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à propos de l'énergie de masse



  1. #1
    benjgru

    à propos de l'énergie de masse

    Bonjour,
    je m'aperçois que je n'ai rien compris à E=mc²...

    dans la littérature (niveau Term S) on lit que le défaut de masse d'un noyau correspond à un transfert d'énergie cinétique fournie au milieu extérieur, on lit aussi qu' une partie de cette énergie de masse a été convertie en énergie de liaison du noyau (rapport avec l'interaction forte ??)
    Du coup je ne comprends plus rien...du tout !

    merci pour vos éclaircissements j'ai un cours à faire là-dessus !

    -----


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  3. #2
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    personne ??

  4. #3
    Nicophil

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Citation Envoyé par benjgru Voir le message
    merci pour vos éclaircissements j'ai un cours à faire là-dessus !
    Bonsoir,
    Un cours de niveau Term.S ?
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  5. #4
    invite07941352

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Re,
    Il me semble que tout est bien expliqué là : http://fr.wikipedia.org/wiki/Liaison_nucl%C3%A9aire
    "Un état bien dangereux : croire comprendre "

  6. #5
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Ben non, tout n'est pas si bien expliqué...ou alors c'est moi qui ne comprends rien...!
    d'ailleurs quelle est l'origine physique du défaut de masse ?? j'ai rien trouvé là-dessus...

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

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Bonsoir,
    Un cours de niveau Term.S ?
    Oui...je pourrais me contenter de recopier bêtement les bouquins, mais je veux pas...

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  10. #7
    pepejy

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Bonjour,

    je ne veux pas vous rabaisser, mais qu'avez-vous fait comme étude? Le défaut de masse fait partie de la "physique de base" qu'un enseignant de terminale S se doit de maîtriser. De plus, vous devez avoir plus d'un livre de physique de cours pour vous aider à structurer votre cours. Une recherche rapide par Google vous donne des tas de références et de cours du supérieur pour vous donner largement de quoi faire!!!

    PPJ
    be seeing you, number 6!

  11. #8
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    j'ai fait une école d'ingénieur, pourquoi ce n'est pas assez pour vous ?
    et les recherches google je m'en méfie...excusez moi ( et soyez aimable une prochaine fois)

  12. #9
    Nicophil

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Citation Envoyé par catmandou Voir le message
    Re,
    Il me semble que tout est bien expliqué là : http://fr.wikipedia.org/wiki/Liaison_nucl%C3%A9aire
    +1
    Si tu comprends ce graphe, ça devrait suffire : http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...sotopes_FR.svg
    Dernière modification par Nicophil ; 08/02/2013 à 10h31.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  13. #10
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Oui oui je connais la courbe d'Aston El/A, ça ne me dit toujours pas l'origine du défaut de masse...

  14. #11
    Nicophil

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Le défaut de masse s'explique par l'énergie de liaison de l'interaction forte (et avec le cortège électronique mais là c'est négligeable).
    http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89q...#Illustrations
    Dernière modification par Nicophil ; 08/02/2013 à 10h50.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  15. #12
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    (et avec le cortège électronique mais là c'est négligeable).
    http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89q...#Illustrations
    Qu'est ce que le cortège électronique a à voir là-dedans ?

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  17. #13
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    C'est bien mon problème...un coup on dit que le défaut de masse s'explique par l'énergie de liaison, le coup d'après on dit que l'énergie de masse a été "transférée " sous forme d'énergie cinétique...on s'y perd un peu...mais peut être est-ce un problème mal posé !

  18. #14
    haraelendil

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Bah c'est normal puisque c'est la même chose.

