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Vitesse des protons et neutrons dans le noyau



  1. #1
    bschaeffer

    Vitesse des protons et neutrons dans le noyau


    ------

    Est-ce qu'on connaît la vitesse des neutrons et protons à l'intérieur du noyau atomique?
    Elle ne peut être comprise qu'entre zéro et la vitesse de la lumière.
    Le modèle en couches nucléaire est analogue à celui de Schrödinger de l'atome d'hydrogène. Il donne des "nombres magiques" qui correspondent donc à une certaine énergie et à une certaine vitesse.

    -----
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

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  3. #2
    Seirios

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Bonjour,

    Est-ce qu'on connaît la vitesse des neutrons et protons à l'intérieur du noyau atomique?
    Peut-on réellement parler de vitesse dans un cadre quantique comme celui-ci ?
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  4. #3
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Phys2 Voir le message
    Bonjour,



    Peut-on réellement parler de vitesse dans un cadre quantique comme celui-ci ?
    On casse bien les noyaux dans les accélérateurs, sans se poser cette question.
    Le problème est de savoir quelle est la longueur d'ondes des ondes de matière qui ne peut sans doute pas être supérieure à celle du noyau. D'ailleurs le problème est le même pour les électrons de l'atome dont on connaît la vitesse même si certains nient l'évidence.
    La longueur d'onde doit vraiesemblablement être inférieure à la taille du noyau.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  5. #4
    Coincoin

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Salut,
    Pour avoir un ordre de grandeur, il suffit de regarder ce que donne les inégalités de Heisenberg. On trouve que v doit être de l'ordre de h/(m.d) où d est la taille du noyau (environ un fermi) et m la masse d'un nucléon (1 GeV).
    Encore une victoire de Canard !

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Salut,
    Pour avoir un ordre de grandeur, il suffit de regarder ce que donne les inégalités de Heisenberg. On trouve que v doit être de l'ordre de h/(m.d) où d est la taille du noyau (environ un fermi) et m la masse d'un nucléon (1 GeV).
    Sauf erreur ça donne une valeur de l'ordre de grandeur de la vitesse de la lumière!
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  8. #6
    curieuxdenature

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par bschaeffer Voir le message
    Sauf erreur ça donne une valeur de l'ordre de grandeur de la vitesse de la lumière!
    Si vitesse il y a, elle est en rapport avec l'énergie de liaison par nucleon.
    Avec 8 MeV en moyenne, on est loin du compte.
    L'electronique, c'est fantastique.

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  10. #7
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    Si vitesse il y a, elle est en rapport avec l'énergie de liaison par nucleon.
    Avec 8 MeV en moyenne, on est loin du compte.
    Pourquoi serait-ce l'énergie de liaison et pas le principe d'incertitude (ou, ce qui revient au même, la longueur d'onde de de Broglie)? la situation diffère de celle des électrons de l'atome, où il y a un potentiel central alors que, dans le noyau il y a des particules soumises aux interactions forte et faible, d'ailleurs mal connues. Le potentiel de Yukawa devrait, me semble-t-il, être pratiquement constant dans le noyau, du moins à partir d'une masse atomique suffisamment élevée.
    En effet la longueur d'onde de de Broglie ne peut être plus grande que la taille du noyau (ou de la particule?).
    L'énergie de liaison est pratiquement constante (et égale au potentiel de Yukawa moyen?) au-delà de A=30.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  11. #8
    mach3
    Modérateur

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    le principe d'incertitude donne comme son nom l'indique donne l'incertitude de la vitesse, pas sa valeur. La valeur moyenne de la vitesse sera donnée par la MQ (fonction de l'énergie du nucléon et du potentiel).

