PARTIE 2 - COMPRENDRE : LOIS ET MODÈLES
Chapitre 7 : Cohésion de la matière (p. 119)

Compétences attendues :
 Connaître les ordres de grandeur des dimensions des différentes structures des édifices organisés.
 Connaître l’ordre de grandeur des valeurs des masses d’un nucléon et de l’électron.
 Savoir que toute charge électrique peut s’exprimer en fonction de la charge élémentaire e.
 Associer, à chaque édifice organisé, la ou les interactions fondamentales prédominantes.
A
 Utiliser la représentation symbolique ZX ; définir l’isotopie et reconnaître des isotopes.

Activité n°1 : Particules élémentaires et ordres de grandeur

I- Quels sont les plus petits constituants de la matière ? (p. 122)
1. Les particules élémentaires (p. 122)
Une particule qui ne peut être divisée en particules plus petites est appelée particule
élémentaire : les électrons et les nucléons (neutrons et protons).
Les caractéristiques des trois particules élémentaires sont :
Nucléons
Électrons
Protons Neutrons
Masse 1,673.10-27 kg 1,675.10-27 kg 9,1.10-31 kg
Ordre de grandeur de la masse 10-27 kg 10-27 kg 10-30 kg
Charge qp = + e qn = 0 qé = - e
La charge élémentaire est notée e et vaut e = 1,6.10-19 C.
La charge électrique q de tout noyau atomique, ion ou objet chargé peut s’exprimer en
fonction de la charge élémentaire : q = n.e avec n un nombre entier.

Remarque :
On sait aujourd’hui que les nucléons ne sont pas des particules élémentaires, ils sont constitués de
quarks.

2. L’atome (p. 122)
Un atome de symbole X dont le noyau comporte A nucléons et Z protons est représenté
A
symboliquement par : ZX
Des atomes isotopes ont le même numéro atomique Z (donc même nombre de proton), mais
des nombres de nucléons A différents (donc des nombres de neutrons différents).
Remarque :
 Des noyaux atomiques qui possèdent le même nombre de nucléons sont appelées isobares (Z
différents, A identiques) ;
 Des noyaux atomiques qui possèdent le même nombre de neutrons mais des nombres de protons
différents sont appelées isotones (N = A-Z identiques, Z différents, A différents).

Exercices n°5, 6, (7), 8, (9), 10 p. 128 et n°15 p. 129
ère
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II- Quelles sont les interactions fondamentales ? Quelles sont les dimensions
des édifices de l’Univers ? (p. 123)
Activité n°2 : Les interactions fondamentales

Toutes les structures de l’Univers sont régies par des interactions fondamentales :
 l’interaction gravitationnelle ;
 l’interaction électromagnétique ;
 les interactions forte et faible.
Selon l’ordre de grandeur de la taille de l’édifice concerné, l’une des interactions est
prédominante.

1. L’interaction gravitationnelle (p. 123)
L’interaction gravitationnelle est toujours attractive, agit entre particules ayant une masse
et de portée infinie.
G constante de gravitation universelle (= 6,67.10-11 N.m2.kg -2)
mA ∙ mB mA et mB en kilogramme (kg)
Fgrav = G 2 avec
d d en mètre (m)
F en newton (N)
Elle est prédominante à l’échelle astronomique.

2. L’interaction électromagnétique (p. 123)
L’interaction électromagnétique est attractive ou répulsive, agit entre objets ayant une
charge électrique et de portée infinie.
k constante de Coulomb (= 9,0.109 N.m2.C-2 dans le vide)
q ∙ q qA et qB en coulomb (C)
Félec = k A 2 B avec
d d en mètre (m)
F en newton (N)
Elle est prédominante de l’échelle atomique à humaine.

3. Les interactions forte et faible (p. 123)
L’interaction forte est attractive, très intense et a une portée très faible (10-15 m). Elle
assure la cohésion du noyau.
L’interaction faible a une valeur très faible et une portée très faible (10 -18 m). Elle est
responsable de certains type de radioactivité.
Elles sont prédominantes à l’échelle du noyau.


Exercices n°13, (14) p. 128, n°17, 18 p. 129, n°21 p. 130 et n°22 p. 131




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