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Des particules qui constituent la matière

Posté par
shaynah
06-01-12 à 16:44

Bonjour,
J'aimerai avoir de l'aide pour un exercice de physique où je bloque totalement..

Les documents joints sont :

« L'atome est un pays étrange : deux oasis de matière - les électrons et le noyau - séparés par ... un immense désert.Imaginez un stade grand comme dix fois le stade de France : c'est l'atome. Au-dessus des tribunes, un cheveu de spectateur volette au vent : c'est un électron. Au centre du terrain un petit pois : [ c'est le noyau où au moins 99,95 % de la masse de l'atome est concentrée ] ! Entre les deux, rien. Eh oui, la matière est composée de 99,999 9999 % de vide ! [...] Zoomons sur le noyau : des protons et des neutrons se pelotonnent les uns contre les autres, grelottant comme des moutons en hiver. Mais s'ils tremblent, ce n'est pas contre le froid : toutes les particules sont des paquets d'énergie qui vibrent, s'agitent, tournoient en permanence... [...] L'aînée de ces particules s'appelle l'électron. Mais oui, le même qui s'agite dans les fils quand vous branchez une prise électrique. Il est l'aîné des particules élémentaire parce que le premier découvert par les physiciens. C'était il y a 100 ans. Pourquoi dit-on qu'il est une particule élémentaire ? Pour une raison simple : on ne peut pas le « couper » en morceaux plus petits. [...] En revanche, les deux particules qui forment le noyau de l'atome - le proton et le neutron - ne sont pas des particules élémentaire : il y a « quelque chose » à l'intérieur.

et

Les protons et les neutrons ont à peu près la même masse, mais ils sont environ 2 000 fois plus lourds qu'un électron, si bien que le noyau concentre quasiment toute la masse de l'atome. Pour estimer la masse d'un noyau, il suffit donc de connaître son nombre de nucléons. Sachant que la masse d'un nucléon est d'environ 1,67.10-27 kg, il est facile de calculer une masse approximative d'un atome. Des trois éléments constituant l'atome, seul le neutron ne porte pas de charge électrique : il est neutre, d'où son nom. Un proton porte une charge positive et un électron, une charge négative de valeur opposée à celle du proton. La valeur de la charge du proton est la charge élémentaire égale à 1,6.10^-19 C.

Les questions sont :
1) L'ordre de grandeur de la dimension d'un stade dix fois plus grand que le stade de France est le kilomètre, celui de la dimension d'un petit pois est le centimètre. Calculer le rapport des dimensions de l'atome et de son noyau.
2) Sachant l'atome assimilée à une sphère de diamètre 10^-10m, déterminer le diamètre de la sphère correspondant au noyau.
Pour ces 2 questions je ne comprend pas comment faire les calculs puisque qu'aucune nous ai donner..

Ensuite :
4) Justifier la phrase en italique du document 1 ( phrase entre crochet au début du texte )
6) Sachant que l'atome de carbone possède 6 protons, exprimer, en fonction de la charge élémentaire e, la charge du cortège électronique de l'atome. Justifier.
7) Au lycée, on considère que les nucléons sont des particules élémentaires. A-t-on raison? Pourquoi?

Merci de bien vouloir m'aider.

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 18:10

svp..

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 20:29

Bonsoir,

Citation :
1) L'ordre de grandeur de la dimension d'un stade dix fois plus grand que le stade de France est le kilomètre, celui de la dimension d'un petit pois est le centimètre. Calculer le rapport des dimensions de l'atome et de son noyau.


Quel est le rapport d'un kilomètre à un centimètre ?

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 20:55

1*10-3 km ?

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:00

1*10^-3 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:27



1) Convertis en mètre(s)
1 kilomètre = ... mètres
1 centimètre = ... mètre

2) Fais le rapport des deux valeurs exprimées avec la même unité (le mètre) ; le résultat n'aura donc pas d'unité

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:37

ça donne 100 000?

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:42

1 000 000

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:42

Exact !

1 km = 1.103 m
1 cm = 1.10-2 m

1.103 / 1.10-2 = 105
__________

Question 2 :
On assimile l'atome à une sphère de diamètre 1.10-10 m
Quel est le diamètre du noyau assimilé lui aussi à une sphère ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:43

1 000 000 : réponse de 21 h 42 : non, c'est faux

La bonne réponse est 100 000

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:47

D'accord
donc pour la 2) ça fait 1*10^-16?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 21:51



Quel est le détail de ton calcul ?

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 22:04

100000/10^-10

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 06-01-12 à 22:23

c'est l'inverse plutôt non?
100000/10^5=1m

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 07:23



Un stade d'un kilomètre : c'est l'image de l'atome
Au centre, un petit pois d'un centimètre : c'est l'image du noyau
_____________

Le diamètre de l'atome : environ 1.10-10 m

Le diamètre du noyau : 100 000 fois plus petit, c'est-à-dire... ?

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 12:29

10^-10/10^5 = 1*10^-15

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 12:31

Oui, mais à la condition que tu mettes l'unité
Sans unité, c'est comme s'il n'y avait pas de résultat !

Donc 1.10-15 m
c'est l'ordre de grandeur de la taille d'un noyau atomique.

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 12:37

D'accord merci
" c'est le noyau où au moins 99,95 % de la masse de l'atome est concentrée ", cette phrase signifie que le noyau prend 99,95% de la masse de l'atome?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 13:07

En effet.

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 13:19

D'accord.
Pouvez-vous m'aider pour la question 7 svp?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 13:26

Qu'appelle-t-on "nucléon" ?

Citation :
En revanche, les deux particules qui forment le noyau de l'atome - le proton et le neutron - ne sont pas des particules élémentaires : il y a « quelque chose » à l'intérieur.


Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 14:19

Les nucléons sont les protons et les neutrons. Ce ne sont donc pas des particules élémentaires car il y a "quelque chose" à l'intérieur?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 14:41

Voilà. On dit aujourd'hui que chaque nucléon est constitué de trois quarks.

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 14:55

Ok.
Pour la 6, j'ai fait avec la formule q=n*e et je trouve -1,6*10^-19 * 6 = -9,6*10^-19 C
C'est bien sa?

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 14:59

Oui, c'est cela.

Posté par
shaynah
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 15:04

D'accord, merci beaucoup pour votre aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : Des particules qui constituent la matière 07-01-12 à 15:09

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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