federico/Cycle4
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début de relecture de la partie organisation de la matière

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Ludovic Grossard 2018-10-24 05:28:08 +02:00
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cycle4.tex
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@ -38,6 +38,7 @@
% https://fr.wikibooks.org/wiki/LaTeX/%C3%89crire_des_formules_chimiques
\usepackage{etex}
\usepackage{m-pictex,m-ch-en}
\usepackage{isotope} % pour représenter correctement les atomes avec le numéro atomique et le nombre de masse, exemple : \isotope[7][3]{Li}
\usepackage[left=20.00mm, right=20.00mm, top=15.00mm, bottom=15.00mm]{geometry}

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organisation-matiere.tex
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@ -2,7 +2,7 @@
Dans le descriptif de certains particules à venir je parlerai des antiparticules pour les composants de base de la matière. Ce n'est pas au programme bien évidemment mais il est bon de savoir qu'autant la matière existe, autant l'antimatière aussi. Elle n'a rien de magique ou de mystérieux, c'est simplement des particules de même masse mais de charge électrique contraire : si une particule est électriquement positive, son antiparticule est quasi-identique, la différence est que cette antiparticule est électriquement négative.
Particules et antiparticules sont tirées bien sûr du \underline{modèle standard} de la physique.
Particules et antiparticules sont tirées bien sûr du \emph{modèle standard} de la physique.
\section{À l'échelle atomique}
@ -10,32 +10,32 @@ Particules et antiparticules sont tirées bien sûr du \underline{modèle standa
\begin{center}
\label{echelle-nanoscopique}
\includegraphics[scale=0.5]{echelle-nanoscopique.png}
\caption{Le domaine de l'échelle nanoscopique étudié}
\caption{En jaune, le domaine de l'échelle nanoscopique étudié}
\end{center}
\end{figure}
Les prochains sous-paragraphes traitent de ce qui est à l'intérieur de l'atome et jusqu'aux molécules couvrant ainsi une échelle allant de ${ {10}^{-15} }$ m à ${ {10}^{-9} }$ m c'est à dire couvrant de la taille des nucléons à la taille de molécules courantes de taille moyenne allant de 2 à deux ou trois dizaines d'atomes. Le programme officiel demande de s'arrêter à une vision simple de l'atome : un noyau avec protons et neutrons, des électrons tournant autour (pas de couches électroniques ni d'orbitales atomiques ou moléculaires\footnote{Après le bac vous étudierez les atomes avec une vision quantique introduisant des fonctions d'ondes et une représentation orbitale des atomes avec des formes étonnantes vues dans la figure \ref{atomes-specifiques}}), la représentation et la notation de molécules et d'atomes simples.
Les prochains paragraphes traitent de ce qui est à l'intérieur de l'atome et jusqu'aux molécules couvrant ainsi une échelle allant de \SI{e-15}{\meter} à \SI{e-9}{\meter}, c'est à dire couvrant de la taille des nucléons à la taille de molécules courantes de taille moyenne allant de deux atomes à deux ou trois dizaines d'atomes. Le programme officiel demande de s'arrêter à une vision simple de l'atome : un noyau avec protons et neutrons, des électrons tournant autour (pas de couches électroniques ni d'orbitales atomiques ou moléculaires\footnote{Après le bac vous étudierez les atomes avec une vision quantique introduisant des fonctions d'ondes et une représentation orbitale des atomes avec des formes étonnantes vues dans la figure \vref{atomes-specifiques}}), la représentation et la notation de molécules et d'atomes simples.
% Insertion de web-image sur l'image actuelle d'un atome avec orbitales etc...
