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Niveau seconde
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Atome

Posté par
theococo
05-09-14 à 21:24

Bonjour je dois faire un devoir en physique mais je bloque à une question ...

Voici l'énoncé

« Lorsque j'entrai au laboratoire dirigé par Joliot au Collège de France, la connaissance que j'avais de la structure de la matière ne devait guère dépasser celle acquise par un lycéen de 1993 abonné à de bonnes revues de vulgarisation. Je les résume rapidement : la matière est composée d'atomes, eux mêmes constitués de noyaux entourés d'un cortège l'électrons. Les noyaux portent une charge électrique positive qui est de même valeur et de signe opposé à la charge des électrons qui gravitent autour du noyau. La masse d'un atome est concentrée dans le noyau. »

« Le noyau de l'hydrogène, ou proton, porte une charge électrique positive. Celui-ci a un compagnon, le neutron, qui est neutre électriquement et a sensiblement la même masse ». Tous deux s'associent de façon très compacte pour constituer les noyaux qui sont au cœur des atomes peuplant notre univers. Ils s'entourent d'un cortège d'électrons dont la charge compense exactement celle des protons. En effet, la matière est neutre sinon elle exploserait en raison de la répulsion qu'exerce l'une sur l'autre des charges de même signe, positif ou négatif.

Il faut avoir en tête l'échelle des dimensions. . On voit donc que presque toute la masse d'un atome est concentrée en un noyau central et que, loin sur la périphérie, se trouve un cortège qui est fait de particules de charge électrique négative, les électrons. C'est ce cortège seul qui gouverne le contact des atomes entre eux et donc tous les phénomènes perceptibles de notre vie quotidienne, tandis que les noyaux, tapis au cœur des atomes, en constituent la masse. »
Georges Charpak
Physicien français, prix Nobel de physique 1992
pour ses travaux sur les détecteurs de particules.
Extrait du livre « La vie à fil tendu »

La question

A partir des données suivantes : mp(petit p) = 1.673.10 -27kg je pense que le second point est un x ; me(petit e)=9.109.10-31kg justifier la phrase de G. Charpak " On voit donc que presque toute la masse d'un atome est concentrée en un noyau central...
Vous pouvez faire les calculs en prenant l'atome d'hydrogène

.
.
.

J'ai commencé à faire :

Comme le neutron à la même masse que le proton je fais :

2x(1.673x10-27) = 3.346x10-27 est donc supérieur à 9.109x10-31

Est-ce ça ??

Merci de me répondre ...

Bien cordialement .

Théococo .

Je tiens à signaler j'ai un niveau de physique de début 2nd , je ne connais pas tous les termes ou symboles !

Posté par
quarkplus
re : Atome 05-09-14 à 21:42

Bonsoir,
Oui, c'est bon . Vous avez bien compris les données .
Vous pourriez même calculer le rapport des masses ,
ce qui donnerait  " combien de fois le noyau est plus lourd que son électron, dans un atome d'Hydrogène " .

Ou alors le rapport entre la masse d'un neutron ( ou d'un proton ) par rapport à la masse d'un électron ,
mais cela on ne vous le demande pas dans le problème , c'est juste pour vous , pour votre culture personnelle .

Posté par
TheBartov
re : Atome 05-09-14 à 21:51

Bonsoir,

l'atome d'hydrogène ne comporte qu'un proton et qu'un neutron. La masse du noyau est de

M_{noyau}=m_p=1.673 \cdot 10^{-27} \text{kg}

et la masse du cortège électronique est de

M_{cortege}=1\times m_{e^-}=9.109 \cdot 10^{-31} \text{kg}.

En physique, quand on nous demande de comparer, il est préférable de calculer des rapports. Poar exemple, on peut calculer le rapport entre la masse du noyau, et celui du cortège.

\text{Rapport}=\frac{m_{noyau}}{m_{cortege}}=1 935.45

Cela veut dire qu'il faudrait presque 2 000 électrons pour avoir la même masse qu'un proton.

