très importants pour la formation du proton ou du neutron par exemple. Outre le proton et le neutron, ils permettent la formation des hadrons en général.

-le "hadron" : Large Hadron Collider ça doit te parler
Késako ? C'est une particule formée de quarks. Tu as deux types de hadrons : les baryons et les mésons. Comme dit plus haut ces particules sont soumises à l'interaction forte contrairement aux leptons (ah ben tiens tu m'as pas demandé ce que c'était dans ta liste)

-le "fermion". Là on repart dans des histoires de statistiques (Fermi-Dirac en l'occurrence). Exemples de fermions déjà cités : leptons et quarks. Pour reprendre ce que je t'ai déjà expliqué dans les posts précédents, ce sont des particules suivant le principe d'exclusion de Pauli.

-le "méson". C'est un hadron qui comporte un quark et d'un anti-quark.

-le "tau". C'est un lepton

-le "graviton". Ce serait une particule vecteur de l'interaction gravitationnelle. Elle proviendrait de la déformation de l'espace-temps sous l'influence des objets massifs. Sinon j'ai du le dire plus haut, c'est un boson




Maintenant on affine ce que tu veux.

Oui, je connais les 4 interactions. Je les comprends toutes, mis à part l'interaction faible, je crois avoir lu qu'elle agissait lors du réarrangement des quarks  lors d'une réaction nucléaire, mais je ne comprends pas ce que c'est en gros.

Oui, c'est vrai, j'ai omis de préciser le lepton dans ma liste, mais je l'ai simplement oublié . En gros, je voulais toutes les particules du modèle standard.

Je suis tout à fait partant pour voir ce que c'est que cette statistique de Bose Einstein, tant que ça me permet de comprendre ce que c'est qu'un boson .

En tout cas, merci pour tout, je comprends maintenant le spin. WOUHOU !

Ah, oui, et juste, par simple curiosité, es-tu prof ou simplement très calé ?

Ben en même temps c'est la plus complexe. Elle affecte presque toutes les particules et c'est elle qui intervient lors de la désintégration d'un noyau radioactif (et lors des réactions de fusion il me semble, à vérifier). C'est la radioactivité bêta pour info. Un autre point important c'est que c'est la seule force affectant les neutrinos (c'est important pour la radioactivité bêta).

Nan si tu veux savoir je suis en école d'ingé, à l'ENSG de Nancy plus précisément. Mais comme tu t'en rends compte je ne m'intéresse pas qu'aux cailloux (d'autant plus que je suis passée par une prépa BCPST donc demandant un peu de polyvalence dans différents domaines théoriques). Ce sont des concepts qu'il est intéressant de connaître même si ça n'est pas le domaine étudié.
Quelque chose qui me touche par contre c'est l'interaction faible puisque la géochimie est un domaine touchant beaucoup à la radioactivité naturelle

Bon le problème de la statistique de Bose-Einstein ce sont les notions mathématiques. T'as déjà vu les exponentielles et les sommes ? Sinon j'enlève ces trucs barbares et je fais qu'un topo théorique

D'accord, merci pour ces infos .

Non, je n'ai pas encore étudié les exponentielles. Par contre, qu'entends-tu par "sommes", par exemple : 1+2+...+n ? Si c'est ça, oui, j'ai déjà vu les sommes.

Oui mais avec le ... Ça ne se voit pas au lycée

Enfin je pourrais te pondre une hideuse formule sans être pédagogue mais je crois que je ne vais pas te rendre service là^^.

Au passage comme tu sembles aimer ça je viens de dégoter ce petit topo, c'est pas mal fait :

Tu as déjà fait des probas ? Tu connais les factoriels ?

Wahou, merci beaucoup, je n'étais jamais tombé sur cette page. J'ai lu les 4 premiers chapitres, et c'est très bien fait .

Oui, je connais les factoriels, par contre, pour les probas, j'y ai déjà touché en seconde, mais de façon très rudimentaire, par rapport à ce que ça a vraiment l'air d'être .

Ouais donc si tu maitrises le factoriels.

Essaie de lire ceci (au moins le début), et tu me dis ce que tu comprends ou non :

Malheureusement, je décroche à partir des "cases indiscernables", mais bon, ce n'est pas grave, j'essaierai de comprendre cette statistique un peu plus tard, quand j'aurai bien acquis les notions élémentaires requises.
Le lien que tu m'as fourni (futura science) me suffit finalement amplement pour l'instant .
Je vais tout lire, et verrais ce que je comprends /ne comprends pas.
En tout cas, merci beaucoup pour tout ce que tu m'as appris jusqu'à présent .

Il n'y a aucun pb. Si tu veux approfondir un petit peu une notion (autre que les statistiques qui font appel à un niveau de math un peu trop élevé pour le moment) n'hésite pas à reposter sur ce topic.
Sur ce principe de Bose-Einstein tu peux juste retenir que les particules de spin entier ou nul (0, 1 et 2, je t'avais dit ça un peu plus haut) ne sont pas soumises au principe de Pauli : plusieurs bosons peuvent occuper simultanément un même état quantique.

Et je t'en prie, c'est toujours un plaisir de converser avec quelqu'un qui cherche à approfondir des notions

Et au fait l'interaction faible intervient bien lors des réactions de fusion, j'ai vérifié

Merci beaucoup, et en fait j'ai une petite question, qui n'est pas vraiment en rapport avec tout le reste.

Le terme de "physique quantique" provient du fait que toute la physique actuelle (donc quantique) repose sur le quanta d'énergie qui est indivisible (c'est ça ?).
Et d'après Planck l'énergie e émise par un photon est multiple de h (h = constante de Planck). C'était donc pour savoir si l'énergie du quanta était égale à h ou bien pas du tout ? Je n'ai pas trouvé sur internet.

Il y a écrit : Max Planck a postulé : "l'énergie transportée par les ondes électromagnétiques émises ou absorbées par un atome est quantifiée, c'est-à-dire qu'elle ne peut s'échanger que par paquets ou quanta d'énergie".

Je suppose donc que c'est oui ?

* Et l'équation qu'il en tire est e = h x .

ouais c'est bien ça. Et comme je le présentais tu en as l'illustration (avec les niveaux d'énergie) à la fin de la fiche

Oui, je connaissais les diagrammes d'énergie car on l'a déjà vu en cours.

Merci .

je t'en prie

Bonjour shadowmiko.

Désolé, je sais que ce n'est pas de la physique mais je n'arrivais pas à envoyer de message privé.

En fait, je fais mon TPE sur la Lune, et j'aurais besoin de comprendre ce que sont les ondes S et P (nous ne l'avons pas vu en cours).
Tu m'as dit être spécialisé en géologie, donc je me retourne vers toi.

Merci beaucoup.

Va sur mon profil et envoie moi un mail ça ira plus vite