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Roger BALIAN
n’existerait pas en physique classique : il ne s’explique à l’échelle microscopique
que grâce à la physique quantique.
Enfin, l’énergie radiative (solaire, ou émise par une lampe électrique, ou transformée en chaleur dans un four à micro-ondes) est aussi de nature électromagnétique.
Ici encore, on retrouve l’énergie caractéristique de 2 eV, qui est celle d’un photon
de 0,6 mm au milieu du visible (paragraphe sur les unités). Les plantes se sont
adaptées à cette valeur, puisque l’énergie caractéristique de l’assimilation chlorophyllienne est du même ordre. En effet, la fixation d’une molécule de CO 2 atmosphérique sur une molécule d’eau pour donner un chaînon glucidique (CHOH) et de
l’oxygène nécessite un apport d’énergie de 5 eV (correspondant à 500 kJ . mol
–1 )
fourni par le flux lumineux.
INTERACTION FAIBLE
L’interaction dite faible, beaucoup moins intense que l’interaction électromagnétique, est responsable de la radioactivité β. Les énergies qu’elle met en jeu sont
de l’ordre d’une fraction de mégaélectronvolt, donc appréciables même en tant
que variations de masse, comme pour l’interaction forte. Sa faiblesse se traduit par
une probabilité extrêmement petite des processus qu’elle gouverne. Elle n’intervient dans les questions énergétiques qu’en une circonstance, cachée mais importante. Parmi les réactions nucléaires successives qui libèrent l’énergie solaire, la
réaction initiale est la fusion de deux protons en un deutéron (plus un positon et
un neutrino). Contrairement aux réactions ultérieures qui mènent en définitive au
noyau d’hélium, cette fusion est un processus faible, donc très peu probable. Elle
est d’ailleurs inobservable en laboratoire. Elle constitue pour la dynamique des
réactions de fusion un goulot d’étranglement qui rend très lente la transformation
d’énergie nucléaire en chaleur dans le Soleil : la production de chaleur dans le cœur
du Soleil (qui représente 1/3000 de son volume) n’est que de 800 W . m
–3 , à comparer au dégagement de chaleur par le corps humain, 100 W au repos (dont 20%
pour le fonctionnement du cerveau), 500 W en activité physique. C’est cette petitesse qui permettra au Soleil de rayonner pendant une dizaine de milliards d’années.
INTERACTION GRAVITATIONNELLE
L’interaction gravitationnelle est la plus faible des quatre interactions fondamentales. Sa forme, – GMM’/r pour deux masses M et M’, est semblable à celle de l’interaction coulombienne. Mais la constante de gravitation vaut G = 6,67 ×10
–11 J.m.kg
–2
,
de sorte que l’attraction gravitationnelle entre deux protons est 8 ×10
–37 fois plus
faible que leur répulsion coulombienne. Cette attraction devient sensible à notre
échelle grâce à la grande masse des objets en jeu. En particulier, c’est la masse de
la Terre qui engendre le potentiel de gravité, source de l’énergie hydroélectrique.
Les unités SI sont adaptées à ce phénomène, puisque la chute de 1 kg d’eau sur
1 m lui communique une énergie cinétique de 9,8 J = 2,7 mWh, faible devant le
kilowattheure, énergie caractéristique associée pour 1 kg de matière à l’interaction
électromagnétique.
Roger BALIAN
n’existerait pas en physique classique : il ne s’explique à l’échelle microscopique
que grâce à la physique quantique.
Enfin, l’énergie radiative (solaire, ou émise par une lampe électrique, ou transformée en chaleur dans un four à micro-ondes) est aussi de nature électromagnétique.
Ici encore, on retrouve l’énergie caractéristique de 2 eV, qui est celle d’un photon
de 0,6 mm au milieu du visible (paragraphe sur les unités). Les plantes se sont
adaptées à cette valeur, puisque l’énergie caractéristique de l’assimilation chlorophyllienne est du même ordre. En effet, la fixation d’une molécule de CO 2 atmosphérique sur une molécule d’eau pour donner un chaînon glucidique (CHOH) et de
l’oxygène nécessite un apport d’énergie de 5 eV (correspondant à 500 kJ . mol
–1 )
fourni par le flux lumineux.
INTERACTION FAIBLE
L’interaction dite faible, beaucoup moins intense que l’interaction électromagnétique, est responsable de la radioactivité β. Les énergies qu’elle met en jeu sont
de l’ordre d’une fraction de mégaélectronvolt, donc appréciables même en tant
que variations de masse, comme pour l’interaction forte. Sa faiblesse se traduit par
une probabilité extrêmement petite des processus qu’elle gouverne. Elle n’intervient dans les questions énergétiques qu’en une circonstance, cachée mais importante. Parmi les réactions nucléaires successives qui libèrent l’énergie solaire, la
réaction initiale est la fusion de deux protons en un deutéron (plus un positon et
un neutrino). Contrairement aux réactions ultérieures qui mènent en définitive au
noyau d’hélium, cette fusion est un processus faible, donc très peu probable. Elle
est d’ailleurs inobservable en laboratoire. Elle constitue pour la dynamique des
réactions de fusion un goulot d’étranglement qui rend très lente la transformation
d’énergie nucléaire en chaleur dans le Soleil : la production de chaleur dans le cœur
du Soleil (qui représente 1/3000 de son volume) n’est que de 800 W . m
–3 , à comparer au dégagement de chaleur par le corps humain, 100 W au repos (dont 20%
pour le fonctionnement du cerveau), 500 W en activité physique. C’est cette petitesse qui permettra au Soleil de rayonner pendant une dizaine de milliards d’années.
INTERACTION GRAVITATIONNELLE
L’interaction gravitationnelle est la plus faible des quatre interactions fondamentales. Sa forme, – GMM’/r pour deux masses M et M’, est semblable à celle de l’interaction coulombienne. Mais la constante de gravitation vaut G = 6,67 ×10
–11 J.m.kg
–2
,
de sorte que l’attraction gravitationnelle entre deux protons est 8 ×10
–37 fois plus
faible que leur répulsion coulombienne. Cette attraction devient sensible à notre
échelle grâce à la grande masse des objets en jeu. En particulier, c’est la masse de
la Terre qui engendre le potentiel de gravité, source de l’énergie hydroélectrique.
Les unités SI sont adaptées à ce phénomène, puisque la chute de 1 kg d’eau sur
1 m lui communique une énergie cinétique de 9,8 J = 2,7 mWh, faible devant le
kilowattheure, énergie caractéristique associée pour 1 kg de matière à l’interaction
électromagnétique.