Dans le livre "Petit voyage dans le monde des quanta", l'auteur dis qu'un électron vois son énergie potentielle diminuer dans le voisinage du proton !
Et j'ais deux questions ! L'énergie potentielle dans ce cas la c'est quoi ? L'énergie cinétique ? Ou quoi ?
Et pourquoi cette énergie diminu dans le voisinage du proton ?
Merci pour votre aide précieuse !
Salut !
Attention a ne pas confondre energie potentielle et cinetique.
Dans potentielle il y a pouvoir, au sens de peut se transformer en une autre forme d'energie.
Si on lache une bille dans une pente (ou ta voiture ^^)et que l'on suppose qu'il n'y a pas de frottement, on aura
E_m=E_p+E_c
l'energie mécanique, somme des energie potentielle de pesanteur et cinétique est constante.
E_p=mgz, Ec=1/2mv²
Ep va donc diminuer car z va diminuer et v va augmenter, tu vois que l'energie potentielle se transforme en energie cinétique.
Si tu prends un atome d'hydrogene, dans un point de vue classique avec un electron à une distance r du proton, son energie potentielle sera :
K e²/r avec K=-1/(4pi epsilon_0)
Cela se traduit dans un point de vue classique toujours par uen augmentation de vitesse de l'electron.
peut etre que ceci pourrait t'eclairer encore plus.
http://forums.futura-sciences.com/thread156499.html
François
Je connais la différence de l'énergie potentielle et cinétique, seulement ce que je me suis mal exprimer, voici mes questions :
- En quoi l'énergie potentielle de l'électron se transforme t'elle ? En énergie cinétique ?
- Et la nature de cette énergie potentielle c'est l'énergie électrostatique ?
- Pourquoi l'énergie potentielle de l'électron diminu t'elle dans le voisinage du proton ? Car elle se transforme en énergie cinétique ? Pasqu'il est attirer par le proton ?
Merci de votre attention !
Puis pour les équations je suis pas très fort (je n'ais pas fait d'étude scientifique), mais je vais tenter de comprendre en demandant des précisions sur ces équations !
Si on lache une bille dans une pente (ou ta voiture ^^)et que l'on suppose qu'il n'y a pas de frottement, on aura
E_m=E_p+E_c
E_p c'est l'énergie potentielle ; et E_c l'énergie cinétique ! E_m l'énergie mécanique, c'est l'énergie totale ? Dans mes souvenirs je crois que l'énergie potentielle, plus l'énergie cinétique est égale a l'énergie totale, l'énergie mécanique c'est comme l'énergie totale dans un contexte mécanique ?!
l'energie mécanique, somme des energie potentielle de pesanteur et cinétique est constante.
E_p=mgz, Ec=1/2mv²
mgzqu'est ce que c'est !
Donc que E_p diminu, E_C augmente !
Si tu prends un atome d'hydrogene, dans un point de vue classique avec un electron à une distance r du proton, son energie potentielle sera :
K e²/r avec K=-1/(4pi epsilon_0)
Cette équation la, je comprend pas du tous rien !
Merci d'avance
Bonjour,
Dans ce cas là, E_m est bien l'énergie totale (parce qu'il y en a pas d'autre (thermique, électrique ...)). Elle est constante que si le systeme est isolé (il ne recoit pas d'énergie ni n'en perd).
mgz c'est l'énergie potentielle de pesanteur :
m = masse
g = accélération de la pesanteur (qui traduit la force d'attraction de la terre par rapport à la masse attirée).
z = hauteur par rapport au sol.
Pour maintenir une balle de masse m à la hauteur z, il faut une énergie de mgz (pour compenser l'attraction de la Terre). Quand on lache la balle, son énergie potentielle diminue (z diminue donc mgz aussi) et est convertie en vitesse (la balle "bouge") : c'est l'énergie cinétique 1/2mv².
Pour K e²/r avec K=-1/(4pi epsilon_0)
e = charge électrique de l'électron (équivalent de la masse pour les forces électrostatiques).
epsilon_0 = permitivité diélectrique du vide (oui, je sais !) (équivalent de g (à peu de choses près))
r = rayon de l'orbite électronique (distance électron-noyau) (équivalent de z)
epsilon_0 = permitivité diélectrique du vide
Tu peux m'expliquer vite fais ce que c'est un peu près ^^
Puis aussi, K c'est égale a quoi ? K augmente quand r diminu donc !
Et qu'est ce que c'est 4pi ?
En tous cas grand merci, je comprend vraiment bien, et c'est vrai que dès qu'on explique à expliquer avec des équations ca deviens plus simple ! Alalalal qu'est ce que j'aimerais bien gérer les maths ! Mais y a trop de truc à apprendre !!
Merci !