    Une façon de voir l’énergie de liaison est l'énergie qu'il faut pour disloquer complètement l'atome. Donc quand l'atome est lié, il est à -El par rapport l'énergie globale de toutes ses particules séparé

  19. #15
    damastate

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Je rejoins un peu benjgru. J'ai du mal a voir la différence entre énergie de liaison et énergie de masse. Déjà y-a-t-il une différence ? Si j'ai bien compris pour un atome seul, sa masse est inférieur à la somme des masses de ses constituants. Le défaut de masse correspond à une énergie de masse qui devient l'énergie de liaison pour coller les nucléons c'est ça?
    Sur la page liaison nucléaire de wiki, on dit que lors d'une fission par exemple on libère de l'énergie de liaison qui est à l'origine de l'énergie nucléaire. Mais je pensais que c'était l'énergie de masse qui était libéré sous forme d'énergie cinétique des particules et de rayonnement... Enfin bref je suis un peu perdu entre énergie de masse et énergie de liaison.

  20. #16
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    ah je vois que je ne suis pas le seul à me poser ce genre de questions ...! ça m'inquiétait un peu.
    merci pour ta solidarité scientifique damastate !

  21. #17
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    D'ailleurs j'ai du mal à faire la différence entre énergie de liaison et interaction forte pour le coup...

  22. #18
    invite07941352

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Bonjour,
    Je résume :

    1 - ENERGIE DE LIAISON : énergie nécessaire à fournir à un noyau pour le dissocier en p et n .
    Par exemple, la formule semi empirique de Weizsacker , permet d'avoir une idée de la valeur de cette énergie de liaison.

    2 - La masse d'un noyau stable est inférieure à la somme des masses des nucléons libres qui le constituent :
    Cette différence est LE DEFAUT DE MASSE .

    3 - Les masses atomiques ( d'où l'on pourra déduire les défauts de masse ) sont mesurées par 2 moyens :
    a : par déviation d'un ion dans un champ électrique ,
    b : par déviation d'un ion dans un champ magnétique ,

    c - Mais, on pourra obtenir directement une différence d'énergie de liaison de 2 noyaux par LE BILAN Q des réactions nucléaires Béta-, Béta+, et Alpha , d'énergie E :

    Exemple : A se désintègre en donnant B, on obtient : A = B + Béta- + E
    E (mesurée) = A - ( B + Béta- ) = Q
    Donc, si l'on connaît l'une des masses, on en déduit l'autre .
    "Un état bien dangereux : croire comprendre "

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  24. #19
    Amanuensis

    Re : à propos de l'énergie de masse

    Il est correct que le sujet est loin d'être facile. Petit essai de présentation se voulant un peu plus rigoureuse que la présentation en terminale S (celle-ci étant adaptée à ceux ne se posant pas de questions ).

    Ce qui est discuté ici est un "défaut de masse" bien particulier, celui "décrit" par la courbe d'Aston. C'est défini comme la différence entre la masse d'un noyau de numéro atomique Z et de nombre de masse A, et la somme de Z fois la masse d'un proton isolé et de A-Z fois la masse d'un neutron isolé. (Formulation évitant de parler des nucléons composant le noyau.)

    Ce défaut est donc spécifique à une décomposition en nucléons, par opposition par exemple à une décomposition en quarks.

    Ce défaut de masse peut être aussi vu comme un défaut d'énergie, et d'une certaine manière est un défaut d'énergie, les théories de la relativité indiquant que la masse n'est que le module de l'énergie-quantité de mouvement, et donc la même chose que l'énergie au repos, car au repos égale quantité de mouvement nulle. (Ce n'est pas seulement une égalité en valeur, c'est une identité forte.)

    Cette énergie s'analyse comme l'énergie minimale théorique qui serait nécessaire pour séparer le noyau en protons et neutrons isolés, immobiles les uns par rapport aux autres et et à l'infini les uns des autres (ce dernier point annulant l'énergie potentielle électrique). C'est une comparaison entre un état (le noyau) et un autre état (nucléons séparés, ce terme incluant les conditions indiquées).

    Si on prend un système constitué (par exemple) du noyau en question et deux photons opposés d'énergie totale égale à ce défaut d'énergie, ce système a comme masse celle du système en nucléons séparés (il y a conservation de la masse d'un système isolé). Enlever les photons, c'est enlever de l'énergie au système, et de là diminuer la masse : la notion de défaut d'énergie est directe.

    [Pourquoi deux photons et pas un ? Juste pour être propre côté conservation de la quantité de mouvement et du moment cinétique.]

