Pourquoi un électron et un proton s'attirent sans jamais pénétrer l'un dans l'autre ?

[Jack Burner]

Bonjour à tous, la question est dans l'intitulé.

Merci pour vôtre aide

Cordialement

Fabien
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[b@z66]

Parce qu'il y a sans doute d'autres forces en jeu à cette échelle que la simple force électrique. De plus de nouvelles particules peuvent se former ainsi(neutron?). Cette question est à classer dans la même catégorie que: par exemple, pourquoi le noyau d'un atome formé en partie de protons(chargés chacun positivement) n'éclate t-il pas sous l'effet de sa propre charge?

[Jack Burner]

je vous remercie pour vôtre aide.

[invite4ff2f180]

Bonjour,
La force electromagnétique suffit a expliquer ce fait. LEs forces faibles, fortes et gravitationnelle sont tout a fait négligeables.

En fait il faut utiliser la mécanique quantique, si on résous l'équation de Schrödinger pour un électron et un proton, on s'aperçoit qu'il existe une "orbite" de distance minimale. Enfin à cette échelle la notion de particule n'a plus de signification aussi simple, les particules sont décrites par des fonctions d'ondes.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jack Burner]

merci Mixoo mais je ne sais quasiment rien en mécanique quantique :s.

Mais est-ce que cela signifie qu'à une certaine distance il n'y a plus d'interaction entre les deux ?

[invite4ff2f180]

Non bien entendu, il y a toujours une interaction.

[Jack Burner]

je suis désolé mais j'arrive pas à comprendre comment il peut y avoir toujours une interaction et pourtant aucune pénétration de l'un dans l'autre.

dois-je considérer l'électron et le proton comme des billes qui s'attirent mais qui ne peuvent au grand max que se cogner ou bien existe-t-il des cas ou l'un pénètre dans l'autre.

Je vous remercie pour vôtre parce que là je suis à l'ouest du sud-ouest XD

[invite4ff2f180]

Et pourquoi devrait-il y avoir pénétration ?
C'est parce que tu fais l'erreur de considérer l'électron et le proton comme des particules classiques. Il faut les considérer comme des objets quantiques : ils sont décrit pas une fonction d'onde qui décrit la densité de probabilité de présence et leur dynamique est régit par l'équation de Schrödinger.
Une façon de comprendre pourquoi ça "marche" est d'utiliser les incertitudes de Heisenberg : "l'orbite" stable de plus basse énergie correspond au minimum de l'énergie E = Ep + Ec avec la contrainte dx . dp > h.

[Jack Burner]

Ahhh d'accord je commence à mieux comprendre.

Mais en fait je me disais qu'il devait y avoir pénétration car il peut y avoir une réaction nucléaire entre un proton et un électron.

[Pio2001]

Si on se représente le nuage de probabilité de présence de l'électron, dans un atome d'hydrogène, le proton est bel est bien à l'intérieur de l'électron, qui occupe tout le tour.
Tu trouveras des représentations des orbitales électroniques sur ce site : http://www.winter.group.shef.ac.uk/orbitron/

[invite8ef897e4]

Le modele les plus simple, celui de Bohr, en deux lignes : l'electron possede une longueur d'onde, et les trajectoires fermees autorisees autour du proton sont celles pour lesquelles l'electron effectue un nombre entier de longueurs d'onde.

Retrospectivement, il y a pas mal de "coincidences" qui font que cette approche fonctionne.

Ce qu'il faut retenir, c'est que l'electron est aussi une onde capable d'interferences destructives avec elle-meme

[Pyrrhon d'Élis]

Le modele les plus simple, celui de Bohr, en deux lignes : l'electron possede une longueur d'onde

Salut !

je l'aurais plûtot appelé modèle de de Broglie

Mais en fait je me disais qu'il devait y avoir pénétration car il peut y avoir une réaction nucléaire entre un proton et un électron.

Cela s'appelle une capture électronique (http://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_%C3%A9lectronique ), mais cela n'arrive que pour des atomes déjà assez complexe ; et l'interaction en cause n'est pas l'interaction électromagnétique (c'est l'interaction faible).

Loin de moi l'idée de remettre en cause les explications qu'y t'ont été données, que je trouve bonnes : j'aurai bien du mal à faire mieux tout en restant encore compréhensible.

Seulement, je voudrais quand même signaler, en rapport à ta question sur la réaction nucléaire, que ces explications ont des limites. Généralement, on peut difficilement se faire une image mécanique des processus quantiques, et dans tout les cas, cette image est trompeuse. Par exemple, à la place du noyau, on pourrait prendre un positron : si on modélise le système positron-électron de la même manière que le système électron-proton, c'est à dire avec l'équation d'onde de Schrodinger, on a un résultat comparable...sauf qu'en réalité, le système électron-positron n'est pas stable et se transforme en deux photons, ceci ne pouvant pas être déduit de l'approche à la Schrodinger (celle que l'on t'a présenté). Pour rendre compte de toutes ces transformations ( captures électroniques, annihilation électron-positron etc..) dans lesquelles le nombres de particules de chaque espèce n'est pas conservé, il faut faire appel à des formalismes plus générales et plus abstraits (celui de la théorie quantique des champs par exemple). Et là, c'est quasiment impossible d'expliquer avec les mains.

[Jack Burner]

okidac je comprends mieux tout ça.

Je vous remercie tous pour vôtre aide mille fois.