    Il y a cependant un détail qui peut chifonner : si heisenberg nous donne une incertitude supérieure à c, on peut la diminuer car c ne peut être dépassé. il y a alors une incohérence car le produit peut devenir inférieur à h. C'est sans compter que si v proche de c, alors p n'est plus mv. Il faut prendre en compte la relativité (on l'a prise en compte implicitement au dessus en fait, vu que qu'on a supposé c indépassable) et il n'y a alors pas d'incohérence

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  12. #9
    obi76
    Modérateur*

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Certes mais l'incertitude d'Heisenberg sur la vitesse n'est pas relativiste, pour ce faire il faudrai la prendre du point de vue énergétique et passer par (supposition...) non ?

  13. #10
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Certes mais l'incertitude d'Heisenberg sur la vitesse n'est pas relativiste, pour ce faire il faudrai la prendre du point de vue énergétique et passer par (supposition...) non ?
    Bonne idée, on doit tenir compte de la relativité dans la relation d'incertitude, surtout qu'elle est issue de l'onde de de Broglie, elle-même conséquence (en partie) de la relativité.
    On trouve alors bien que la vitesse circonférentielle de l'électron est proche de c.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  14. #11
    Coincoin

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Les inégalités de Heisenberg ne découle pas de "l'onde de de Broglie". Elles se démontrent directement à partir des relations de commutation entre les opérateurs.
    Encore une victoire de Canard !

  15. #12
    obi76
    Modérateur*

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Mais ma supposition est-elle bonne ?

    Enfin plus exactement, ?

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  17. #13
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Les inégalités de Heisenberg ne découle pas de "l'onde de de Broglie". Elles se démontrent directement à partir des relations de commutation entre les opérateurs.
    C'est comme de dire qu'une pierre tombe parce qu'elle est lourde!
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  18. #14
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Mais ma supposition est-elle bonne ?

    Enfin plus exactement, ?
    Il y a ici des spécialistes qui savent tout mieux que moi!
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  19. #15
    Coincoin

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    C'est comme de dire qu'une pierre tombe parce qu'elle est lourde!
    Exactement, dire que l'inégalité de Heisenberg découle de l"onde de de Broglie c'est comme dire qu'une pierre tombe parce qu'elle est lourde : c'est une vision dépassée et limitée. Depuis la mécanique ondulatoire (il y a 75 ans), on a fait beaucoup mieux : la mécanique quantique. L'objet central n'y est plus la fonction d'onde, mais un vecteur d'état. Et ça permet de prendre en compte le spin, ...
    Encore une victoire de Canard !

  20. #16
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Exactement, dire que l'inégalité de Heisenberg découle de l"onde de de Broglie c'est comme dire qu'une pierre tombe parce qu'elle est lourde : c'est une vision dépassée et limitée. Depuis la mécanique ondulatoire (il y a 75 ans), on a fait beaucoup mieux : la mécanique quantique. L'objet central n'y est plus la fonction d'onde, mais un vecteur d'état. Et ça permet de prendre en compte le spin, ...

    Puisque vous n'en connaissez pas la démonstration, je vais vous en faire une, simplifiée. Vous pourrez trouver, dans les bons ouvrages des démonstrations plus rigoureuses, mais le principe reste.
    Imaginons qu’on ait mesuré la quantité de mouvement p = mv d’un électron, par exemple par sa tension d’accélération. Pour obtenir sa position, nous allons l’éclairer avec un photon de longueur d’onde

    selon la relation de de Broglie. La résolution d’un instrument d’optique comme un microscope est donnée, en gros, par la longueur d’onde de la lumière utilisée. L'erreur sur la position est donc supérieure à

    Une quantité de mouvement

    provenant du photon est transmise partiellement à l’électron en restant du même ordre de grandeur. On a donc

    qu’on divise traditionnellement, pour faire plus joli, par , pour obtenir la relation d’Heisenberg :
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  21. #17
    Gwyddon

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par bschaeffer Voir le message
    On a donc

    qu’on divise traditionnellement, pour faire plus joli, par , pour obtenir la relation d’Heisenberg :
    Ce n'est pas pour faire joli le 4 de la relation d'Heisenberg, il découle de la relation

