Est-ce la raison pour laquelle les 2 électrons de la première couche (d'un atome) sont nécessairement de spins opposés ? S'ils avaient le même spin ils se repousseraient trop fortement et leur orbite serait instable ?Envoyé par andretou
Peut-on néanmoins affirmer que 2 électrons de spins opposés se repoussent moins fortement que 2 électrons de même spin (la répulsion électrique étant en partie compensée par l'attraction magnétique) ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Non, ça c'est encore autre chose. C'est Mister Pauli
Mais ta question est utile :
S'ils sont sur des niveaux différents l'orientation des spins peut être identique ou différente et cela peut très légèrement influencer les niveaux d'énergie (on a ce genre de situation dans les métaux de transition où le remplissage des niveaux a quelques irrégularités).
Ca joue aussi sur l'interaction entre le spin du proton et de l'électron (enfin, plutôt l'interaction magnétique) : là aussi petit chouillat de modification des niveaux d'énergie.
Et enfin, on a ça dans le nucléaire. Ainsi, pour des raisons quantiques, un noyau avec deux nucléons sont plus stables avec des spins de même direction (la répulsion magnétique est peau de chagrin là). C'est le cas du deutérium.
Mais ça ne marche pas avec deux protons car, principe d'exclusion, les spins doivent être opposés. Cela implique une interaction nucléaire nettement plus faible et comme il y a forte répulsion électrostatique : youppppp le noyau ne peut pas se former. L'hélium 2 n'existe pas.
Mais à nouveau dans les cas stable, l'interaction magnétique doit ajouter un tout petit terme à l'hamiltonien.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Est-il toutefois possible de calculer l'intensité de l'attraction magnétique entre 2 électrons de spins opposés ?
Cette attraction magnétique est-elle significative comparée à la répulsion électrique ? Ou est-elle négligeable ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
On doit pouvoir au moins faire le calcul en classique, juste pour voir, en calculant la force entre deux dipôles magnétiques dont le moment magnétique est le même que celui d'un électron et comparer à la force de répulsion de Coulomb existant dans la même situation entre deux corps ayant la charge d'un électron.
Je n'ai pas le temps de le faire par contre, désolé...
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Moi je veux bien tenter de calculer la force électrique entre 2 électrons diamétralement opposés autour d'un noyau (le calcul de la force magnétique me paraît sacrément compliqué) !
Pour simplifier, j'ai pris la formule de Coulomb (même si Wikipedia indique que cette formule ne s'applique pas aux charges en mouvement, tant pis on chipotera après)
On a :
q1=q2=1,6.10-19
ε0 ≅ 8,854×10-12
r = 10-10
D'où
Voila, je suis curieux pour l'intensité de la force magnétique...
Dernière modification par andretou ; 14/02/2018 à 19h29.
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Excusez-moi, j'ai fait une erreur, l'ordre de grandeur de la force électrique est 2x10-8 Newtons :
On a :
q1=q2=1,6.10-19
ε0 ≅ 8,854×10-12
r = 10-10
D'où
Dernière modification par andretou ; 14/02/2018 à 19h49.
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Je trouve
Salut,
Je n'ai pas fait le calcul mais ça m'a l'air d'être les bons ordres de grandeur.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui. Il y a généralement un facteur 1/137 entre effets électriques et magnétiques. De plus, on compare ici une interaction entre monopoles et une interaction entre dipôles.
Mais ici on a un facteur de l'ordre de 106, c'est énorme !
Malgré cette "faiblesse" de la force magnétique s'exerçant entre 2 électrons autour du noyau, celle-ci reste bien plus intense que la force gravitationnelle (le facteur est de l'ordre de 1037 !) :
Faut-il donc admettre que l'électron est un dipôle magnétique qui n'a pas de pôles magnétiques ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Ce n'est pas ce qu'il a ditFaut-il donc admettre que l'électron est un dipôle magnétique qui n'a pas de pôles magnétiques ?
monopole : charge électrique
dipole : moment magnétique
Mais pour la difficulté de parler des pôles, voir notre discussion plus haut.
P.S. : j'ai essayé de trouver des tables donnant les intensités des interactions d'échange et des interactions de moment magnétique (qui sont les deux trucs majeurs dans les propriétés magnétiques).
Je sais qu'on trouve un peu de tout (en première colonne on trouve les éléments et les structures cristallines, parfois des molécules).
