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Force centripète



  1. #1
    mc222

    Force centripète

    Salut tout le monde,

    Je souhaite cacluler la force centripète qu'exerce l'interraction électro-statique du noyaux sur l'électron.


    Démarche classique:







    Je constat le m.V², peut on écrire la force centrifuge comme ceci?



    Et donc faire intervenir l'énergie cinétique de l'éléctron ce qui me permettrait de la retranscrire sous sa forme relativiste.

    ( Je souhaite trouver l'énergie cinétique de l'électron )

    Merci d'avance.

    -----

    Dernière modification par mc222 ; 11/09/2009 à 19h37.

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  3. #2
    vaincent

    Re : Force centripète

    Citation Envoyé par mc222 Voir le message
    peut on écrire la force centrifuge comme ceci?


    bonsoir,

    oui, rien ne te l'empêches.

    Il faut tout de même préciser que tu te places d'emblé dans un modèle planétaire de l'atome. Le 1er à avoir proposer cette idée est Rutherford. Mais ça ne marche pas si l'on se limite à la mécanique classique. En effet, tout électron qui subit une accélération(l'accélération centripète en l'occurence ici) rayonne et perd donc de l'énergie. Résultat, sa trajectoire serait une spirale qui le mènerait à "s'écraser" sur le proton et on remarque que la mécanique classique ne rend pas compte de la stabilité des atomes. Un modèle plus élaborer est celui de Bohr, qui tient compte de la quantification des orbites que peut prendre l'électron. Voir ici pour un petit aperçu. C'est un modèle assez bon en 1ère approximation qui permet de rendre compte des spectres d'émission et d'absorption des atomes.
    Malgré cela, l'évolution de la mécanique quantique montrera que ce modèle n'est pas cohérent avec la dualité onde-corpuscule qui implique qu'il n'y pas de notion de trajectoire et de vitesse en MQ(et donc en physique atomique). Les "trajectoires" des électrons sont en faîtes des "orbitales atomiques" qui représentent la densité de probabilité de présence de ou des électrons en fonction de la distance au noyaux. orbitales atomiques


    Et donc faire intervenir l'énergie cinétique de l'éléctron ce qui me permettrait de la retranscrire sous sa forme relativiste.
    Franchement tu peux essayer si tu veux mais ça n'a pas grand intérêt(à part le fait qu'une fois ton modèle tester, tu te rendras compte par toi-même que c'est faux !). Premièrement parce que l'électron n'a pas une vitesse relativiste lorsqu'il est piégé dans le puit de potentiel d'un proton ou d'un noyau. Seule la mécanique quantique non-relativiste suffit à décrire correctement son comportement dans ce cas(sauf pour calculer certaines dégénérescence de spectre atomique). Deuxièmement, si tu veux élaborer un modèle relativiste de la trajectoire de l'électron il faut que la seconde loi de Newton que tu appliques soit elle-même relativiste. En relativité restreinte on montre que la seule équation dynamique covariante possible est l'équation suivante :



    est la quadri-force(qui peut dépendre de la quadri-position et bien entendu de la quadri-impulsion), la quadri-impulsion, et le temps propre de la particule considérée. Avec cette équation, là tu peux commencer à faire de la dynamique relativiste !

  4. #3
    mc222

    Re : Force centripète

    merci beaucoup pour tout vaincent, j'ai regarder tes liens.

    Enfaite je cherchais à démontrer une incohérence entre la mécanique classique et la mécanique quantique.
    Cette dernière admet que lorsqu'un électron s'équarte du noyaux, son énergie augment.
    Logiquement (classiquement) si il s'équarte du noyau, la force de coulomb est moins forte, il tourne donc moins vite autour de lui, son énergie cinétique est donc plus basse.

    C'est là que je ne comprend pas.

  5. #4
    physikaddict

    Re : Force centripète

    Bonjour,

    Il faut comparer ce qui est comparable. Un "nuage d'électrons" et une particule ponctuelle... pas très "ressemblant" !

    lorsqu'un électron s'écarte du noyaux, son énergie augmente.
    Il me semble que tu as mal interprété l'expression "couche d'énergie" : elle ne correspond pas forcément à l'orbite, juste à un certain niveau d'énergie.

    Cordialement,
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

  6. #5
    mc222

    Re : Force centripète

    a ok, les différent niveau d'énergie ne dépendent pas d'une orbite spécifique ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    physikaddict

    Re : Force centripète

    Citation Envoyé par mc222 Voir le message
    a ok, les différent niveau d'énergie ne dépendent pas d'une orbite spécifique ?
    D'après mes (infimes) connaissances en MQ, je dirais non.

    Cordialement,
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

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  10. #7
    mc222

    Re : Force centripète

    ceci explique cela alors...

  11. #8
    physikaddict

    Re : Force centripète

    Citation Envoyé par mc222 Voir le message
    ceci explique cela alors...
    Si je ne dis pas de bêtises
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

  12. #9
    nico2009

    Re : Force centripète

    Citation Envoyé par mc222 Voir le message
    a ok, les différent niveau d'énergie ne dépendent pas d'une orbite spécifique ?
    Bonsoir,

    Une orbite est une trajectoire. Or, il est impossible de parler de trajectoire pour un électron dans un atome. Le concept de niveau d'énergie (ou tout simplement l'énergie de l'électron dans le puit de potentiel atomique) est par contre tout à fait pertinent. Le lien entre les deux est donc irréalisable.

    cordialement

  13. #10
    mc222

    Re : Force centripète

    ok merci beacoup

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