    M'enfin vous confondez ici les inégalités d'Heisenberg liées à un matériel utilisé, avec le principe d'incertitude d'Heisenberg qui est intrinsèque à la théorie et donc à l'objet quantique étudié.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  22. #18
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Ce n'est pas pour faire joli le 4 de la relation d'Heisenberg, il découle de la relation

    M'enfin vous confondez ici les inégalités d'Heisenberg liées à un matériel utilisé, avec le principe d'incertitude d'Heisenberg qui est intrinsèque à la théorie et donc à l'objet quantique étudié.
    ça c'est une démonstration! Imparable!
    D'ailleurs vous n'avez pas défini les variables. Sans doute que tout le monde les connaît…
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

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  24. #19
    Gwyddon

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Non seulement vous êtes d'une arrogance plus qu'énervante, mais en plus vous êtes d'une pauvreté en connaissance de la physique moderne affligante. Je n'interviendrai plus dans cette discussion, puisque je vous y embête tant.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  25. #20
    obi76
    Modérateur*

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Bon heu bref, ma relation serai-t-elle valable quand même ?

  26. #21
    PopolAuQuébec

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Certes mais l'incertitude d'Heisenberg sur la vitesse n'est pas relativiste, pour ce faire il faudrai la prendre du point de vue énergétique et passer par (supposition...) non ?
    Salut,

    Les relations de Heisenberg ne portent pas sur la position et la vitesse mais sur la position et la quantité de mouvement: au niveau quantique on ne peut généralement pas parler de vitesse, puisqu'il n'y a généralement pas de trajectoire, mais on peut toujours parler de quantité de mouvement. Pour la position et la quantité de mouvement, on a:



    Cette relation est vraie pour tous les ordres de grandeur de l'impulsion. Si on veut calculer un équivalent de vitesse pour l'impulsion, on doit donc prendre l'expression relativiste de l'impulsion:


  27. #22
    obi76
    Modérateur*

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    ok, merci beaucoup (comme quoi même si ce n'est pas mon domaine j'arrive à avancer un peu ).

    Merci encore

  28. #23
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Non seulement vous êtes d'une arrogance plus qu'énervante, mais en plus vous êtes d'une pauvreté en connaissance de la physique moderne affligante. Je n'interviendrai plus dans cette discussion, puisque je vous y embête tant.
    Si vous êtes si calé, donnez donc la signification des variables de la formule que vous avez balancée, à défaut de sa démonstration.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  29. #24
    Coincoin

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par bschaeffer Voir le message
    Puisque vous n'en connaissez pas la démonstration, je vais vous en faire une, simplifiée.
    Relisez ce que j'ai dit. Je n'ai jamais dit que ça ne se démontrait pas en mécanique ondulatoire. J'ai juste dit que c'était quelque chose de plus fondamental qui se démontrait directement à partir des principes de base de la mécanique quantique.

    Citation Envoyé par bschaeffer Voir le message
    ça c'est une démonstration! Imparable!
    D'ailleurs vous n'avez pas défini les variables. Sans doute que tout le monde les connaît…
    Non, effectivement, il faut au moins avoir fait quelques heures de cours de mécanique quantique pour comprendre, mais après c'est la base. Vous dîtes connaître la mécanique quantique mais le fait de ne pas comprendre cette simple relation de commutation montre que vous êtes en réalité totalement ignorant en la matière. Je ne dis pas ça méchamment, je reconnais que vous connaissez quelques trucs de mécanique ondulatoire.

    Citation Envoyé par bschaeffer Voir le message
    Si vous êtes si calé, donnez donc la signification des variables de la formule que vous avez balancée, à défaut de sa démonstration.
    X est l'observable position, P l'observable quantité de mouvement, les crochets notent le commutateur, i est tel que i²=-1, est la constante de Planck réduite, et Id est l'identité. C'est la première chose qu'on voit lorsqu'on a fini d'introduire la mécanique quantique à partir de la mécanique ondulatoire.