Spip a dit que K=-1/(4pi epsilon_0)
C'est juste une constante physique.
4pi c'est quatre fois la valeur de pi (pi = 3.14 ..... c'est le rapport entre la circonférence d'un cercle et son diamètre) donc 4pi est environ égal à 12,57.
En gros, la permitivité diélectrique correspond à la facon dont un matériau est isolant électriquement. Celle du vide sert de référence pour les autres matériaux.
Si ca t'intéresse, la plupart des forces "visibles" sont soit électromagnétique soit gravitationnelle (il en existe 2 autres mais à l'échelle subatomique).
En physique, ces forces s'expriment de facon très similaire et leur énergie potentielle aussi.
Energie potentielle de gravitation : mG / r (G n'est pas le meme que g !)
r est la distance entre la source (dans l'exemple précédent c'est la Terre) et le point où l'on veut connaitre la valeur de l'énergie (la balle).
G est une constante (universelle de gravitation) qui donne la force de l'énergie potentielle de gravitation par rapport à une autre énergie potentielle.
m est la charge gravitationnelle, c'est à dire la quantité intrinsèque à l'objet qui réponds à la gravitation.
Energie potentielle électrostatique (pas de magnétisme ici parce que sinon, on ne s'en sort pas) : e / (4pi epsilon_0 r)
Ici, c'est la même chose :
r est toujours la distance
1/(4pi epsilon_0) est la constante qui caractérise l'énergie potentielle électrostatique (au même titre que G pour la gravitationnelle).
e est la charge électrique, dont la quantité qui réponds à la force électrostatique.
C'est deux domaines (gravitation et électrostat) sont très similaires, sauf que la masse (m) est toujours positive et que la charge élec. peut être négative (c'est pour cela que la gravitation attire alors que les forces électrostat. peuvent attirer ou repousser !).
Merci pour toutes ces informations ! Mais j'ais encore des questions mais je vais devenir chiant ! Pourquoi utiliser 4Pi avec l'isolation de l'électron (dans le cas d'un potentiel énergique électrostatique) ? Et K, c'est quoi comme constance ?
Je penses qu'après ca, j'aurais plus de questions !
Puis aussi tous ca ne m'explique pas pourquoi quand r diminu E_c augmente ! Pourquoi donc donc ?
Merci d'avance !
Hum hum ...
pourquoi 4pi ? Heu ... A vrai dire je ne sais plus vraiment pourquoi ! Ca doit venir des équations de Maxwell (qui décrivent les champs électromagnétique) et des équations de propagations des ondes ...
Bref, ca ne s'explique pas vraiment comme ca, il faut se plonger dans les équations.
Le K, c'est juste un moyen d'écrire 1/(4pi epsilon_0) plus rapidement. Comme on a toujours 1/(4pi epsilon_0) partout dans les équations, pour gagner du temps, on appelle ca K et on va plus vite en n'écrivant que K. C'est sur que pour une seule fois ca ne sert à rien mais après une ou deux pages de calculs, on trouve ca assez utile. Donc, K c'est juste une facon d'écrire. Si tu préfères, tu peux l'appeler W ou alpha ou n'importe quoi, du moment que ceux qui te lisent le savent ...
r diminue quand E augmente ... c'est vrai que j'ai pas répondu à la question !
Si on utilise la formule donnée par spip, l'energie potentielle de l'électron à la distance r du noyau est
K e²/r
donc, si r diminue, 1/r augmente et K e²/r augmente (puisque K et e² ne varient pas).
levient de la conservation de l'énergie en calculant son flux sur une surface de Gauss si je ne m'abuse...
Donc K e²/r=v ? Mais concrétement je vois pas trop pourquoi ! Plus l'électron s'approche du noyau plus son énergie potentielle dois diminuer (comme dans le schéma énergie potentielle gravitationnel avec z (hauteur)), et dans le schéma de l'énergie potentielle c'est quand r diminue que v augmente et fais donc gagner de l'énergie cinétique a l'électron ! Dans le schéma d'énergie potentielle gravitationnel l'objet gagne de la vitesse en tombant ! Mais dans le cas de l'électron, il en gagne ou ? En étant attirer par le proton ? Plus il est attirer par le proton plus il gagne de la vitesse, et donc plus son énergie potentielle diminue ?
Non, une équation est quelque chose de rigoureux decrivant une équivalence.
Dans ce que tu a écris tu a dis qu'un potentiel est égal à une vitesse, les unités sont fausses.
L'ENERGIE potentielle se TRANSFORME en énergie cinétique. Tu peux écrire une équivalence, comme
D'accord se transforme, se converti, ca va j'avais compris ! J'ais juste pas fais gaffe quand j'ais écrit ! Mais ca répond pas à ma question !
ce que je viens de dire est plus important que tu ne le crois.