\subsection{Les nucléons au coeur du noyau atomique} \label{nucleons}
\subsection{Les nucléons au c\oe{}ur du noyau atomique} \label{nucleons}
\begin{quote}
\textbf{Par définition les nucléons sont les particules présentes dans le noyau d'un atome. On en compte 2 (au cycle 4) : Le proton et le neutron.}
\end{quote}
\begin{quotation}
\textbf{Par définition, les nucléons sont les particules présentes dans le noyau d'un atome. On en compte deux (au cycle 4) : le proton et le neutron.}
\end{quotation}
Le noyau d'un atome s'étend de l'ordre de grandeur de ${{10}^{-15}}$ m jusqu'à ${{10}^{-13}}$ m pour les noyaux les plus lourds, il est composé de diverses particules que vous verrez dans ce document un peu plus loin. Autour de ce noyau se trouvent les électrons. Le noyau contient deux sortes de particules :
Le noyau d'un atome s'étend de l'ordre de grandeur de \SI{e-15}{\meter} jusqu'à \SI{e-13}{\meter} pour les noyaux les plus lourds. Il est composé de diverses particules que vous verrez dans ce document un peu plus loin. Autour de ce noyau se trouvent les électrons. Le noyau contient deux sortes de particules :
\begin{itemize}
\item \textbf{le neutron. Il est noté " n ". C'est une particule électriquement neutre placée dans le noyau atomique. Il n'a aucune charge électrique globale, il est donc neutre d'où son nom.}
\item \textbf{le proton. Il est noté " ${ {p}^{+} }$ ". C'est une particule de charge électrique positive. Elle est présente aussi dans le noyau.}
\item \textbf{le neutron}. Il est noté «~n~». C'est une particule électriquement neutre placée dans le noyau atomique. Il n'a aucune charge électrique globale, il est donc neutre d'où son nom.
\item \textbf{le proton}. Il est noté «~p\textsuperscript{+}~». C'est une particule de charge électrique positive. Elle est présente aussi dans le noyau.
\end{itemize}
L'addition de tous les neutrons et de tous les protons présents dans un noyau donne le nombre de masse c'est à dire de nucléons\footnote{Les nucléons sont les neutrons et / ou les protons.} appelé A. Par exemple dans ${ ^{7}_{3}{Li} }$ il y a 3 protons et 4 neutrons, donc ${ 3 + 4 = 7 }$ : il y a 7 nucléons dans ce noyau.
L'addition de tous les neutrons et de tous les protons présents dans un noyau donne le nombre de nucléons\footnote{Les nucléons sont les neutrons et / ou les protons.}, que l'on appelle également nombre de masse, noté \emph{A}. Par exemple, dans l'atome de Lithium \isotope[7][3]{Li}, il y a 3 protons et 4 neutrons, donc $ 3 + 4 = 7 $ nucléons dans ce noyau.
\subsubsection{le proton ${p^+}$ } \label{proton}
\subsubsection{le proton p\textsuperscript{+} } \label{proton}
Le proton est l'un des nucléons. La masse d'un proton est ${ {m}_{{p}^{+}} = {1,672 649} \times {10}^{-27} \ kg }$ et sa charge électrique, notée +e, vaut ${{+e} = {+ 1,602 176 565} \times {10}^{-19} \ {C} }$.\footnote{Le Coulomb \textit{C} est l'unité de charge électrique \textit{notée habituellement Q}. Grâce à lui on peut définir l'intensité du courant électrique par la relation ${1 C = 1 A \times 1 s}$.} La durée de vie du proton est infinie en théorie car le neutron est une particule stable, ou de l'ordre de ${ {10}^{34} }$ ans. Les mesures ont montré une durée de vie ${ > {5,9} \times {10}^{33} }$ ans. Cette particule fût prédite par William Prout en 1815 (à vérifier) mais découverte réellement par Ernest Rutherford en 1919.
Le proton est l'un des nucléons. La masse d'un proton est ${m}_{{p}^{+}} = \SI{1,672 649e-27}{\kilo\gram}$et sa charge électrique, notée +e, vaut \SI{+ 1,602 176 565e-19}{\coulomb}\footnote{Le Coulomb (\si{\coulomb}) est l'unité de charge électrique \emph{notée habituellement Q}. Grâce à lui, on peut définir l'intensité du courant électrique par la relation $\SI{1}{\coulomb}=\SI{1}{\ampere}\times\SI{1}{\second}$}. La durée de vie du proton est infinie en théorie car le neutron est une particule stable, ou de l'ordre de ${ {10}^{34} }$ ans. Les mesures ont montré une durée de vie ${ > {5,9} \times {10}^{33} }$ ans. Cette particule fût prédite par William Prout en 1815 (à vérifier) mais découverte réellement par Ernest Rutherford en 1919.
\begin{figure}[H]
\begin{center}