Activité de physique 14 - L'atome et la mécanique de Newton ...

Helen Gerard

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Activité de physique 14 - L'atome et la mécanique de Newton ...

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• Langue: Français

Extrait

ACTIVITE

-

COURS

PHYSIQUE

N

°14

TS

1/5

ATOME

ET

MECANIQUE

DE

NEWTON

Activité-cours

de

physique

N°14

L’atome

et

la

mécanique

de

Newton : ouverture

au

monde

quantique

Objectifs

•

Connaître

les

expressions

de

la

force

d’interaction

gravitationnelle

et

de la force

d’interaction

électrostatique.

•

Savoir

que

l’énergie

de

l’atome

est

quantifiée

et

que

la

mécanique

de

Newton

est

insuffisante

pour

expliquer

cette

quantification.

•

Connaître

et

exploiter

la

relation

Δ

E

= h.

ν

et

connaître

la

signification

de

chaque

terme.

•

Savoir

interpréter

un

spectre

de

raies

d’émission

et

d’absorption

à

l’aide

d’un

diagramme

énergétique.

•

Connaître

les

unités

utilisées

pour

les

échanges

d’énergie

à

l’échelle

microscopique :

l’électronvolt ( eV)

pour

le

cortège

électronique

et

le

mégaélectronvolt (MeV)

pour

le

noyau.

1. Les

prévisions

de

la

mécanique

de

Newton

1.1. Les

interactions

fondamentales

Elles

sont

au

nombre

de

quatre

:

l’interaction

gravitationnelle

,

l’interaction

électromagnétique

( dont

un

cas

particulier

est

l’interaction

électrostatique

), l’interaction

forte

et

l’interaction

faible.

Les

deux

dernières

régissent

les

phénomènes

à

l’échelle

nucléaire.

Les

interactions

gravitationnelles

et

électrostatiques

permettent

d’expliquer

les

mouvements

de

systèmes

à

notre

échelle

ou

systèmes

macroscopiques.

Retenons

à

l’aide

du

tableau

ci-après

les

expressions

des

forces

d’interaction

gravitationnelles et

électrostatiques.

Interaction

gravitationnelle

Interaction

électrostatique

Entre

deux

masses

m

A

et

m

B

les

forces

d’interaction

gravitationelles

sont

:

toujours

attractives ;

de

valeur

proportionnelles

aux

masses

;

de

valeur

inversement

proportionnelles

au

carré

de

la

distance.

u

2

r

B

.m

A

m

G

-

A

B

F

-

B

A

F

=

→

=

→

où

G

est

la

constante

gravitationnelle

( cf

satellites

et

planètes ) :

G = 6,67.10

-11

N.m

2

kg

-2

.

Entre

deux

charges

q

A

et

q

B

les

forces

d’interaction

électrostatiques

sont

:

attractives (

q

A

et

q

B

de signes contraires soit

q

A

.q

B

< 0);

ou

répulsives

(

q

A

et

q

B

de même

signe

soit

q

A

.q

B

> 0)

de

valeur

proportionnelles

aux

charges

de

valeur

inversement

proportionnelles

au

carré

de

la

distance

u

2

r

B

.q

A

q

k

A

B

F

-

B

A

F

=

→

=

→

où

k

est

une

constante

universelle :

k

= 9,0.10

9

N.m

2

.C

-2

.

u

u