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d’où T 1S =
m 3 c
2 1 m 4 c
2 1 ...
2 −
m 1 c
2 1 m 2 c
2
2
2m 2 c 2
C’est-à-dire : T 1S =
masses finales
2 c
4
−
masses initiales
2 c
4
2(masse cible)c 2
ou
T 1S = −Q
m 1 c
2 1 m 2 c
2 1 m 3 c
2 1 m 4 c
2 1 ...
2
2m 2 c 2
➜ Voir exercice 3.
3. LE NOYAU
3.1. Généralités
Ordres de grandeur des dimensions atomique et subatomiques : l’unité appropriée à
l’atome est l’angström (1 Å = 10
−10 m). L’atome d’hydrogène a un diamètre d’environ
1 Å, alors que les plus gros atomes peuvent atteindre plusieurs dizaines d’angströms. La
taille du noyau se mesure en dizaines de fermis (1 fm = 10
−15 m), celle de ces constituants
(nucléons : protons et neutrons) en fermis, celle des électrons est inférieure au millième
de fermi (< 10
−18 m) et celle des constituants des protons et neutrons (quarks) est estimée
inférieure au dix-millième de fermi (< 10
−19 m).
Une image rend assez bien compte de la structure lacunaire de l’atome et du noyau.
Imaginons que les protons et neutrons d’un noyau aient un diamètre de 10 cm, alors les
quarks et les électrons auraient une taille inférieure à 0,1 mm et l’atome dans son ensemble
aurait un diamètre d’environ 10 km.
Cartes d’identité des constituants du noyau
Proton :
– Charge : 1e = 11, 6 · 10
−19 C
– Masse : m p = 1, 673 · 10
−27 kg
Le rapport des masses du proton m p et de l’électron m e :
m p
m e
≈ 1830.
Neutron (découvert par Sir James Chadwick en 1932) :
– Charge : nulle
– Masse : m n = 1, 675.10
−27 kg
Un noyau est constitué de Z protons et N neutrons. Z est le numéro atomique ou nombre
de charge. La somme Z 1 N donne A, le nombre de masse. La donnée du couple (A, Z)
détermine l’espèce chimique, ou nucléide,
A
Z X. M(
A
Z X) désigne la masse de l’atome X,
m(
A
Z X) celle de son noyau.
Des isotopes sont des noyaux (ou des atomes) ayant même Z, des isobares, même A et
des isotones, même N (peu d’intérêt).
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m 3 c
2 1 m 4 c
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m 1 c
2 1 m 2 c
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2m 2 c 2
C’est-à-dire : T 1S =
masses finales
2 c
4
−
masses initiales
2 c
4
2(masse cible)c 2
ou
T 1S = −Q
m 1 c
2 1 m 2 c
2 1 m 3 c
2 1 m 4 c
2 1 ...
2
2m 2 c 2
➜ Voir exercice 3.
3. LE NOYAU
3.1. Généralités
Ordres de grandeur des dimensions atomique et subatomiques : l’unité appropriée à
l’atome est l’angström (1 Å = 10
−10 m). L’atome d’hydrogène a un diamètre d’environ
1 Å, alors que les plus gros atomes peuvent atteindre plusieurs dizaines d’angströms. La
taille du noyau se mesure en dizaines de fermis (1 fm = 10
−15 m), celle de ces constituants
(nucléons : protons et neutrons) en fermis, celle des électrons est inférieure au millième
de fermi (< 10
−18 m) et celle des constituants des protons et neutrons (quarks) est estimée
inférieure au dix-millième de fermi (< 10
−19 m).
Une image rend assez bien compte de la structure lacunaire de l’atome et du noyau.
Imaginons que les protons et neutrons d’un noyau aient un diamètre de 10 cm, alors les
quarks et les électrons auraient une taille inférieure à 0,1 mm et l’atome dans son ensemble
aurait un diamètre d’environ 10 km.
Cartes d’identité des constituants du noyau
Proton :
– Charge : 1e = 11, 6 · 10
−19 C
– Masse : m p = 1, 673 · 10
−27 kg
Le rapport des masses du proton m p et de l’électron m e :
m p
m e
≈ 1830.
Neutron (découvert par Sir James Chadwick en 1932) :
– Charge : nulle
– Masse : m n = 1, 675.10
−27 kg
Un noyau est constitué de Z protons et N neutrons. Z est le numéro atomique ou nombre
de charge. La somme Z 1 N donne A, le nombre de masse. La donnée du couple (A, Z)
détermine l’espèce chimique, ou nucléide,
A
Z X. M(
A
Z X) désigne la masse de l’atome X,
m(
A
Z X) celle de son noyau.
Des isotopes sont des noyaux (ou des atomes) ayant même Z, des isobares, même A et
des isotones, même N (peu d’intérêt).
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