J'ai ça dans un bouquin. Mais GRMMMMBL sur le net j'arrive pas à trouver.
Donc si quelqu'un a un lien.....
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
De toute façon, ces interactions magnétiques sont nulles après intégration sur les orientations.
De plus, deux électrons fixes à 1 angström de distance n'ont rien à voir avec les électrons dans un atome.
Pourquoi continue-t-on à discuter ?
Ben , ça dépend des orientations justement.
Ca oui, c'est pas pour rien que dans un paramagnétique l'agitation thermique suffit à orienter les spins dans toutes les directions.
C'est juste ârce que andretou essaye de comprendre. C'est pas une discussion mais une explication
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il s'agissait de comparer l'intensité de la force magnétique et de la force électrique entre 2 électrons autour du noyau. Pour pouvoir se faire une idée on a en effet supposé que les électrons sont fixes et que le noyau n'a aucune influence ; c'est une approche très approximative, mais on sait maintenant que, au niveau de l'électron de l'atome, la force magnétique est quasiment négligeable par rapport à la force électrique.
C'est d'ailleurs à se demander qu'est-ce que ça changerait pour l'Univers si le magnétisme n'existait pas ? S'agit-il d'un phénomène très accessoire sans réelle incidence sur l'organisation de la matière, sur sa stabilité et sur ses propriétés fondamentales ? Par exemple, l'eau serait-elle toujours de l'eau ? A quoi ressemblerions-nous si le magnétisme n'existait pas (à part bien sûr que nous n'aurions pas d'alternateurs pour faire fonctionner nos moteurs électriques, que nos frigidaires seraient dépourvus de magnets, ou que le LHC n'existerait sans doute pas) ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
électricité et magnétisme sont deux facettes d'un seul et unique objet. On ne peut pas se demander ce qui se passe si on supprime l'un des deux car on ne saurait alors dire ce qu'il advient pour l'autre...C'est d'ailleurs à se demander qu'est-ce que ça changerait pour l'Univers si le magnétisme n'existait pas ? S'agit-il d'un phénomène très accessoire sans réelle incidence sur l'organisation de la matière, sur sa stabilité et sur ses propriétés fondamentales ?
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Plus précisément, veux-tu dire : électricité et magnétisme sont deux facettes d'un seul et unique objet mathématique qui est la théorie de l'électromagnétisme ?
Ou s'agit-il d'un autre objet ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
J'ai encore une question : nous savons qu'un électron produit un champ magnétique par lui-même du fait de son spin, et que ce champ magnétique (du au spin) est à l'origine du champ magnétique généré par les aimants ; mais lorsque l'électron est en mouvement dans un fil électrique (ou dans le vide ?), il se produit un autre champ magnétique qui disparaît quand l'électron est au repos.
Autrement dit, tantôt il faut un déplacement d'électrons pour générer un champ magnétique, tantôt ce n'est pas nécessaire.
Question : dans le cas d'un champ magnétique induit par un courant électrique, faut-il comprendre que c'est l'énergie cinétique des électrons qui est convertie en champ magnétique ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Le champ électromagnétique (la théorie de l'électromagnétisme, c'est sa description, par l'objet)
Mais tu as compris.
Pour répondre à ta dernière question et en même temps qu'enfoncer le clou sur la remarque ci-dessous :
Supposons que tu aies une charge électrique immobile (sans spin). Tu as alors un champ électrique pur, sans champ magnétique.
Voilà que Marcel passer à coté de toi, lui, il est en mouvement : il va alors voit un champ électrique et un champ magnétique !!!! Tout dépend donc du point de vue.
Et, relativité oblige, peu importe qui est en mouvement. Marcel peut se considérer comme immobile et dire "la charge électrique émet un champ magnétique à cause de son mouvement".
Dans le cas du spin et de la particule, on peut calculer ce que donnerait une petite charge électrique homogène en rotation. Pour l'électron on trouve une magnéton de Bohr. Et le moment magnétique de l'électron est exactement 2 fois cette valeur (le facteur 2 vient de raisons relativistes), ce qui montre bien qu'il est sans structure interne (le proton a un facteur très différent). En fait, presque 2, il y a un infime écart dû aux particules virtuelles (appelé moment magnétique anomal, sans "r"). Ce calcul en théorie quantique des champs est le résultat le plus précis jamais mesuré de tous les temps !!!!
