Les cours de Première S



Cohésion de la matière

Les interactions fondamentales

L’interaction gravitationnelle

Isaac Newton (1642-1727)

Cette loi a été énoncée par Isaac Newton (1642-1727) en 1687 :

  1. Deux corps sont toujours soumis à une interaction attractive due à leur masse.
  2. Deux corps assimilables à des objets ponctuels A et B, de masse mA et mB, séparés par une distance d, sont soumis à des forces d’intensité commune :

G est la constante universelle de gravitation et vaut  6,67 . 10-11 usi

L’interaction électrostatique

Charles COULOMB (1736-1806)

Cette loi a été énoncée par Charles Coulomb (1736-1806) en 1785 :

  1. Deux corps chargés sont soumis à une interaction électrique ATTRACTIVE si leurs charges sont de signes opposés, REPULSIVE si leurs charges sont de même signe.
  2. Deux corps assimilables à des objets ponctuels A et B, de masse mA et mB, séparés par une distance d, sont soumis à des forces d’intensité commune :

k est la constante de Coulomb et vaut  9 . 109 usi

Cohésion de la matière

Cette interaction de courte portée (de l’ordre de 1fm=10-15m) permet la cohésion du noyau. Elle a la propriété caractéristique d’être insignifiante dès qu’on s’éloigne du noyau.

Prédominance des interactions

Remarque :

Cette force n’est plus suffisante pour compenser l’interaction électrostatique entre les protons des noyaux "lourds", qui deviennent alors instables. C'est pour cette raison que les noyaux de atomes comme l'uranium par exemple se désintègrent.

L’interaction forte

C'est l'interaction forte qui assure la cohésion des noyaux (portée très limitée). De l'atome à l'échelle humaine, c'est l'interaction électrostatique qui assure la cohésion de la matière (l'interaction gravitationnelle est négligeable). A l'échelle astronomique c'est l'interaction gravitationnelle qui assure la cohésion de la matière (globalement neutre).

Structure de la matière

Constitution de l'atome

Un atome (dont le diamètre est de l'ordre de 10-10m) est constitué d'un noyau environ 105 fois plus petit. On peut considérer que toute la "masse" de l'atome est concentrée dans son noyau (la masse des électrons étant négligeable).

Electrisation

Il est possible d'électriser la matière en frottant deux objets l'un contre l'autre. Un des deux objets "arrache" alors les électrons des couches externes à l'autre. Quelle que soit l'électrisation réalisée, la charge alors portée par les deux objets est forcément un multiple de la charge élémentaire e.