Pourquoi toute particule tend à aller vers l'état d'énergie le plus bas possible ?

[Damdam123]

Bonsoir,

Voilà tout est dans la question j'ai lu des trucs la dessus mais j'ai du mal à comprendre pourquoi Depuis le temps, on devrait donc n'avoir plus que des particules avec plus beaucoup d'énergie .. ?

Merci
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[invite58238425]

Bonjour,

tout est dans la question

Toute particule ne tend pas à aller vers l'état d'énergie le plus bas. D'autant plus que l'énergie est relativement pesée.

Cordialement.

[Damdam123]

Bonsoir,

C'est pourtant ce qui est marqué dans l'article de wikipédia sur le principe d'exclusion de Pauli :

en effet, toute particule tend à aller vers l'état d'énergie le plus bas possible

http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...usion_de_Pauli

@+

[Gilgamesh]

Bonsoir,

Voilà tout est dans la question j'ai lu des trucs la dessus mais j'ai du mal à comprendre pourquoi Depuis le temps, on devrait donc n'avoir plus que des particules avec plus beaucoup d'énergie .. ?

Merci

Il ne faut pas voir comme un "envie" de la particule de se situer à un niveau en particulier, ou par une "attraction" exercée par ce niveau. Il faut le voir comme le résultat d'un tirage au sort d'états énergétiquement équivalents.

Si on prend un électron sur son niveau excité E, cet état là est énergétiquement équivalent à celui où un photon est émis et où l'électron retrouve l'état fondamental E0. Simplement il existe un grand nombre de configurations possibles où le photon emporte l'énergie du changement d'état. La Nature tire au sort en chaque instant quel état choisir, et tous les états permis (c'est à dire conservant certaines quantités : énergie, impulsion, spin, charge électrique...) sont dans l'urne. L'état "électron excité" correspond à un tirage possible tandis que l'état "émission d'un photon, électron sur E0" correspond à un grand nombre de tirage possible, et il sortira donc rapidement de l'urne.

Or, cet état n'est pas réversible : un fois que le photon s'en va au loin, un nouveau tirage au sort qui conduirait à son absorption et au retour de de l'électron sur le niveau excité n'est plus possible. Et c'est ainsi que l'entropie augmente...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Murmure-du-vent]

.
S'il n'y a pas de mécanisme qui permet la désexcitation, il n'y a pas de désexcitation.

Prenez le cas archi connu d'un atome qui absorbe un photon et qui passe dans un état d'énergie supérieure. Vous savez bien que s'il est isolé du reste de l'univers il reste dans cet état excité. Là, le cas est similaire, en quelque sorte.... je vous laisse trouver pourquoi, ce qui ne devrait pas poser de problème vu le niveau des questions que vous posez.

@+

Dans ce cas pas de tirage au sort?

[Damdam123]

Il ne faut pas voir comme un "envie" de la particule de se situer à un niveau en particulier, ou par une "attraction" exercée par ce niveau. Il faut le voir comme le résultat d'un tirage au sort d'états énergétiquement équivalents.

Si on prend un électron sur son niveau excité E, cet état là est énergétiquement équivalent à celui où un photon est émis et où l'électron retrouve l'état fondamental E0. Simplement il existe un grand nombre de configurations possibles où le photon emporte l'énergie du changement d'état. La Nature tire au sort en chaque instant quel état choisir, et tous les états permis (c'est à dire conservant certaines quantités : énergie, impulsion, spin, charge électrique...) sont dans l'urne. L'état "électron excité" correspond à un tirage possible tandis que l'état "émission d'un photon, électron sur E0" correspond à un grand nombre de tirage possible, et il sortira donc rapidement de l'urne.

Or, cet état n'est pas réversible : un fois que le photon s'en va au loin, un nouveau tirage au sort qui conduirait à son absorption et au retour de de l'électron sur le niveau excité n'est plus possible. Et c'est ainsi que l'entropie augmente...

Bonjour,

Je n'ai pas complètement saisie je crois. Par exemple si on prend l'exemple d'un élément radioactif, pourquoi vas t'il se désintégrer en allant toujours vers une sorte de "vallée de stabilité" avec des niveaux d'énergie plus bas ? On a vraiment l'impression que quelque chose l'attire même si ce n'est pas la bonne façon de voir la chose.

Merci.

[Murmure-du-vent]

Dans un tirage au sort si tu as plus de boules blanches que de boules noires, te sens tu attiré par les boules blanches?

[Damdam123]

Non bien sur, mais ça ne m'empêchera pas de tirer des boules noires. Or la désintégration de particules se fait toujours vers l'état de plus basse énergie.

[Murmure-du-vent]

les boules blanches c'est la desintégration et les noires la non desintegration. Si l'on tire une boule noire rien ne se passe!

[albanxiii]

Dans ce cas pas de tirage au sort?

Merci d'éviter les citations hors contexte.

[Damdam123]

les boules blanches c'est la desintégration et les noires la non desintegration. Si l'on tire une boule noire rien ne se passe!

D'accord, mais formulé autrement, pourquoi n'y a t'il pas une solution du type : la particule va vers l'état de plus haute énergie ?

