Défaut de masse

[ocedar]

Bonjour à tous,

Comme le titre l'indique, j'aurais besoin d'un renseignement quant au défaut de masse.

La masse des nucléons est plus élevées lorsque ceux-ci sont séparés que lorsqu'ils forment un noyau.

La question est donc ? qu'est devenue, au sein du noyau, cette masse manquante ?

Si j'ai bien compris, intervient alors la relation E=m.c² ; lorsqu'ils forment le noyau, les nucléons, pour rester liés, dépensent de l'énergie (l'énergie de liaison) et ainsi perdent de la masse, ce qui explique que le noyau assemblé soit moins lourds que ses composants.

Ce qui n'est pas clair pour moi, c'est que la question qui se pose est "qu'est devenue cette masse manquante ?" alors qu'il me semblerait plus naturel de se poser la question "d'où vient cette masse supplémentaire ?". Que les nucléons dépensent de l'énergie pour rester collés, ok, mais alors une fois séparé, ils récupèrent cette énergie ?

Je ne sais pas si je suis très claire dans ma formulation,

Vous remerciant d'avance : )

Océdar
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[Rhodes77]

Bonjour,

La formule d'Einstein propose une équivalence entre la masse des particules et leur énergie au repos. Autrement dit, parler de l'une c'est parler de l'autre.
D'ailleurs, la masse des électrons est parfois donnée égale à 511 keV, unité d'énergie, et donc de masse au facteur c² près.
Considérez que les nucléons sont des particules énergétiques. Imaginez deux nucléons infiniment éloignés l'un de l'autre, chacun possède son énergie, on peut en faire la somme E.
Quand ils s'approchent pour former un noyau, l'énergie totale reste égale à E, mais chacun des deux nucléons possède un peu moins que E/2, car une partie de l'énergie totale E a été engagée dans la cohésion du noyau tout juste formé.

Ca répond un peu ?

[invite07941352]

Bonjour,
Vous avez ici, les explications simples et classiques :
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89n...nucl%C3%A9aire

[ocedar]

Merci pour vos réponses, qui plus est rapides.

Malgré la dangerosité de cet état, je crois comprendre

je vais laisser ça dans un coin de ma tête, pas impossible que je revienne d'ici peu demander de plus amples renseignements

Peut-on dire que dans la formule E=m.c², E représente la masse "en puissance" que possède un corps au repos ?
Autrement dit, cette masse s'actualise seulement lorsque le corps est en mouvement ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[ocedar]

Et, autre question, tant qu'on y est..
Je lis sur notre ami wiki que l'énergie de liaison est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons. Mais s'il fournit de l'énergie lors de la dissociation, une fois dissolu, pourquoi la masse n est elle pas, au contraire, plus faible ? fournir de l'énergie revient à fournir de la masse et donc à la perdre, non ?

Ou alors, c'est parce que l'énergie que le noyau fourni pour la dissociation est "envoyée vers" les nucléons, ce qui explique qu'ils soient plus massif une fois séparé ?

[Deedee81]

Peut-on dire que dans la formule E=m.c², E représente la masse "en puissance" que possède un corps au repos ?

En quelque sorte. Je parlerais plutôt de "potentiellement".

Si on peut "détruire" cette masse (par exemple par annihilation avec l'antimatière) on peut récupérer son énergie. Ou en modifiant le système ce qui fait baisser son énergie propre = masse propre * c².

Autrement dit, cette masse s'actualise seulement lorsque le corps est en mouvement ?

Non, un changement d'état interne modifie aussi la masse. Par exemple, lorsque l'atome se désexcite en émettant un photon (de préférence le noyau, avec émission gamma, sinon la variation de masse est négligeable).

Je lis sur notre ami wiki que l'énergie de liaison est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons. Mais s'il fournit de l'énergie lors de la dissociation, une fois dissolu, pourquoi la masse n est elle pas, au contraire, plus faible ? fournir de l'énergie revient à fournir de la masse et donc à la perdre, non ?

