si j' étais enfermé dans dans une boite, comment pourrai-je y sortir en sachant que la force électro-magnetique repousse les atomes de mon corps qui entre en conctact avec la boite alors que des neutrinos passent a travers cette boite sans interferer avec moi (atomes)
les neutrinos ne sont pas chargés électriquement et n'interagissent que faiblement avec la matière. Toi tu n'es pas chargé électriquement non plus, mais tu est composé de particules qui ont toutes une charge électrique et tu ne pourras pas traverser les parois de la boite (electriquement neutre mais faites de particules chargés également) à cause des forces de répulsion d'origine électromagnétiques. D'ailleurs ton corps et la boite ont une cohésion pour la même raison.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
BONJOURIl ne me semble pas surprenant qu'une particule unique et ne possedant pas de charge electrique se comporte differemment d'un reseau de particules chargees.Envoyé par PEGASE56
edit
croisement avec mach3
On pourrais grossierement comparé ton corps et la boite à deux filets de peches, tu vas dificilement pouvoir les faire s'entre traverser par contre une bille passera sans probleme dans les mailles ^^.
Bonjour à vous tous,
Il me semble avoir entendu quelque part que : « La matière est composée surtout… de vide ». Vos histoires d’électromagnétisme et autres, paraissent vouloir banaliser des domaines bien énigmatiques encore aujourd’hui.
Parlons peu, parlons bien.
Qu’est ce donc que la matière ? Avant toute spéculation sur elle, traitons d’abord de la définir convenablement. Quelqu’un parmi vous pourrait éclairer cette pauvre lanterne mienne ?
Cordialement, cioran
Salut,
C'est une vieille rangaine qui a un fond de vérité. Cela vient (je pense) de l'étude de l'atome par Rutherford qui a montré que l'atome était essentiellement composé d'un noyau lourd, compact, chargé positivement et d'électrons, petits, légers, situés autour. Les particules alpha qu'il a utilisé (des noyaux d'hélium) passaient à travers le matériau sans presque aucune déviation.
L'atome fut alors imaginé comme une espèce de petit système solaire plein de vide, par opposition au modèle "pain aux raisins" de Thomson.
On sait maintenant que ce modèle (quantifié par Bohr) est faux mais il contient quelques petits aspects corrects (il donne les bons niveaux d'énergie d'un électron dans l'hydrogène, par exemple) et est fort intuitif donc pédagogiquement utile (à condition d'en montrer les limites et les défauts et d'expliquer pourquoi et comment on va plus loin, ce qui peut être très long).
Certaines choses peuvent rester énigmatique (heureusement, sinon ce ne serait plus marant). Mais, au moins dans ce domaine, il n'y a guère plus d'énigme. L'atome est bien compris depuis trois quart de siècle. Mais, bien entendu, ça reste et ça restera compliqué (car la nature ne va pas se simplifier juste pour faire plaisir aux étudiants
)
C'est une question pertinente car on lui donne souvent deux sens différents.
Habituellement, la matière ce sont les "fermions", c'est-à-dire les particules obéissant au principe d'exclusion de Pauli et qui de se fait se structurent en... atomes ! Ce sont les protons, neutrons et électrons.
Parfois, on englobe dans ce terme toutes les particules/champs, y compris les photons.
Gardons la première définition de la matière. Pour revenir à l'atome plein de vide. C'est à la fois.... vrai et faux ! Ca fait malheureusement intervenir plein de choses différentes et compliquées, et impossible d'être trop long ici, mais je vais essayer.
Une atome ne se comporte pas comme un objet compact et dur pour deux raisons : il a une structure complexe et les lois qui décrivent ses comportements sont celles de la mécanique quantique, une théorie souvent très peu intuitive par rapport aux comportements à grande échelle (la notre).
Et de fait, certaines particules (comme les particules alpha ou les neutrons), vont passer à travers l'atome pratiquement comme s'il n'était pas là. D'autres particules, électrons, photons, eux vont se heurter à un véritable mur. Mais ceci est dû aux interactions électromagnétiques. C'est vrai aussi des particules alpha mais celles-ci étant lourdes et très énergétiques, elles sont peu influencées. Cela peut être vrai aussi pour un photon gamma. (je simplifie la phénoménologie mais tout cela dépend aussi, bien évidemment, de la taille du noyau et l'atome peut être pulvérisé par le passage d'une particule très énergétique).