    Mais je déplore encore une fois que votre ignorance de la mécanique quantique (totale si vous n'avez jamais vu deux opérateurs conjugués) mélée à votre suffisance (due à une impression de maîtrise de ce que vous pensez être la mécanique quantique et qui n'est qu'une partie bricolée de la mécanique ondulatoire qui n'a d'intérêt quasiment qu'historique) vienne polluer une discussion.
    Encore une victoire de Canard !

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  31. #25
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Relisez ce que j'ai dit. Je n'ai jamais dit que ça ne se démontrait pas en mécanique ondulatoire. J'ai juste dit que c'était quelque chose de plus fondamental qui se démontrait directement à partir des principes de base de la mécanique quantique.
    Moi je pense que c'est l'inverse. L'onde de de Broglie (1924) est antérieure au principe d'incertitude (1927). C'est le fait qu'il y a une onde qui cause l'indétermination, pas l'inverse. On se ramène à la théorie du pouvoir séparateur d'un microscope, qu'il soit optique ou électronique ou même un accélérateur de particules.

    Non, effectivement, il faut au moins avoir fait quelques heures de cours de mécanique quantique pour comprendre, mais après c'est la base. Vous dîtes connaître la mécanique quantique mais le fait de ne pas comprendre cette simple relation de commutation montre que vous êtes en réalité totalement ignorant en la matière. Je ne dis pas ça méchamment, je reconnais que vous connaissez quelques trucs de mécanique ondulatoire.
    X est l'observable position, P l'observable quantité de mouvement, les crochets notent le commutateur, i est tel que i²=-1, est la constante de Planck réduite, et Id est l'identité. C'est la première chose qu'on voit lorsqu'on a fini d'introduire la mécanique quantique à partir de la mécanique ondulatoire.
    J'ai fait de la mécanique quantique il y a plus de quarante ans, dans le cadre du 3ème cycle de physique des milieux cristallins mais je n'ai plus pratiqué ensuite la physique dite "moderne". De toute façon, votre formule est une façon comme une autre d'écrire le principe d'incertitude, apparemment sous forme vectorielle.


    Mais je déplore encore une fois que votre ignorance de la mécanique quantique (totale si vous n'avez jamais vu deux opérateurs conjugués) mélée à votre suffisance (due à une impression de maîtrise de ce que vous pensez être la mécanique quantique et qui n'est qu'une partie bricolée de la mécanique ondulatoire qui n'a d'intérêt quasiment qu'historique) vienne polluer une discussion.
    Je maintiens, avec de Broglie que la mécanique quantique "moderne" est en grande partie "bricolée":
    "Quand on développe la théorie d'une façon conforme aux idées relativistes, on doit égaler non pas à E, mais à l'énergie totale d'énergie interne" (Louis de Broglie, Théorie de la quantification dans la nouvelle mécanique, Hermann, 1932, p 13).

    De plus le déni de signification physique du spin de l'électron sous prétexte que la vitesse périphérique serait supérieure à celle de la lumière est louche.
    Pour moi la physique l'emporte sur les maths.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  32. #26
    Coincoin

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Bon, j'étais presque motivé pour répondre, mais finalement j'abandonne. J'ai atteint ma limite de tolérance. Quand je vois des phrases telles que "Je maintiens, avec de Broglie que la mécanique quantique "moderne" est en grande partie "bricolée"" alors que vous ne savez même pas ce qu'est la mécanique quantique moderne (je n'ai pas envie de vous expliquer ce qu'est un opérateur unitaire si vous ne savez même pas formuler la MQ en termes de vecteurs d'état), ou encore "De plus le déni de signification physique du spin de l'électron sous prétexte que la vitesse périphérique serait supérieure à celle de la lumière est louche." alors qu'on vous a explicitement répondu dans des messages précédents, je perds tout espoir. Ça fait des dizaines de messages que les choses n'avancent pas et que vous nous faîtes perdre notre temps. En effet, ça montre que vous n'écoutez pas ce qu'on vous dit, et que de toute façon vous ne cherchez pas à comprendre car vous pensez avoir tout mieux compris que les autres. Vous pourriez avoir un point de vue intéressant mais vous gâchez tout en vous y enfermant.