Evidemment, viennent se rajouter les complications quantiques avec ses superpositions et ses indéterminations, sinon voilà.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Je ne suis pas sûr de comprendre...
Supposons que mon fil électrique soit posé bien à plat sur la table, sans être branché. Je pose à côté de mon fil une boussole A qui n'est donc pas déviée puisqu'il n'y a pas de courant. Mais si Marcel passe juste devant mon fil en "courant" très vite avec une boussole B à la main, est-ce que tu veux dire que sa boussole B sera déviée comme s'il y avait un champ magnétique induit (puisque Marcel a le droit de considérer que ce n'est pas lui qui se déplace mais que c'est le fil et tous les électrons qu'il contient) ?
Cela signifierait qu'au même instant et au même endroit les boussoles A et B n'indiqueraient pas la même direction ! C'est possible ???
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Un fil neutre, sans aimantation et non parcouru par un courant ne génère pas de champ, ni électrique, ni magnétique, ou plutôt, au-delà d'une certaine distance du fil, les champs générés par les particules de charges négatives annulent les champs générés par les particules de charges positives.
Par contre si on considère un fil isolé et portant une charge électrique non nulle, alors une boussole immobile par rapport au fil ne sera pas déviée, mais une boussole en mouvement par rapport au fil le sera. Dans le référentiel où le fil est immobile, il n'y a pas de courant, seulement une charge, donc il n'y a qu'un champ électrique, pas de champ magnétique. Dans le référentiel où le fil est en mouvement, il y a des charges en mouvement, donc un courant, donc un champ magnétique en plus du champ électrique (qui peut d'ailleurs être légèrement différent, mais jamais annulé).
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
C'est à dire un fil électrique standard, comme par exemple une simple rallonge ?...
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Non, dans son état "normal", un fil électrique n'a pas de charge électrique, il est neutre, et cela qu'il soit sous tension ou non.
m@ch3
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Salut,
Attention : ton fils ne contient pas QUE des électrons. Il contient aussi des protons !!!! Les deux charges s'annulent.
Dans l'explication que je donnais message 138 il vaut mieux considérer un électron seul, libre.
Puis après tu peux raisonner avec des protons et des électrons :
S'il y a courant et que tu es immobile par rapport au fil : pas de champ électrique (les charges se compensent) mais les protons sont immobiles et les électrons mobiles, donc avec le raisonnement du message 138 => champ magnétique.
Si en plus tu es en mouvement par rapport au fil, tu auras.... un champ électrique !!! (c'est l'effet inverse dans la transformation champ électrique <-> champ magnétique) :
https://couleur-science.eu/?d=2014/0...ite-restreinte
C'est un des effets parmi les plus curieux de la relativité.
Si l'une des deux est en mouvement, ça peut arriver (mais je rassure les marins : faut déjà aller vite pour perturber une boussole
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci Deedee et Mach3 pour votre patience !
Permettez-moi svp encore une question.
Supposons que je sois seul avec un électron, et que je place une boussole ultrasensible à côté de cet électron.
Expérience 1 : je donne un pichenette à l'électron ; l'électron se déplace et produit donc une variation du champ électrique qui produit à son tour une variation du champ magnétique qui fait dévier l'aiguille de ma boussole. Est-ce correct ?
Expérience 2 : je m'éloigne de l'électron (et de la boussole) sans lui donner de pichenette. Mais conformément au principe de la relativité du mouvement, l'électron peut considérer que c'est lui qui est en mouvement et qui s'éloigne de moi ; de ce fait, on observe la même variation des champs électrique et magnétique et donc la même déviation de l'aiguille de ma boussole... Est-ce correct ?
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Salut,
En ignorant son moment magnétique intrinsèque, of course :
Tout à fait.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
sûr de ça? Pas le temps mais j'ai comme un doute
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
A un mot près, assez bénin, ça m'a l'air correct. Mais si quelque chose m'a échappé, n'hésite pas.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Si le principe de la relativité du mouvement autorise théoriquement ce résultat, est-ce qu'une "vraie" expérience a permis de constater que le déplacement de l'observateur induit un champ magnétique au niveau d'une charge au repos ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Indirectement, oui. C'est l'origine du couplage spin-orbite des états électroniques atomiques.
Pourrais-tu STP nous en dire plus ?
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