Donc, dans ce sens, oui, l'atome est plein de vide.
Maintenant, la physique quantique vient fourrer son nez dérangeant dans l'histoire. Et je ne parle même pas ici des "fluctuations quantiques du vide". La position des électrons n'est pas parfaitement déterminée. Attention, je n'ai pas dit "pas connue", c'est vrai, il y a une incertitude, mais ça va plus loi ncar un électron n'est pas un petit corpuscule dur, c'est plus compliqué (hélas) que ça. C'est un objet éminnemment non classique (comme les autres particules) à la fois onde et corpuscule. Un truc bizarre et on doit faire avec.
Bref, autour d'un atome, les électrons sont... partout. Ils forment une espèce de nuage. On parle d'orbitales pour ne pas confondre avec orbite, une orbitale représente la densité de probabilité/présence de l'électron (plus d'autres infos comme la "phase").
Cela explique qu'un photon, pourtant insensible au champ électromagnétique, aie tant de mal à passer. Lui aussi est "flou" et il y a presque toujours interaction avec les électrons (le photon est par contre sensible à la charge électrique proprement dite, et pour cause, le photon est la particule échangée dans les interactions électromagnétiques, il n'y a juste quasiment aucune interaction photon - photon).
Dans ce sens, l'atome est particulièrement bien remplit !
Et comme dans un solide les atomes sont pratiquement les uns sur les autres.....
C'est bien compliqué à décrire avec des mots tout ça, en fait les mots manquent souvent. Mais bon, on y arrive. J'espère avoir été clair ou tout au moins avoir montré le chemin.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Désolé je déterre une discussion qui a presque un an,mais le sujet m'intéresse.
Je me demande si la mécanique quantique est nécessaire pour expliquer le fait que mon bras ne traverse pas la table sur laquelle je suis appuyé ?
Est il nécessaire d'invoquer la non-localisation des électrons, ou suffit il de dire que la force électromagnétique des électrons à la surface de la table repousse ceux à la surface de mon bras, et que cela est suffisant même si la matière est "pleine de vide" au sens classique du terme ?
Bonsoir, j'espère te répondre en citant Sciences & vie (aout 2009), c'est quand même vulgarisé mais bon... :
Cette explication fait appel à la MQ...Si la physique quantique affirme qu'on ne peut pas savoir précisément où se trouve une particule si l'on connait sa vitesse, c'est que la particule est en plusieurs lieux simultanément. (...) Oui mais voilà, celà ne fonctionne qu'avec des particules isolées. Dès qu'elles sont assemblées par milliards pour former des objets, elles se "relocalisent".
Pour offrir à un objet le don de traverser les murs, ne pourrait-on redonner le caractère "indéterminé" à chacune de ses particules (ça, ça fait du boulot) ? "Cela aurait pour effet d'effacer toute information sur l'objet et donc de le détruire..."
Cordialement,
Dans S&V ils semblent affirmer qu'en rendant le caractère indéterminé on pourrait traverser un objet.... Ca n'a pas trop de sens je pense.
Ma question est plutôt inverse : a-t-on besoin de la MQ pour expliquer le fait qu'on ne passe pas à travers cette matière pleine de vide ?
Ou bien les répulsions électromagnétiques des électrons sont suffisantes pour expliquer cela ?
Ca a un sens, mais... ce n'est pas possible...
Je pense que l'on a besoin de la MQ et du "nuage d'électron" pour expliquer cela. Mais attendons l'avis de quelqu'un de plus calé
Codialement,
Salut,
En fait tu as une contribution de deux phénomènes l'un classique et l'autre quantique.
-Le premier n'est effectivement rien d'autre que la répulsion des nuages électroniques des atomes par intéraction coulombiennes.
-Le deuxième n'est rien d'autre que l'application de ce qu'on appelle le Principe de Pauli qui dit que deux électrons ne peuvent pas être dans le même état quantique. Cela peut se traduire par une intéraction effective appelée intéraction d'échange responsable en partie de la répulsion à laquelle nous sommes confronté au moment de toucher un objet (c'est accéssoirement la même intéraction effective qui est responsable pour des raisons differentes du magnétisme dans certains matériaux).
