une question un peu naive : est ce que la fameuse equation E=mc^2 est soumettable a verification experimentale ?
on sait ce que vaut c, on voit comment on mesure de la masse (avec une balance), mais quelle genre d'experience permettrait de mesurer E independemment de m pour verifier qu'on a bien l'egalite ?
Il suffit de faire une réaction nucléaire pour voir que la masse des produits est inférieure à la masse des réactifs et que ce défaut de masse est rigoureusement égale à l'énergie dégagée par la réaction divisée par c²...
Dans les accélérateurs de particules, on fait entrer en collision des particules à très haute vitesse. La masse de toutes les particules générées excède de beaucoup la masse des particules incidentes : l'énergie cinétique de ces dernières a été transformée en masse. Tout ceci se calcule via E=mc² (ou plutôt via sa forme plus générale), et les observations sont parfaitement conformes.
Plus généralement n'importe quelle réaction chimique qui dégage ou consomme de l'énergie s'accompagne d'une variation de masse, non mise en évidence expérimentalement dans ce cas, car bien trop faible relativement à la masse de réactifs et produits. Les chimistes (j'en suis) appliquent d'ailleurs allégrement les lois de conservation et d'additivité des masses, bien souvent sans même savoir que ce ne sont que des approximations (extrêmement valables dans le domaine où ils l'appliquent), des lois falsifiées depuis environ un siècle.
La masse d'un objet composite (comprendre "n'importe quel objet qui n'est pas une particule élémentaire", d'un atome à une galaxie en passant par une barre de fer), c'est la somme des énergies de masses, énergies cinétiques et énergies potentielles des particules élémentaires qui le constitue, le tout divisé par c². Rien qu'en chauffant un objet composite, on augmente sa masse (les constituants ont une énergie cinétique plus élevée), là aussi c'est trop faible pour être mesuré. Un atome dans un état excité est (très très légèrement) plus lourd que le même atome dans l'état fondamental, deux atomes d'hydrogène libres sont (très très légèrement) plus lourds qu'une molécule de dihydrogène (pourtant on a que 2 protons et 2 électrons dans les deux cas...), etc...
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
mais comment tu mesures l'energie dans ce cas ?Envoyé par mach3
et dans ce cas comment tu mesures la masse des particules ?
pour verifier l'egalite il faudrait pouvoir faire une experience ou on peut mesurer avec precision et independemment la masse et l'energie...
Dernière modification par syborgg ; 03/10/2011 à 19h15.
je ne connais pas les moyens exacts, mais ça se mesure, c'est sur, on parle bien de l'énergie des bombes atomiques en équivalent de mégatonnes de TNT, on sait combien de kilowatt.heure va générer une barre de combustible nucléaire dans une centrale.mais comment tu mesures l'energie dans ce cas ?
en les faisant passer dans une combinaison subtile de champs électriques et magnétiques, ça s'appelle la spectrométrie de masse.et dans ce cas comment tu mesures la masse des particules ?
c'est ce qu'on fait dans les accélérateurs de particules, tous les jours. On connait les masses et énergies des particules incidentes (on les produit d'ailleurs de façon à ce qu'elles aient une énergie précise), et on connait les masses et énergies des particules produites (on mesure leur masse et leur vitesse via la modification de leurs trajectoires par des champs électriques et magnétiques). On sait même choisir l'énergie des particules incidentes de façon à pouvoir produire avec plus de probabilité des particules de telles ou telles masses. Plus l'énergie est élevée, plus on arrive à produire des particules massives, c'est pour ça qu'on construit des accélérateurs de plus en plus puissants au fil des décennies, pour produire des particules très massives qu'on ne connait pas encore (boson de Higgs, superparticules, ...) mais qui sont prédites par diverses théories.pour verifier l'egalite il faudrait pouvoir faire une experience ou on peut mesurer avec precision et independemment la masse et l'energie...
m@ch3
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encore plus simple comme preuve, on envoie des électrons et des positrons les uns vers les autres à une vitesse donnée et les rayons gamma émis par leurs annihilations auront une énergie (mesurée via leur fréquence) égale à l'énergie de masse de l'électron (ou du positron) + son énergie cinétique. On constate que quand on fait tendre la vitesse des électrons et positrons vers 0, l'énergie des photons émis tend vers 0,511MeV : l'énergie de masse d'un électron.
m@ch3
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ok merci pour tes reponses ;-
je souhaite rentrer un peu plus dans les details de comment on mesure les masses des particules : par exemple, comment ca marche exactement la spectrometrie de masse ? on deduit la masse d'une particule a partir de la mesure de quelles autres grandeurs, et comment on mesure ces autres grandeurs ?
dans l'exemple de la centrale nucleaire c'est en effet bien clair comment on mesure l'energie, mais la perte de masse des barres de combustible est elle suffisante pour etre mesurable ?
et quant a la bombe, je ne vois toujours pas par quel moyen on arrive a mesurer l'energie produite... ca ne peut etre qu'une approximation grossiere non ?
Salut,
http://fr.wikipedia.org/wiki/Spectro...9trie_de_masse
Mais il existe d'autres méthodes.
Par exemple, j'avais réalisé en stage scientifique une expérience permettant de mesurer le rapport e/m par expérience d'électrochimie avec des pesées de haute précision. Reste ensuite à mesurer la charge de l'électron pour avoir sa masse.
Pour la mesure des différentes grandeurs (par exemple le champ magnétique pour le spectrometre de masse), les précisions etc.... Le mieux est sans doute de se plonger dans les articles de métrologie. Voir wikipedia, le bpm ou l'encyclopedia universalis qui a un excellent article fort complet sur le sujet.
Elle n'est pas énorme mais suffisante pour être mesurable.
Là oui, tu as raison.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
en plus il n'est pas forcément nécessaire de la peser. Il suffit de regarder sa composition avant et après usage, et via les masses molaires de l'uranium 235 et celles des produits de fission on peut revenir à la variation de masse de la barre et constater qu'il y a eu des pertes de l'ordre de grandeur attendu.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Ah ben oui, suis-je bête. Tu as raison. Et ça peut se faire même se faire sur un échantillon d'U enrichi où il y a toujours un peu de fission spontanée.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