On peut aussi calculer le pourcentage :

\text{Pourcentage de masse}_{noyau}=\frac{m_{noyau}}{m_{cortege}+m_{noyau}}\times 100 = 99,95

Donc 99,95% de la masse de l'atome d'hydrogène se trouve dans le noyau.

Posté par
quarkplus
re : Atome 05-09-14 à 22:01

Re,
Pour moi, Mr TheBartov a oublié la masse du neutron dans son calcul .
Et je trouve 1837 à sa division , la valeur classique .
Bon, allons dormir ...

Posté par
TheBartov
re : Atome 05-09-14 à 22:50

Dans plus de 99% des cas, l'hydrogène n'a pas de neutron. S'il en a un, on parle de 2H, soit de deutérium. C'est un composé relativement rare...

J'ai vérifier sur Wiki

Posté par
TheBartov
re : Atome 05-09-14 à 22:51

Et, bonne nuit Quarkplus !

Posté par
Cyrus
Atome 06-09-14 à 00:24

En effet.

Au passage, j'ai trouvé ce site super http://aide-mathsphysique.e-monsite.com

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 08:33

C'est juste : j'ai cru que l'énoncé imposait de prendre en compte aussi un neutron ,
mais c'est seulement le choix du posteur ...

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 11:09

Mais pour le rapport je ne trouve pas le même résultat j'ai fait

3.34610-27 diviser par 9.109 10-31

et je trouve 3673.3

Et j'en profite pour vous demander si une réponse à une autre question est juste là voici :

Définir ce qu'est une particule et plus précisément une particule élémentaire

J'ai répondu :

Un particule est tout ce qui compose un atome , une particule élémentaire est la particule qui se situe dans le noyau de l'atome .

Est-ce ça ?

Merci d'avance

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 11:30

Vous avez pris les masses d'un neutron et d'un proton .
Comme expliqué dans la suite , l'Hydrogène n'a pas de neutron .

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 12:00

Oui mais si je ne prend pas en compte la masse d'un neutron je ne peux plus démontrer que la masse est concentrée au noyau de l'atome ... Ou sinon comment puis-je faire ?

(Et pour la seconde question (particule)Est-ce juste)

Merci d'avance .

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 12:27

Le proton , c'est un nucléon, c'est un noyau des atomes .
Il se trouve que l'atome d'Hydrogène se compose d'un noyau d'un seul proton .
Vous avez les masses mp et me pour faire vos calculs .

Particule élémentaire  : http://fr.wikipedia.org/wiki/Particule_%C3%A9l%C3%A9mentaire

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 12:31

Ok mais si il n'y a pas de neutron mp est plus petit que me

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 12:52

...? ...

Cherchez - où vous voulez sur le Net - la masse du proton , la masse de l'électron ,
et revenez avec le rapport des masses .

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 15:08

Mais je dois pas aller chercher sur le net est-ce c'est possible de trouver la solution qu'avec me et mp ou comment la trouver pourriez vous m'aider ?

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 15:12

Mais vous avez les données mp et me dans votre énoncé !
Je pensais que vous vouliez une vérification .
Ce que vous dites à 12h31 est faux .

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 15:20

Je voudrais savoir comment calculer pour pouvoir montrer que la masse est concentrée au noyau mais si il n'y a pas de neutron  je ne peut pas montrer que la masse est concentrée au noyeau puisque mp =1.673x10-27 et c'est plus petit que me Donc je ne peux pas prouver... Pourriez vous m'aider ?
Merci d'avance

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 15:25

Depuis quand mp = 1.673 10^-27 g est plus petit que me = 9.109 10^-31 g  ?

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 15:33

A oui pardon excusez moi je pense avoir compris comment il n'y a pas de neutron le noyau (proton) = 1.673x10-27 kg
Donc on fait 1.673x10-27 diviser par 9.109x10-31 = 1836
Et apres je fais le pourcentage
Est-ce donc ca

Posté par
quarkplus
re : Atome 06-09-14 à 15:38

OUI !

Posté par
theococo
re : Atome 06-09-14 à 15:41

Ah super merci pour votre aide et votre patience c'est vraiment sympas et pour les particules cela vous semble juste ( commentaire 11h09)
Merci
Cordialement
theococo



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