Il n'en est pas moins vrai que si tu essaies suffisament longtemps (disons l'age de l'univers) tu pourrais finir par y arriver par effet tunnel (effet lui aussi également quantique).
Merci de ta réponse Gatsu,
Cela veut donc dire qu'on peut expliquer le fait que cette matière "pleine de vide" ne se traverse pas si facilement sans recourir à la mécanique quantique, la répulsion des électrons dûe à l'électromagnétique suffit.
Mais es tu sûr que le principe de Pauli s'applique ici. Mon doigt qui veut traverser la table et la table elle même est suffisament "vide" pour que les électrons en se trouvent pas dans le même état quantique non ?
Ne me fait pas dire ce que je n'ai pas dit. L'electrostatique ne suffit pas j'ai dit que ça y participait nuance.
Oui je suis sûr que le principe de Pauli s'applique ici. C'est même une des implications les plus connues de ce principe. Le truc c'est que comme on te l'a déjà dit il faut arreter avec cette image de vide à la noix qui serait majoritaire dans toute la matière. On n'est pas fait en gruyère et c'est surtout ça qu'il faut que tu comprennes. Les électrons sont en réalité délocalisés autour du noyau et tu as une probabilité non nulle d'en retrouver un même à 3 mètres du noyau ! De ce fait lorsque tu rapproches ta main suffisament près d'une table, les électrons ne vont plus savoir si ils appartiennent à un atome de ta main ou un atome de la table, le principe de Pauli va donc commencer à être applicable.Mais es tu sûr que le principe de Pauli s'applique ici. Mon doigt qui veut traverser la table et la table elle même est suffisament "vide" pour que les électrons en se trouvent pas dans le même état quantique non ?
oui il s'applique car c'est lui qui fait que deux atomes ne peuvent se rapprocher plus qu'une certaine distance. Si deux atomes sont trop proche, alors il est possible qu'un électron de l'un ait la même "position" et la même "quantité de mouvement" qu'un électron de l'autre atome, ce qui est impossible à cause de l'interaction d'échange (j'ai mis des guillemets car ces notions de position et de quantité de mouvement sont floues en mécanique quantique). Les atomes ont beau être plein de vide, ils ne peuvent s'interpénétrer.Mais es tu sûr que le principe de Pauli s'applique ici. Mon doigt qui veut traverser la table et la table elle même est suffisament "vide" pour que les électrons en se trouvent pas dans le même état quantique non ?
Dans un solide, les atomes sont au "contact", c'est à dire qu'il n'y a pas d'espace entre eux permettant le passage d'un atome sans violation du principe de Pauli. Au mieux, certains atomes solitaires suffisament petits peuvent s'insérer, mais pas un autre objet solide.
m@ch3
PS: doublé par gatsu
Never feed the troll after midnight!
Merci à Gatsu et Mach3, les choses s'éclaircissent.
Une dernière chose, il y a eu une époque dans l'histoire de la physique, (fin 19ème début du 20ème siècle) ou on connaissait la structure atomique de la matière mais pas la mécanique quantique. Donc cette image de vide à la noix cher à Gatsu
Et si oui, alors comment justifiait le fait évident qu'on ne peut traverser un solide ?
L'idée de l'atome est vieille mais au XIX siècle elle n'était pas dominante (Boltzmann a un peu mis fin à ses jours à cause de ça quand même). Elle est redevenue importante à partir des papiers de 1905 d'Einstein qui, dans l'un, expliquait la capillarité à partir d'une vision atomique et qui, dans l'autre, expliquait également le mouvement Brownien de la même façon. Ensuite effectivement les améliorations technologiques et les observations experimentales ont rendus ce paradigme quasi inévitable après 1910. Pour la suite de l'histoire Deedee81 avait répondu au tout début du fil à cette question de vide.
Je ne vois pas bien où tu veux en venir. Ce n'est parce qu'une idée est dominante à un moment de l'histoire qu'elle a un interet lorsqu'on a montré qu'elle ne marchait pas.Donc cette image de vide à la noix cher à Gatsu
Eh bien j'imagine qu'on le justifiait à coups d'electrostatique mais je n'ai aucune preuve.Et si oui, alors comment justifiait le fait évident qu'on ne peut traverser un solide ?
Tout à fait d'accord, c'était juste pure curiosité.
Et c'était aussi pour mettre mes idées au clair, ce qui est à présent à peu près le cas.
