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Des atomes aux particules… et au delà: ELEMENTAIRE, MON CHER WATSON!. Préparation collective: P. Aurenche, L. Gallot, J.P. Guillet, E. Pilon, E. Ragoucy, R.Taillet Chercheurs au LAPTH. lap Th. L’élément en physique. De quoi est faite la matière ?. - PowerPoint PPT Presentation
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Des atomes aux particules et au del:ELEMENTAIRE, MON CHER WATSON!lapThPrparation collective:
P. Aurenche, L. Gallot, J.P. Guillet, E. Pilon, E. Ragoucy, R.Taillet
Chercheurs au LAPTH
Llment en physiqueDe quoi est faite la matire ?Dmocrite (400 av. J.C.): matire granulaireRejete par Platon, AristoteATOMES indivisibles, ternels variables en taille, masse, forme se combinant entre euxVision matrialiste, mcaniste de la natureInvrifiable ( cette poque)
Plan de lexposDes quatre lments latome et au tableau priodique
De latome aux particules lmentaires
Au del: la thorie des cordes?Une nouvelle ide de llmentaritPremires dfinitions de llmentaritChangement de la notion dlmentarit
leaule feula terrelairLes 4 lments
leaule feula terrelairlments de contrle
Boyle (1627 - 1691)lments: Substances se combinant entre elles pour former des composs mais ne pouvant tre rduites dautres substances plus simples
Chimie naissante (1766)Argent Azote Calcium Carbone ChloreCuivretainFerHydrogneIodeMagnsiumOrOxygne Plomb PotassiumSodium Zincetc
Lhypothse atomiqueEau = Hydrogne + Oxygnevolumes = 2 1J. Dalton (1803):La matire est granulaire : elle est compose datomes= H2O
Feuil1
207Plomb
200.5Mercure
108Argent
65Zinc
59Cobalt - Nickel
35.5Chlore
32Soufre
16Oxygne
14Azote
12Carbone
11Sodium
7Lithium
1Hydrogne
Dmitri Ivanovitch Mendeleiev (1834-1907)Rangement des lments selon leurs proprits chimiques(1869)
Le tableau priodique de Mendeleiev (1869)
Le tableau priodique la fin du XIXime sicle
Le tableau priodique actuel
Llmentarit en chimieAtome: llment chimique
Explication des proprits chimiques ?Explication des masses atomiques ?Liste longue et rgularit ?
Puissances de 101 mm (millimtre) = 10-3 m (mtre)
1 cheveu = 10-2 mm = 10-5 m(il faut 100 cheveux cte--cte pour couvrir 1 mm)
1 atome dhydrogne = 10-7 mm = 10-10 m(il faut 10 millions atomes cte--cte pour faire 1 mm)
(Remarque: la tome de Savoie = 102 mm)
Lexprience de Rutherford (1912)Sonder latome?Rsultat :
Latome est composUn noyau central (+)Des lectrons (-1) rpartis en couches
Le tableau de Mendeleiev est expliqu (numro atomique, proprits chimiques, ) atome : 10-10 mnoyau : 10-14 m
Le noyau est composDeux particules ingrdients : le proton (+1) et le neutron (0)Bonus : masses atomiques expliquesnoyau:10-14 m
Les quarks+1 = proton(10-15 m)0 =
quivalence masse-nergieDe la masse peut donner de lnergie
De lnergie peut donner de la masse :mc2 = EE = mc2
De nouvelles particules (depuis 1930)Le muon m, ...les quarks s (trange), c (charm), b (beau), Les neutrinos (lectroniques, muoniques, ...)(liste non-exhaustive)
Ces particules Ne sont pas des sous-constituants de la matire ordinaire Ne sont pas composesComment les classer ?En utilisant leurs interactions
InteractionsGravitation ...
Particules de matireeDsintgration du neutron :Dcouverte du quark t (1995)charge lectriqueinteractionforte
Particules messagres Comment expliquer les masses ? Pourquoi trois interactions ? Pourquoi trois familles ?
Une possibilit : les cordes Particules = mode de vibration (matire ou messagre)
Masse = frquence de lharmoniqueBonus : interaction gravitationnelle !lment = corde
Cordes et monde rel 10 dimensions et non pas 4 les particules et interactions ne sont pas exactement celles observesRendre 6 dimensions trs petites Le choix est vaste !
ConclusionChimie Particules lmentaires (aujourdhui)Atomes Autres particules :lectronsquarks u, dneutronsprotons - matire- interactionsAller au del : une possibilit, les cordes ?Dcider entre ces possibilits : besoin dinformations* acclrateurs de particules (LHC au CERN, 2007)* donnes cosmologiques