Pour répondre à ta question,
Si tu considère l'énergie potentielle et cinétique, tu as (en considérant l'électron comme particule) :
Plus r est petit, plus K/r est grand et plus
Merci pour cette équation ! Mais concrétement, pourquoi cette formule => 1/2mv²-K/r = cste
cste c'est l'énergie totale j'imagine ! Et si r diminue alors 1/2mv² augmente, et ca sera la vitesse qui augmentera, donc l'énergie cinétique ! Ca je comprend, mais ca ne dit pas pourquoi !
Avec l'énergie potentielle gravitationnel, quand l'énergie potentielle diminu, c'est que l'objet perd en hauteur car il est attirer par la gravité, et donc il gagne de la vitesse et donc de l'énergie cinétique !
Je veux la meme phrase mais avec l'énergie potentielle électrostatique ^^
que ce soit gravitationnel, électrostatique ou autre, tout système isolé possède une énergie totale constante (en considérant l'énergie potentielle, cinétique, chimique etc). C'est un principe fondamental (entre autre de la thermodynamique).
Si tu considère uniquement un électron et un noyau d'un atome (l'hydrogène c'est encore plus simple), l'énergie totale de l'électron se traduira en une somme d'énergie cinétique et potentielle, si l'une diminue, l'autre augmentera. C'est pareil avec n'importe quel système sans échange d'énergie.
La même phrase : plus l'énergie potentielle de l'électron diminue, plus son énergie cinétique augmentera....
Ouais en gros personne a la réponse
Plus l'électron est éloigner du proton (de maniére statistique), plus celui ci à une énergie potentielle forte, une énergie qui peut se traduire en vitesse ! Pourquoi ?
Hello, (a 2 h du mat, je dors moi ^^ )
Tonton nano a fait une erreur
Ep= K e²/r avec K = -1/(4pi epsilon0)
le "-" vient du fait que le noyau a uen charge +e et l'electron, -e
Quand r diminue, la valeur absolue de Ep augmente, mais comme celle ci est négative, elle diminue bel et bien. j'ai mis en piece jointe la courbe de 1/r avec en rouge une partie (r>0, c'est tout ce qui nous interesse) de -1/r.
tu vois bien que quand r chute, l'energie aussi.
j'espere avoir répondu a ta question.
comme tu verra dans le lien du message2, on a adopté ici un modele classique, dit modele de bohr
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_de_Bohr (ici pour voir de quoi il en retourne)
Maintenant, le système n'est pas en réalité isolé (dernière question de l'exo), ce qui amène à une erreur du modele (l'electron se crash sur le noyau).
mais Bohr n'a pas eu le nobel pour rien, il a reussit a avoir des orbites quantifiées, ce qui était déja un grand pas.
François
Ba non ca m'explique que moyennement ! Pasque j'ais bien compris les équations, mais ca permet juste de quantifier la transformation d'énergie potentielle en énergie cinétique, mais ca n'explique pas pourquoi et comment ! Pasque voila je demande pourquoi quand r est diminue, pourquoi l'énergie cinétique augmente et on me répond que c'est pasque l'électron conserve son énergie totale d'accord ! Mais pour moi ca c'est pas une explication ! Moi je veux savoir pourquoi, avec des mots, quand le rayon de l'électron diminu, son énergie cinétique augmente !
Quel est le rapport entre r et l'énergie cinétique, ou la vitesse de l'électron !
je ne vois pas ce qui bloque.
Si tu veux une phrase : il y a conservation de l'energie.
Tout tient la dedans.
Supposons que tu as sur un même plateau de balance un tas de lentilles et un tas de riz. Pour conserver le même poids, si t'enleves des lentilles, tu devra ajouter du riz. c'est aussi simple que ca.
François
PS : pasque n'existe pas en français, on dit "parce que"
L'énergie se conserve d'accord, les lentilles partes et on le remplace par du riz, pourqui lorsque le rayon de l'électron diminue, les lentilles tombe et est remplacer par du riz ! Pourquoi lorsque le rayon de l'électron diminu l'énergie dois se transformer ?
si ton rayon diminue, alors Ep diminue aussi (cf l'equation et le graphique que j'ai posté), comme Ep+Ec doit etre conservé, Ec doit augmenter
or Ec varie selon v², donc v augmente.
François
Le proton exerce sur l'électron une force électrostatique. Lors du rapprochement de l'électron, cette force travaille et contribue donc à l'accélération de l'électron (donc à son augmentation d'énergie cinétique).