    Parce que cette énergie est ce qui s'échappe (elle ne disparaît pas, elle sort du système) quand on passe "théoriquement" des nucléons séparés aux nucléons liés en un noyau, on la qualifie d'énergie de liaison dudit noyau. Cela définit l'énergie de liaison au sens utilisé pour la courbe d'Aston.

    Il n'y a, avec ces définitions, aucune différence fondamentale entre défaut de masse, défaut d'énergie et énergie de liaison, et ce par définition.

    Quand on prend une transformation nucléaire, comme une fission par exemple, l'énergie de masse des produits de la réaction une fois isolés à l'infini et immobiles les uns par rapport aux autres est la somme de leurs énergie de masse (énergie au repos). Mais s'ils sont en mouvement les uns par rapport aux autres (et/ou proches) l'énergie totale du système est plus élevée : on appelle énergie cinétique la différence venant du mouvement, et énergie potentielle électrique celle venant de la proximité des protons. L'énergie totale étant invariante, on va se retrouver avec un bilan comparant d'un côté les énergies de liaison, l'énergie cinétique et l'énergie électrique avant la transformation et de l'autre la même chose après (la référence commune étant les nucléons isolés à l'infini et immobiles les uns par rapport aux autres). Et on se retrouve avec l'idée, issu du bilan, que l'énergie de liaison au sens défini précédemment est "transformée" en énergie cinétique et énergie électrique (le deuxième terme disparaît assez vite par neutralisation, et on ne s'occupe en général que du premier).

    Il est important de noter que la référence aux nucléons séparés est un choix. Si on voit l'Hélium 4 (particule alpha) comme l'union de deux deutérons, le défaut de masse (l'énergie de liaison) serait différente. On peut dire par exemple que

    alpha = p + p + n + n + E1

    au sens de deux système ayant la même masse ; E1 est alors le défaut d'énergie, le défaut de masse et l'énergie de liaison de la particule alpha, au sens de l'utilisation courante de ces termes.

    Mais on peut aussi dire que alpha = D + D + E2 ; et E2 est différent de E1.

    Par contre on ne peut pas écrire alpha = u + u + u + u + u + u + d + d + d + d + d + d + E0, décomposition en quarks, parce que la notion de "quarks isolés et immobiles les uns par rapport aux autres" n'est pas nette.

    Dans les trois cas ce serait une énergie en rapport avec l'énergie du champ électromagnétique et l'énergie du champ associé à l'interaction forte. Mais l'énergie de liaison "au sens commun", définie en référence aux protons et neutrons ne prend en compte que certains aspects de ces champs, en ne modélisant qu'en termes de nucléons.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  25. #20
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    merci à Catmandou et Amanuensis pour ces précisions...c'est bien ce que je craignais : on dit à peu près tout et n'importe quoi aux élèves de Term S....fallait s'y attendre.

  26. #21
    Amanuensis

    Re : à propos de l'énergie de masse

    On peut dire cela de pas mal d'aspects de l'instruction en Terminale S. Cela se comprend mieux si on accepte qu'il s'agit de passer une forme de culture, un "teinture scientifique", plutôt que de préparer à un cursus supérieur de physique. Ce qu'on peut déplorer c'est que ce ne soit pas précisé clairement, et qu'on n'offre pas de moyens d'assouvir la curiosité de la frange des élèves qui se rendent compte plus ou moins des limites de ce qui est présenté. (Je parle d'expérience, ayant eu à répondre aux questions de mes enfants, maintenant tous au-delà de la terminale.)

    Bref, je ne pense pas que le cursus de terminale S soit mal fait, mais juste qu'il faut le juger dans le contexte, en fonction des buts poursuivis, et non en fonction d'autres buts qu'on pourrait leur préférer.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  27. #22
    benjgru

    Re : à propos de l'énergie de masse

    oui je suis d'accord avec ton analyse...démocratiser la science implique des choix et des compromis...
    il y a cependant une différence entre clarifier (on reste dans le "vrai" ) et simplifier (on peut tomber dans le "faux")...!

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