Analogie de l'atome

[Xohama]

Bonjour à tous
Je donne quelques cours particuliers niveau lycée et je cherche une métaphore visuelle simple pour expliquer pourquoi la matière paraît “solide” alors que l’atome est essentiellement vide.

J’avais pensé à comparer l’atome à une hélice qui tourne extrêmement vite : le centre représenterait le noyau, et les pales les électrons. À l’arrêt, il y a surtout du vide entre les pales, mais lorsqu’elle tourne très vite, on perçoit une surface quasi continue et on ne peut plus “passer à travers”.

Je sais bien que les électrons ne tournent pas littéralement comme ça autour du noyau, mais est-ce que cette image vous paraît acceptable comme représentation mentale simplifiée du nuage électronique / de la probabilité de présence ?

Merci !
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[bibifikotin]

Bjr à toi, Là tu mélanges .... illusion d'optique (hélice)
A grande vitesse on peut considérer (aussi) qu'il n'y a plus d'hélice.... puisqu'on ne peut la voir !!
Mes doigts s'en souviennent !!
Bonne journée

[stefjm]

C'est plus facile de considérer l'électron comme réparti sur une sphère de rayon de Bohr et qui provoque une répulsion électrostatique avec les autres électrons.

[Naalphi]

Essayer d'introduire une notion d'ordre de grandeur (genre le noyau serait gros comme une bille au milieu d'un terrain de foot, ou mouche dans une cathédrale) pourrait être un plus

[A voir en vidéo sur Futura]

[ThM55]

Je n'aime pas beaucoup cette image car elle n'éclaire rien du tout. Il est plus correct et plus respectueux des élèves d'invoquer les principes de base de la physique quantique appliquée à l'électron. On peut par exemple introduire le principe d'Heisenberg en donnant les ordres de grandeurs sur l'incertitude relative à la position et celle liée à la vitesse, sans pour autant aborder les maths qui sous-tendent ce sujet, qui ne sont pas du niveau lycée. La multiplication des petits nombres (avec la constante de Planck) est parfaitement abordable au lycée sans connaissances mathématiques avancées. Et cela montre que l'atome n'est PAS "essentiellement vide" puisque les électrons ne sont pas des minuscules petits points comme en physique classique, mais des nuages répartis. Ensuite pour expliquer les solides, cela devient plus clair. On peut par exemple comprendre la liaison covalente "avec les mains" en examinant la disposition des charges, la balance entre effets répulsifs et attractifs et en profiter pour parler du principe d'exclusion de Pauli. Il vaut mieux à mon avis introduire ces notions et faire jouer l'intuition en prévenant qu'il y a des maths plutôt difficile derrière, plutôt qu'inventer des analogies qui risquent d'induire en erreur. Pensez un peu à ce que pensera plus tard de votre cours un élève qui avancera dans des études de physique ou de chimie.

Ceci dit sous toutes réserves, car je ne suis pas enseignant et je ne connais pas les programmes de l'éducation nationale.

[titijoy3]

quand on essaie de rapprocher les deux mêmes pôles de deux aimants il y a pas mal de vide entre eux, pourtant on peut sentir la répulsion

par exemple deux aimants toriques genre aimants de magnétron qui représenteraient les atomes