Force nucléaire et Energie de liaison

[invite1048ab42]

Tout d'abord, bien le bonjour à tous :)
J'ai un petit souci avec les notions d'énergie de liaison et force nucléaire, dans l'atome.

J'aimerais savoir quelle est la différence entre les deux (excepté le fait que ce soit une force et l'autre de l'énergie ^^)

Pour la force nucléaire, je la définirais comme tel :
"Dans un atome il y a une force électrique permettant aux électrons d’être retenus aux alentours du noyau chargé positivement. Les protons étant tous de même charge auraient tendance à se repousser, or, ils restent bien associés aux neutrons au sein du noyau. Ce constat nous permet de dire qu’il existe au sein des noyaux une énergie liant les nucléons. C’est la force nucléaire qui est responsable de cette cohésion entre protons et neutrons ou entre des neutrons, cette force au contraire de la force électrique s’exerce à très courte distance."

Cela vous semble-t'il correct?

J'espère obtenir des réponses de votre part,
merci d'avance :)
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[curieuxdenature]

Bonjour maxff9

ce n'est pas tout à fait correct, cette l'énergie de liaison ne concerne pas le sujet visé ici.
Il faut faire la distinction entre l'atome et le noyau de l'atome.
L'énergie de liaison nucléaire est bien supérieure à l'énergie de liaison électronique, c'est de l'ordre de 137 fois plus et elle est toujours positive contrairement à la répulsion observée entre les charges de même signe.
De plus sa portée n'est pas infinie comme le sont la gravitation et l'électromagnétisme.

En résumé, le noyau ne reste pas soudé grâce aux électrons, la force qui s'exerce entre les protons est suffisante pour contrecarrer la répulsion électrique due à leur charge. Il va sans dire que la force d'attraction entre les neutrons a l'avantage de ne pas être contrebalancée par la nature de leur charge : ils sont neutres.

Pour donner un ordre d'idée, le noyau a un diamètre environ 100 000 fois plus petit que le nuage d'électrons qui délimite le diamètre de l'atome proprement dit

[curieuxdenature]

je me rends compte que ma réponse est ambigüe, il y a deux sortes d'énergie de liaison, celle entre les électrons et le noyau et celle qui est interne au noyau.
Ce sont deux calculs totalement différents, le rapport est proche de 10⁶

[invite1048ab42]

(dans le noyau pour l'énergie de liaison ^^)

En fait je parle de la production d'énergie nucléaire.
Faut-il citer la force nucléaire pour expliquer l'origine de l'énergie nucléaire?
Ou bien c'est l'énergie de liaison qui lie les nucléons qui produit l'énergie dégagée suite à la fission ?

Merci beaucoup pour ta réponse en tout cas :D

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

J'aimerais savoir quelle est la différence entre les deux

Salut,

Un petit commentaire sur ce lien entre force et énergie de liaision. Je ne sais pas si ça peut aider :
Si deux corps sont attirés par une force, pour les écarter il faut fournir de l'énergie (la force pour les écarter fois la distance d'écart). C'est exactement cette énergie de liaison. On a ça avec l'énergie potentielle de gravitation qui peut aussi être vue comme une énergie de liaison. Et d'une manière générale peu importe la nature des forces responsables de cette liaison.

Et oui, c'est cette énergie qui est libérée par la fission... ou la fusion. Attention, l'énergie de liaison par nucléon est différente d'un noyau à l'autre (sinon il n'y aurait pas beaucoup d'énergie nucléaire car c'est la différence avant et après fission/fusion qui compte).

Ci-dessous, j'espère ne pas dire trop de bêtise

A noter aussi que la répulsion électrostatique des protons est énorme car ils sont très près les uns des autres. Tellement énorme que la force nucléaire peut être insuffisante pour les retenir. Les noyaux avec trop de protons sont instables (d'autres effets doivent jouer comme la répartition sur les orbitales nucléaires, les "couches", qui font que les protons ne peuvent pas aller aussi près les un des autres que voulu pour se lier par interaction nucléaire. Les neutrons étant des particules différentes on peut atteindre une densité deux fois plus grande).

Enfin, remarque générale, on est en plein dans le domaine quantique. Donc, attention avec le concept de force qui reste qualitatif et intuitif mais est plutôt incorrect à cette échelle.

[curieuxdenature]

(dans le noyau pour l'énergie de liaison ^^)

En fait je parle de la production d'énergie nucléaire.
Faut-il citer la force nucléaire pour expliquer l'origine de l'énergie nucléaire?
Ou bien c'est l'énergie de liaison qui lie les nucléons qui produit l'énergie dégagée suite à la fission ?

Merci beaucoup pour ta réponse en tout cas

En complément de notre ami Deedee81 je dirais que oui, c'est la force nucléaire qui est à l'origine de cette production d'énergie.

J'ose utiliser une image simple, l'énergie nucléaire est un peu comme le défi de dépenser un peu d'énergie à vouloir rouler une énorme boule vers le haut d'une montagne et d'espérer être récompensé en récupérant l'énergie de sa chute dans le trou mille fois plus profond qui se trouve à son sommet.
La montée correspond à la force de répulsion électrique, la descente correspond à la force nucléaire, on dit aussi 'interaction forte' pour la distinguer de "l'interaction électromagnétique".

[invite1048ab42]

Je vous remercie pour vos réponses, j'ai plus ou moins bien tourné ma formulation. :)
Encore merci :D