Or, l'énergie potentielle lorsque l'électron se rapproche diminue.
l4un augmente, l'autre diminue et il se trouve par la loi de conservation d'énergie que la somme des 2 reste constante.
maintenant si tu te demande pourquoi il y a conservation de l'énergie, c'est un postulat (quoique je me demande dans les théories poussées s'il n'y a pas un début d'explication mais je perds pieds)
Ouais pasque tous ca répond pas trop a ma question
":Spip:. si ton rayon diminue, alors Ep diminue aussi (cf l'equation et le graphique que j'ai posté), comme Ep+Ec doit etre conservé, Ec doit augmenter
or Ec varie selon v², donc v augmente.
François"
Pour moi c'est comme si je demandais comment roule une voiture, et qu'on me réponde (oui je reprend mon exemple, je l'aime bien), qu'elle avance selon la force éxercé sur la pédale d'accélération, c'est à dire qu'on m'explique rien sur le pourquoi du comment, on quantifie le systéme mais on le qualifie pas !
Je pensais bien que le proton exerce une force électrostatique sur l'électron qui lui fait augmenter sa puissance, je penses que c'est ca la réponse, plus l'électron s'approche du proton puis il prend de la vitesse et donc de l'énergie cinétique, il perd donc de l'énergie potentielle car il perd de la distance avec le proton !
Je penses que jke me contenterais de cette réponse jusqu'à nouvelle ordre
Merci pour votre aide, votre patience, et pour m'avoir aider a mieu comprendre certaine chose
je comprend ce qui ne te vas pas.
Pour moi, jusqu'ici tu me demandais pourquoi lorsque l'e- se rapproche du noyau, son Ep diminuer et Ec augmente
mais la tu demandes comment !!!, ce qui suggère d'avantage un mécanisme qu'une justification de conservation énergétique. tu avais dit pourquoi au message 22
La question, je pense que c'est à celle la que tu pense serait:
comment un électron peut il se rapprocher du noyau ?
il faut etre précis dans le choix des mots.
Alors, si l'on prend uen quantification de l'orbite :
Alors on a des orbites de rayon r_n (c'est exactement l'exo que ej t'ai montré). Et un electron passera d'une orbite n à une orbite n+1 en absorbant un photon, et pas n'importe lequel, celui de fréquence tel que En+1-En=h f
En étant l'énergie de la nieme orbite
on a processus d'émission si tu veux que l'on descende d'une orbite.
François
Non non ma question c'était bien pourquoi
Mais merci de m'indiquer que l'électron se rapproche du proton avec le photon (qui est la particule méssagére de la force électromagnétique !) Chose que j'apprendrais bientot plus en détail avec le livre, lumiére et matiére
imaginer un électron qui se rapproche de du noyau tout à coup il se plonge dans "la gravitation" du noyau plus il s'approche plus la force augmente d'ou sa vitesse augmente d'ou son énergie cinétique augmente . la conservation d'énergie impose que son énergie potentielle diminue pour ne pas y avoir une énergie suplémentaire qui vient de nul part car le système est isolé . Ec+Ep ne varit pas au cours du temps . cependant là il y a un problème l'électron ne gagne pas de l'energie cinétique indéfiniment car il risquerait de s'écraser sur le noyau c'est pour ça que la physique quantique intérvient (il arrive un moment où l'électron ne peut pas s'enfoncer d'avantage dans le champs du noyau car l'énergie qu'il pourrait y aquérrir ne lui est pas permise .
si ca permet que tu comprene mieux : la pesenteur deja on oublie au niveau du noyau/proton.
Lelectron est proche du noyau sur son niveau fondamental a la base : cest a dire quil "gravite" pour faire court autour du noyau avec une energie minimale.Lorsque tu eleve cet electron a un niveau plus haut, son energie potentiel va croitre, la force electromagnetique va diminuée (sa vitesse jen sait rien a vrai dire jai pas encore aborder la notion de vitesse "autour du noyau" en MQ), jusqua un certain seuil ou l'attraction electromagnetique du noyau ne se fera plus ressentir.
il me semble que l'energie potentiel va se transformer en rayonnement electromagnetique corespondant a la transition entre deux niveaux.
Voilou
On sais que Em= Ep+Ec
et que Ec (énergie cinétique) est lié a la vitesse de l'objet
l'électron perd de l'énergie potentiel et gagne de l'énergie cinétique mais a un certain moment il ne pourra plus gagner d'énergie cinétique puisque l'énergie cinétique est lié a la vitesse et que la vitesse est limité a 300 000Km/s
Mais on sais aussi que l'énergie est conservatrice donc l'électron aura toujours une énergie potentiel (et une énergie cinétique) et c'est d'ailleurs pour cela (à vérifier) que l'électron ne tombe pas sur le proton
D'ailleurs l'électron "tourne" autour du proton a une vitesse constante proche de celle de la vitesse de la lumière