    S'il vous plaît, ouvrez un vrai bouquin récent de MQ (le Cohen, le Messiah, le Basdevant, ...), détachez vous du sophisme que ce que vous ne comprenez pas est faux, approfondissez pour voir ce qu'il y au-delà de ces théories, mais par pitié arrêtez de venir nous rabâcher toujours les mêmes choses sur ce forum.

    En tant que modérateur, j'ai un devoir moral de surveiller les discussions, mais sinon ça aurait été avec un soulagement certain que je vous aurais ignoré.
    Encore une victoire de Canard !

  33. #27
    bschaeffer

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Bon, j'étais presque motivé pour répondre, mais finalement j'abandonne. J'ai atteint ma limite de tolérance. Quand je vois des phrases telles que "Je maintiens, avec de Broglie que la mécanique quantique "moderne" est en grande partie "bricolée"" alors que vous ne savez même pas ce qu'est la mécanique quantique moderne (je n'ai pas envie de vous expliquer ce qu'est un opérateur unitaire si vous ne savez même pas formuler la MQ en termes de vecteurs d'état), ou encore "De plus le déni de signification physique du spin de l'électron sous prétexte que la vitesse périphérique serait supérieure à celle de la lumière est louche." alors qu'on vous a explicitement répondu dans des messages précédents, je perds tout espoir. Ça fait des dizaines de messages que les choses n'avancent pas et que vous nous faîtes perdre notre temps. En effet, ça montre que vous n'écoutez pas ce qu'on vous dit, et que de toute façon vous ne cherchez pas à comprendre car vous pensez avoir tout mieux compris que les autres. Vous pourriez avoir un point de vue intéressant mais vous gâchez tout en vous y enfermant.

    S'il vous plaît, ouvrez un vrai bouquin récent de MQ (le Cohen, le Messiah, le Basdevant, ...), détachez vous du sophisme que ce que vous ne comprenez pas est faux, approfondissez pour voir ce qu'il y au-delà de ces théories, mais par pitié arrêtez de venir nous rabâcher toujours les mêmes choses sur ce forum.

    En tant que modérateur, j'ai un devoir moral de surveiller les discussions, mais sinon ça aurait été avec un soulagement certain que je vous aurais ignoré.
    C'est certain que je suis minoritaire, mais je peux changer d'opinion si on a en face des arguments convaincants.
    Je n'ai pas l'intention de me farcir ces bouquins où on balance des équations à tour de bras sans les démontrer et où on doit se farcir le bouquin entier pour trouver la signification d'un symbole.
    Sans parler des renvois en cascade…
    Comme je l'ai déjà dit, la physique n'est pas une religion, ni la pensée unique, la seule que vous connaissez.
    Ne recevoir aucune chose pour vraie que je ne la connusse être telle. Descartes (abrégé)

  34. #28
    Gwyddon

    Re : Vitesse des protons et neutrons dans le noyau


    Bon ça suffit comme ça. Vous êtes irrécupérable, et vous ne savez pas ce qu'est la physique. Lire des phrases comme "Comme je l'ai déjà dit, la physique n'est pas une religion, ni la pensée unique, la seule que vous connaissez." est intolérable sur ce forum, de la part d'une personne dont les connaissances en physique moderne sont absolument nulles. Si au moins vous critiquiez en connaissance de cause il y aurait possibilité de débat, mais ce n'est pas le cas !

    Je ferme ce sujet et vous conseille ne serait-ce que de se renseigner sur ce qu'est le groupe de Poincaré et ses représentations spinorielles, peut-être que vous comprendrez vraiment alors ce qu'est le spin.

    Pour la modération,

    Gwyddon
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

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