Si tu fournis de la masse aux nucléons, pourquoi leur masse diminuerait-elle ? Tu ne commettrais pas une erreur de signe là ? C'est toi qui doit fournir l'énergie pour dissocier les nucléons.

Ou alors, c'est parce que l'énergie que le noyau fourni pour la dissociation est "envoyée vers" les nucléons, ce qui explique qu'ils soient plus massif une fois séparé ?

Non !!! Ce n'est pas le noyau qui fournit l'énergie. C'est le monde extérieur, c'est le physicien qui décide de séparer les nucléons !!!!

Ne pas confondre cette situation avec celle de la fission (où tous les nucléons ne sont pas dissociés, évidemment) et où là au contraire, c'est nous qui récupérons de l'énergie.

[ocedar]

merci deedee..

je crois que je fais un blocage sur quelque chose de tout simple

mais si le physicien fournit de l'énergie au noyau afin de le séparé, je trouve cela étrange qu'il se pose la question "pourquoi la masse est elle moindre lorsque le noyau est unifié ?". C'est comme si je donnais 10 paquets de bonbons à un enfant et m'étonnais par la suite qu'il ait grossi..

[PPathfindeRR]

bonjour,

moi aussi je ne comprend pas trop ! (je fais sûrement la même erreur que ocedar)

une fois liés, une partie de la masse de ces deux atome est emprunté et "convertie" en énergie de liaison,
la masse totale est inférieur a la somme des deux s'ils étaient non liés... ok.

Quand ils se sépare (par quelconque raison, instabilité, etc...), l'énergie de liaison et "reconvertie" en masse et leur est restitué,
les atomes retrouvent leur masse initiale après séparation... ok.

Mais s'il faut une énergie supplémentaire pour provoquer cette séparation, ou va cette énergie ? est elle ajouté aux atomes ?
si c'était le cas, ils serait plus lourd qu'au départ (avant leur fusion) ?

[ocedar]

Ppath, je suppose que tu voulais dire "nucléons" et non pas atome ?

[invite07941352]

Re,
L'énergie que vous cherchez se retrouve sous forme d'énergie cinétique des différents nucléons .
Et attention , on parle de noyaux STABLES :
" L'énergie de liaison est l'énergie nécessaire pour dissocier un noyau STABLE en protons et neutrons ".

[PPathfindeRR]

Ppath, je suppose que tu voulais dire "nucléons" et non pas atome ?

oui,oui... je ne parle que du noyaux (proton neutron)...
c'est sure qu'un ions (positif ou négatif) n'auront pas la même masse !

mais on peut dire aussi, liaison entre deux ions et regarder le total de leur masse une liés ou séparés (si c'est bien possible)

[PPathfindeRR]

Re,
L'énergie que vous cherchez se retrouve sous forme d'énergie cinétique des différents nucléons .
Et attention , on parle de noyaux STABLES :
" L'énergie de liaison est l'énergie nécessaire pour dissocier un noyau STABLE en protons et neutrons ".

je pense comprendre un peu mieux maintenant... donc,

"On parle de noyaux STABLES"

S'ils sont instable, on parle alors de fission, comme dans un réacteur... l'atome qui "casse en morceau" si j'ose dire... les 2 ou 3 neutrons libérés par fission qui donne non pas des séparation d'atome mais une division du noyau..., de nouveau noyaux, parfois avec un mauvais nombre de neutron... des isotopes.

pour séparer deux atomes (pas une fission), on utilise une énergie cinétique (donc propulser les atomes, j'imagine) pour les séparer... et cette énergie cinétique ne s'ajoute pas au atome après séparation ?

J'ai bien compris ?

[maxwellien]

bonjour, une partie de la masse dans une noyau assemblé est convertit dans l'nrj de liaison inter nucléons correspondant à l'intéraction forte.

[PPathfindeRR]

bonjour, une partie de la masse dans une noyau assemblé est convertit dans l'nrj de liaison inter nucléons correspondant à l'intéraction forte.

c'est pas plutôt l’interaction faible entre les protons et neutrons (par les bosons) ? L'interaction forte n'est elles pas la force qui lie les quarks ?
je dis peut-être des bêtises...

