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 Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires

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Invité



MessageSujet: Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires   Mer 10 Fév 2010 - 15:10

Bonjour,
Comment agissent les interactions électrostatiques et les interaction nucléaires (fortes ou faibles) sur les noyaux?
Comment peut on définir ces interactions?

Pour l'interaction nucléaire forte, j'ai trouvé une définition: elle
permet la cohésion des protons et des neutrons. C'est la plus intense
des quatre forces fondamentales de la nature
(d'où son nom). Elle se caractérise par le fait qu'elle est fortement
attractive à courte distance.

Est-ce une définition suffisante?

Pour les interactions électrostatiques, c'est la même chose que les interactions électromagnétiques?

Merci d'avance.

SI
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KLOUG
Fakir
Fakir



MessageSujet: Re: Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires   Mer 10 Fév 2010 - 15:41

Bonjour

Voila des sujets de fond comme je les aime...

Je vais tenter là aussi de rester simple et pragmatique.
Un peu d'histoire :
La découverte de la radioactivité et les études concernant le noyau atomique ont conduit les physiciens à introduire deux forces fondamentales.
Avant même de connaître la composition des noyaux, pour expliquer l'existence de ces systèmes minuscules et portant parfois de fortes charges électriques positives, on avait pressenti la nécessité d'une force de cohésion puissante capable de dominer la répulsion électrostatique s'exerçant entre ces charges (la force de gravitation autre composante étant négligeable à ce niveau là).
Comme le noyau est petit cette force "nucléaire" devait s'exercer à très courte portée.
Quand Sir James CHADWICK (c'était une de nos photos d'un physicien mystère sur le forum) découvrit le neutron, on démontra rapidement que cette force attractive s'exerçait indifféremment entre deux neutrons, deux protons ou un proton et un neutron.
C'est le physicien japonais Yukawa en 1935 qui élabora une théorie sur cette force. Les grandes lignes en sont encore acceptées aujourd'hui.

Cette force "nucléaire" qui faisait qu'il y avait une cohésion du noyau (qui disparaît d'ailleurs au delà d'un nombre de masse égal à 209) n'expliquait pas la transformation d'un neutron en proton qui a lieu dans le cas de la radioactivité bêta moins.
Il fallut introduire une quatrième force fondamentale d'intensité plus faible, baptisée pour cette raison interaction faible la force de yukawa devenant l'interaction forte.

Donc l'interaction forte permet aux nucléons de se maintenir en cohésion malgré la répulsion électrostatique. Au delà d'une certaine valeur les noyaux sont tous instables (l'architecture ne tient plus).
Les interactions électrostatiques se manifestent par exemple lors des désintégrations et notamment pour la désintégration bêta.

Le spectre continu en énergie des désintégrations bêta varient selon que l'on a affaire à la désintégration bêta plus ou bêta moins (voir http://www.rpcirkus.com/documents-techniques/diaporamas-techniques/ - le polycopié sur la radioactivité).
Et c'est bien un effet électrostatique qui fait que l'on a des particules bêta moins éjectées du noyau sans énergie cinétique (vitesse nulle) et aucune particules bêta plus sans énergie cinétique (vitesse nulle).

Voila quelques éléments sur les interactions, en espérant que cela réponde à votre question.

KLOUG
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MessageSujet: Re: Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires   Mer 10 Fév 2010 - 16:13

Merci pour cette première réponse, mais j'ai encore un peu de mal à comprendre les interactions électrostatiques.
Dans mon cours, il est dit qu'elles se font qu'entre protons, qu'elles sont de faible intensité, qu'elles ont une grande portée et cela conduit à l'instabilité du noyau.

On me parle également de forces répulsives nucléaires, en dissociant celles-ci des forces electrostatiques, quelles différences y a t il alors parce que vous quand vous dites "Les interactions électrostatiques se manifestent par exemple lors des désintégrations et notamment pour la désintégration bêta." vous parlez ici des forces répulsives non ??
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KLOUG
Fakir
Fakir



MessageSujet: Re: Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires   Mer 10 Fév 2010 - 16:42

Bonjour
thesweetgirl a écrit:
Merci pour cette première réponse, mais j'ai encore un peu de mal à comprendre les interactions électrostatiques.
Dans mon cours, il est dit qu'elles se font qu'entre protons, qu'elles sont de faible intensité, qu'elles ont une grande portée et cela conduit à l'instabilité du noyau.
Exact
C'est ce que j'ai mentionné. Actuellement le numéro atomique de 83 (donc 83 protons dans un noyau) semble être une valeur limite. Au delà il n'existe aucun atome stable. Des physiciens tentent de trouver un "îlot de stabilité" pour un Z = 126. mais ils n'ont réussi qu'à identifier que quelques atomes de l'élément 118. Cette recherche est notamment basée sur le modèle dit en couche.
Tout ceci pour dire qu'au delà de 83 protons la répulsion électrostatique l'emporte sur la force nucléaire étant donné que chaque proton a une interaction avec tous les uatres. c'est d'ailleurs un des casse-têtes actuels en matière de modélisation.

thesweetgirl a écrit:
On me parle également de forces répulsives nucléaires, en dissociant celles-ci des forces electrostatiques, quelles différences y a t il alors parce que vous quand vous dites "Les interactions électrostatiques se manifestent par exemple lors des désintégrations et notamment pour la désintégration bêta." vous parlez ici des forces répulsives non ??
Oui pour la désintégration bêta il s'agit bien de forces répulsives (électron et positon étant chargé électriquement tout comme l'atome).
C'est plutôt des forces de cohésion nucléaire plutôt que des forces de répulsion.

KLOUG
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MessageSujet: Re: Interactions electrostatiques- Interactions nucléaires   Mer 10 Fév 2010 - 17:03

Merci tout est clair maintenant!
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