fc 1 💛Sciences Exactes - L'atome et le modèle standard

Flashcards de vocabulaire fondées sur le cours de Sciences Exactes concernant l'atome et le modèle standard.

Règle $2n^2$

Relation permettant de calculer le nombre maximal d'électrons qu'il est possible de placer sur une couche électronique $n$.

Énergie de liaison de l'électron

Énergie nécessaire pour retirer complètement un électron de l'atome. Elle est négative par convention et augmente avec la proximité de la couche au noyau.

Électron-volt (eV)

Unité d'énergie correspondant à l'énergie acquise par un électron accéléré sous une différence de potentiel de $1\,\text{V}$, où $1\,\text{eV} = 1{,}6 \times 10^{-19}\,\text{J}$.

Numéro atomique ($Z$)

Nombre de protons contenus dans le noyau d'un atome, également égal au nombre d'électrons et au nombre de charges.

Nombre de masse ($A$)

Nombre total de nucléons (protons + neutrons) dans le noyau d'un atome, correspondant aussi à la masse en grammes d'une mole de cet atome.

Isotopes

Atomes ayant le même numéro atomique ($Z$) mais des nombres de masse ($A$) différents.

Isobares

Atomes ayant le même nombre de masse ($A$) mais des numéros atomiques ($Z$) différents.

Isomères

Noyaux caractérisés par le même numéro atomique ($Z$) et le même nombre de masse ($A$), mais existant dans des états d'énergie différents.

Unité de masse atomique (uma)

Unité de masse égale à $\frac{1}{12}$ de la masse d'un atome de carbone 12 ($^{12}\text{C}$).

Défaut de masse ($\Delta m$)

Différence entre la masse totale des constituants du noyau et la masse du noyau lui-même, calculée par $\Delta m = Z \cdot m_P + (A - Z) \cdot m_N - m_{\text{noyau}}$.

Énergie de liaison des nucléons

Énergie nécessaire pour extraire tous les nucléons du noyau du fait de l'interaction forte, définie par $E = \Delta m \cdot C^2$.

Énergie de liaison par nucléon

Énergie obtenue en divisant l'énergie de liaison des nucléons par le nombre de nucléons ($A$). Elle est maximale pour le fer, le cuivre ou le nickel à $8{,}7\,\text{MeV}$ par nucléon.

Fission nucléaire

Division d'un noyau très lourd en deux noyaux plus légers et plus stables possédant une énergie de liaison par nucléon plus grande.

Fusion nucléaire

Union de noyaux très légers pour former un noyau plus lourd possédant une énergie de liaison par nucléon plus grande.

Modèle standard

Théorie décrivant la matière et les forces de l'univers via les particules de matière (fermions) et les particules de rayonnement (bosons).

Fermions

Particules élémentaires de matière possédant une masse, une charge électrique et un spin de $\frac{1}{2}$, divisées en 6 quarks et 6 leptons (ainsi que leurs antiparticules).

Bosons

Particules de rayonnement responsables des forces d'interaction entre les fermions.

Spin ($S$)

Moment cinétique intrinsèque d'une particule, représentant sa rotation sur elle-même.

Quarks

Fermions de masse lourde et de spin $\frac{1}{2}$, possédant une charge électrique non entière ($+\frac{2}{3}e$ ou $-\frac{1}{3}e$) et une charge de couleur.

Charge de couleur

Propriété exclusive aux quarks (rouge, verte, bleue) et antiquarks (cyan, magenta, jaune) qu'ils s'échangent via les gluons.

Baryons

Hadrons formés de 3 quarks de couleurs complémentaires dont la charge de couleur totale est nulle (blanche).

Neutron

Baryon constitué des quarks $udd$ (up-down-down) dont la charge électrique est nulle.

Proton

Baryon constitué des quarks $uud$ (up-up-down) dont la charge électrique est de $+1e$.

Leptons

Fermions de masse légère et de spin $\frac{1}{2}$ sans charge de couleur, comprenant l'électron, le muon, le tau et leurs neutrinos associés.

Force gravitationnelle

Interaction fondamentale très faible s'exerçant sur la masse à portée infinie, dont le vecteur supposé est le graviton.

Force électromagnétique

Interaction s'exerçant sur les particules possédant une charge électrique, de portée infinie, dont le vecteur est le photon.

Force faible

Interaction agissant sur tous les fermions à très courte portée ($10^{-18}\,\text{m}$), responsable du changement de saveur des quarks et de la radioactivité $\beta$, véhiculée par les bosons $W^+$, $W^-$ et $Z^0$.

Force forte

Interaction très intense agissant sur la charge de couleur des quarks à très courte portée ($10^{-15}\,\text{m}$), véhiculée par les gluons et assurant la cohésion des noyaux.