[maxwellien]

Bonjour, mon point de vue est qu'une partie de la masse des nucléons est convertie en nrj de laison inter nucléons correspondant à l'intéraction forte.
Ainsi la particule est étendue dans un atome assemblé, son champs devient en quelque sorte plus réel que la particule elle-même.

[invite07941352]

pour séparer deux atomes (pas une fission), on utilise une énergie cinétique (donc propulser les atomes, j'imagine) pour les séparer... et cette énergie cinétique ne s'ajoute pas au atome après séparation ?

Re,
Je pense que vous voulez dire , casser un noyau . Donc, c'est une réaction nucléaire , elle s'écrit sous la forme la plus générale ( y compris fission, fusion):

a (particule entrante, projectile) + A (noyau cible) donne b ( particule sortante) + B ( noyau résiduel)

Sont conservés , dans toute réaction nucléaire, l'énergie, l'impulsion, le moment angulaire, le nombre de nucléons et la charge électrique .

[PPathfindeRR]

Re,
Je pense que vous voulez dire , casser un noyau . Donc, c'est une réaction nucléaire (...)

bah en faite j'ai du mal a m'imaginer que deux noyau soit liés sans électrons (liaison simple ou double, peu importe)... je parle donc d'atomes entiers (ou encore d'ions, ou d'isotopes...).

Si c'est le noyau qui se brise, (donc au sein d'un plasma) j'appelle ça une fission (ce dont je ne parle pas ici)

Si c'est deux atomes "complet" (noyaux avec leur couches électroniques) qui se sépare, j'appelle ça juste "une séparation d'atome" (a moins que ça porte un autre nom) et c'est ce dont je parle (pour l'histoire de la différence de masse totale entre deux atome liés ou séparés)

[Amanuensis]

Sont conservés , dans toute réaction nucléaire, l'énergie, l'impulsion, le moment angulaire, le nombre de nucléons et la charge électrique .

l'énergie, l'impulsion et donc la masse totale, puisqu'elle se calcule à partir de l'énergie et l'impulsion...

[invite07941352]

bah en faite j'ai du mal a m'imaginer que deux noyau soit liés sans électrons (liaison simple ou double, peu importe)... je parle donc d'atomes entiers (ou encore d'ions, ou d'isotopes...).

Si c'est le noyau qui se brise, (donc au sein d'un plasma) j'appelle ça une fission (ce dont je ne parle pas ici)

Si c'est deux atomes "complet" (noyaux avec leur couches électroniques) qui se sépare, j'appelle ça juste "une séparation d'atome" (a moins que ça porte un autre nom) et c'est ce dont je parle (pour l'histoire de la différence de masse totale entre deux atome liés ou séparés)

Re,
Si maintenant nous parlons de forces entre atomes, ce n'est plus le sujet du début de post .

[albanxiii]

Bonjour,

c'est pas plutôt l’interaction faible entre les protons et neutrons (par les bosons) ? L'interaction forte n'est elles pas la force qui lie les quarks ?
je dis peut-être des bêtises...

L'interaction faible est responsable de la désintégration béta, et les quarks y sont insensibles.
Par contre, les quarks sont sensibles à l'interaction forte qui les maintient confinés pour former des nucléons. Et l'interaction entre les nucléons, qui permet aux noyaux atomiques de se former et d'être (plus ou moins selon les cas) stables est une sorte de résidu de l'interaction forte entre les quarks. C'est un peu comme si on disait que l'interaction de Van der Waals entre molécules neutres est un résidu de l'interaction électromagnétique entre les constituants chargés, noyaux et électrons, de ces molécules.

@+

[albanxiii]

Re,

Bonjour, mon point de vue est qu'une partie de la masse des nucléons est convertie en nrj de laison inter nucléons correspondant à l'intéraction forte.

C'est surtout qu'on ne peut créer ni détruire l'énergie.

De façon très schématique :
Les nucléons isolés immobiles infiniment éloignés les uns des autres ont la même énergie totale que lorsqu'ils forme un noyau. Comme il y a de l'énergie sous forme d'énergie de liaison il a bien fallu la trouver quelque part, en l'occurrence une partie de l'énergie de masse des nucléons.