à+

[mach3]

Non bien sur, mais ça ne m'empêchera pas de tirer des boules noires. Or la désintégration de particules se fait toujours vers l'état de plus basse énergie.

On peut voir cela comme un équilibre, comme en chimie. On a une réaction qui peut se faire dans les deux sens :

élément radioactif <--> produits de désintégrations (noyaux fils) + énergie (photons gamma, neutrinos)

On voit clairement que les conditions pour effectuer la réaction de la gauche vers la droite ne sont pas les mêmes que pour effectuer la réaction de la droite vers la gauche. La réaction directe (gauche vers droite) peut se faire spontanément n'importe quand, vu qu'elle ne nécessite que l'atome d’élément radioactif. La réaction inverse tient en revanche de la coincidence : il faut que les produits de désintégration et l'énergie nécessaire se retrouvent au moment et au même endroit.
La réaction directe est très probable alors que l'inverse est improbable.

On peut toujours imaginer des conditions physiques qui rendent la réaction inverse plus probable, par exemple en faisant entrer en collision des noyaux à très forte vitesse dans des accélérateurs : on réalise alors l'inverse de la désintégration. Les éléments de numéro atomique supérieur à 92 ont tous été synthétisés ainsi.
On peut aussi considérer l'exemple des étoiles à neutrons, dans lesquelles les neutrons sont "stables" alors que leur demi-vie est de 15 minutes : l'équilibre neutron <-> proton + électron + énergie est favorisé dans le sens inverse à cause de la pression intense.

En fait tant que de l'énergie peut se disperser et que les chances qu'elle revienne sont faibles, un système va évoluer vers un état de plus basse énergie. Si au contraire l'environnement du système est "chaud", alors en dessous d'une certaine énergie les transition de basse vers haute énergie auront une forte probabilité et le système cessera descendre en énergie.

m@ch3

EDIT:

D'accord, mais formulé autrement, pourquoi n'y a t'il pas une solution du type : la particule va vers l'état de plus haute énergie ?

elle ne peut le faire que si le milieu peut lui transmettre l'énergie qu'il faut pour atteindre cet état, il faut que le milieu soit chaud.

[Damdam123]

Merci pour la réponse c'est plus clair.

élément radioactif <--> produits de désintégrations (noyaux fils) + énergie (photons gamma, neutrinos)

Les neutrinos sont de l'énergie ou des particules au final ?

[Obamot]

Bonsoir,

C'est pourtant ce qui est marqué dans l'article de wikipédia sur le principe d'exclusion de Pauli :



http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...usion_de_Pauli

@+

Ça doit dépendre où se situe le point médian entre "état d'énergie le plus haut possible" VS "état d'énergie le plus bas possible".
Actuellement, tous équilibres confondus dans un univers en constante expansion, ce serait plutôt l'énergie qui serait là en profusion (mais je peux me tromper), donc la preuve du contraire (et ça dépend dans quel environnement on est, si on est dans un espace dépourvu d'oxygène et d'eau, soit absence totale de réaction chimique, ou non.)

A contrario dans notre environnement, en prenant comme exemple une maison passive (très bien isolée et à zéro émission de Co2), faut-il considérer que la maison serait très bien isolée pour empêcher le froid d'y pénétrer afin que les "frigories" de l'extérieur ne puissent pas rejoindre et se mêler aux "calories" et ainsi atteindre "leur point d'énergie le plus bas possible supposé": soit leur point d'équilibre une fois tous les principes de vases communicants d'échanges énergétiques obtenus pour ce faire! (C'est juste une métaphore). Or c'est exactement le contraire, on isole une maison pour empêcher que les calories ne sortent, ce n'est donc pas tant elles qui chercheraient à aller vers "l'état d'énergie le plus bas possible" (mais plutôt une question d'opportunité dans un système physico-chimique donné et fini?), puisque tant qu'elles sont confinées elles conservent leur excitation et donc "sont très contentes comme ça" (elles peuvent même monter en température à l'occasion, lors d'une réaction de polymérisation par exemple...). Et ça montre bien que le problème est complexe, parce que les échanges énergétiques sont également conditionnés par des échanges "entre systèmes"...

Ainsi à part le principe des "vases communicants", je n'ai pas d'explication, mais il me semble que ça ne doit pas être aussi simple que de répondre à ça , puisqu'en principe une particule qui se rapprocherait d'une autre pour lui piquer son énergie, ne ferait-il pas que cette action provoquerait elle-même une production d'énergie...? (on le constate en chimie, non?). Quid des trous noirs vecteurs intrinsèquement de quantité colossale d'énergie alors même qu'issus de système l'ayant épuisée?

[Deedee81]

Salut,

Les neutrinos sont de l'énergie ou des particules au final ?

Des particules.

Les neutrinos n'ont pas que de l'énergie. On a aussi :
- ce sont des leptons
- ils ont un spin 1/2
- ils ont une masse (très faible)
- ils ont une charge faible (attention une charge faible n'est pas une "charge électrique faible" , c'est la charge, non électrique, associée à l'interacrtion faible). Et ils interviennent ainsi dans la désintégration (radioactive) bêta, typique de l'interaction faible.