@+

[PPathfindeRR]

Re,
Si maintenant nous parlons de forces entre atomes, ce n'est plus le sujet du début de post .

bah je pense que si !

le sujet de départ était le fait que la somme de la masse (nucléon ou atome) liés (ou toute particules liées) est moins importante que quand il sont séparés (pour une énergie de liaison par emprunt d'une partie de leur masse)

[invite07941352]

Re,
Nucleons et atomes, c'est pareil ?
Les atomes liés ont un défaut de masse ?
J'attends que l'on m'explique ...

[Amanuensis]

Les nucléons isolés immobiles infiniment éloignés les uns des autres ont la même énergie totale que lorsqu'ils forme un noyau.

C'est faux. À l'infini l'énergie potentielle est nulle (convention usuelle), s'ils sont immobiles l'énergie totale est juste l'addition des "énergies de masse", or justement le noyau a une masse plus faible que cette somme.

---

Ce fil est une belle série de confusions sur le sujet, qui pourtant a été traité dans je ne sais combien de discussions antérieures.

[coussin]

Re,
Nucleons et atomes, c'est pareil ?
Les atomes liés ont un défaut de masse ?
J'attends que l'on m'explique ...

Oui. La masse d'un atome d'hydrogène n'est pas la somme de la masse d'un proton et d'un électron.

[coussin]

Plus précisément, bien évidemment l'énergie de liaison entre dans la masse. Soyons strict : un atome d'hydrogène dans un état excité n'a pas la même masse que ce même atome dans son état fondamental.

[maxwellien]

s'ils sont immobiles l'énergie totale est juste l'addition des "énergies de masse", or justement le noyau a une masse plus faible que cette somme.

Bonjour, c'est ça et pour un atome assemblé c'est l'intéraction forte qui est responsable du défaut de masse.
L'intéraction forte est la plus puissante et de loin de toutes les intéractions fondamentales, la liaison est très énergétique d'où le manque de masse(expliquer par E=mc²) dans un atome assemblé.
En gros une parti de la masse de la particule certes relativement petite est utilisée en énergie de liaison.

[Amanuensis]

Plus précisément, bien évidemment l'énergie de liaison entre dans la masse.

Serait plutôt "sort" de la masse, que "entre" dans la masse.

J'ai l'impression que dans une bonne partie des messages on laisse l'ambiguïté entre l'énergie de liaison comme "positive", et ce qu'elle est, de l'énergie "en moins", de l'énergie qui est "partie".

[Deedee81]

Salut,

Oui. La masse d'un atome d'hydrogène n'est pas la somme de la masse d'un proton et d'un électron.

Je suis bien entendu d'accord, mais je doute que ce soit mesurable (qu'on me détrompe si je me trompe ).

J'ai l'impression que dans une bonne partie des messages on laisse l'ambiguïté entre l'énergie de liaison comme "positive", et ce qu'elle est, de l'énergie "en moins", de l'énergie qui est "partie".

Fil mal parti. Dès le départ ça a commencé comme ça et malheureusement je ne l'avais pas compris tout de suite. Les erreurs de signe sont comme les chewing-gum : ça colle bien. Enfin, je crois qu'on retombé sur nos pattes.

[Amanuensis]

Le problème est que, à la question message #5

Ou alors, c'est parce que l'énergie que le noyau fourni pour la dissociation est "envoyée vers" les nucléons, ce qui explique qu'ils soient plus massif une fois séparé ?

il a été répondu "Non !!!", en se polarisant sur ce qui était vraisemblablement une erreur d'expression, alors que cette question montrait au contraire que la compréhension du questionneur se modifiait dans le bon sens (en estimant que "l'énergie que le noyau fournit pour la dissociation" était une erreur d'expression pour "l'énergie qu'on fournit au noyau pour le dissocier").

D'où le blocage (normal) exprimé message #7. Et les interventions ultérieures n'ont fait qu'empirer les choses ou laisser l'ambiguïté.