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62 LIVRE DU PROFESSEUR © É

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A. Le programme

Notions et contenus Compétences attendues

La matière à différentes échelles : du noyau à la galaxie.

Particules élémentaires : électrons, neutrons, protons.

Charge élémentaire e.

Interactions fondamentales : interactions forte et faible, électromagnétique, gravitationnelle.

Cohésion du noyau, stabilité.

Connaître les ordres de grandeur des dimensions des différentes structures des édifi ces 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 édifi ce organisé, la ou les interactions fondamentales prédominantes.

Utiliser la représentation symbolique ZA X ;

défi nir l’isotopie et reconnaître des isotopes.

Commentaires ✔

Ce chapitre reprend un certain nombre de notions abordées en classe de seconde. À l’échelle du noyau et de l’atome, les ordres de grandeur des dimensions et la valeur de la charge élémen-taire sont introduits. Ce chapitre charnière introduit également les interactions fondamentales – autres que l’interaction gravitationnelle, qui a été étudiée en seconde – indispensables à l’étude de la radioactivité, au chapitre 8, en physique, et à la compréhension de la notion de polarité des molécules et des propriétés qui en découlent ainsi que de la cohésion des solides moléculaires, abordées en chimie, notamment au chapitre 9.

B. Commentaires sur les activités et documents proposés

Évaluer les acquis de la 2 � de p. 134

Réponses aux questions ✔

– Dans les atomes, qui constituent la matière, les électrons se déplacent autour d’un noyau, et l’espace où ces électrons se déplacent est vide.– Les composants du noyau de l’atome (protons et neutrons) sont appelés nucléons. Un élé-ment chimique est caractérisé par son numéro atomique, c’est-à-dire le nombre de protons pré-sents dans son noyau.

Chapitre 7

DE L’ATOME À L’UNIVERS

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7. DE L’ATOME À L’UNIVERS 63© É

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Interpréter une expérience � p. 134– Des expériences de triboélectricité peuvent être réalisées en petits groupes en classe.Prévoir : des tiges en verre, des règles en plexiglas ; des bouts de tissus en laine, soie, coton, nylon ; des sachets plastique, feuilles d’aluminium, morceaux de polystyrène, confettis, etc. En frottant entre eux deux matériaux, les élèves mettent en évidence la présence de charges électriques dans la matière, observent et interprètent l’interaction entre les corps chargés obtenus après frottement. On peut interroger les élèves sur la nature probable des charges en jeu, sur leur provenance.

Interprétation attendue ✔

– L’interaction électrostatique entre le verre et la fi celle, attractive, contrarie l’interaction gravi-tationnelle entre la Terre et la fi celle.

Activité 1 � p. 136Cette activité sur les ordres de grandeur s’appuie sur un document décrivant les dimensions

des objets célestes, sur une recherche documentaire pour les objets plus petits que la taille de l’homme, et enfi n sur un texte de Lévy-Leblond qui fait le lien entre l’infi niment grand et l’infi -niment petit.


1. D’après le document 1, on détermine les ordres de grandeur suivants : a. diamètre de la Terre : 107 m ;b. extension du Système Solaire : 1013 m ;c. taille d’une galaxie : 1021 m.2. Grâce à une recherche documentaire, on détermine les ordres de grandeur suivants :a. taille du plus petit objet discernable à l’œil nu : 10−4 m ;b. taille d’une molécule : 10−8 m (ADN) ;c. taille d’un atome : 10−10 m ;d. taille du noyau d’un atome : 10−15 m.3. Le nombre d’Avogadro NA est une estimation du nombre d’entités dans un échantillon conte-nant une mole d’une espèce donnée. Sa valeur est environ NA = 6,02 · 1023 mol−1. Cette constante est couramment utilisée en chimie pour dénombrer les atomes et les molécules d’une substance.

4. a. 10−10 ×107 = 3,3 ⋅ 10−2 m soit de l’ordre du centimètre. b. C’est un peu plus petit que la taille d’un homme, qui est de l’ordre du mètre.5.

Galaxie

Système solaire

Terre

Homme

Atome

Ordre de grandeur (m)

Noyau atomique

Molécule d’ADN

Plus petit objet observable à l’œil nu

10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025

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Activité 2 � p. 137

Dans un premier temps, les dimensions des différents constituants de l’atome sont dis-cutées. En particulier, on s’interrogera sur la possibilité de représenter sur un même schéma l’atome et son noyau. Les caractéristiques (nombre, charges et masses) de ces constituants font l’objet d’une seconde étude.


1. L’atome est constitué d’électrons et de nucléons (neutrons et protons).2. Le nuage électronique a un diamètre de l’ordre de 10−10 m et le noyau de 10−15 m.3. 10−2/10−15 = 1013 noyaux4. a. La masse est concentrée dans le noyau car un nucléon est environ 1 830 fois plus lourd qu’un électron.b. D’après la question 2., le rapport des volumes de l’atome et du noyau vaut :

(10−10)3/(10−15)3 = 1015.c. Comme la masse est concentrée dans le noyau, d’après la question 4. a, le rapport des den-sités de l’atome et du noyau est égal au rapport des volumes : ainsi, d’après la question 4. b, le noyau est bien 1015 fois plus dense que l’atome.5. On exploite le fait que deux isotopes radioactifs ont les mêmes propriétés chimiques.6. La charge électrique est :a. nulle pour le neutron ; b. +1,6 · 10−19 C pour le proton ; c. −1,6 · 10−19 C pour l’électron ;d. nulle pour un atome.7. Nuage électronique NoyauDiamètre (m) 10−10 m 10−15 mMasse (kg) presque nulle toute la masse de l’atomeConstituants Électron Neutron ProtonCharge (C) −1,6 · 10−19 0 +1,6 · 10−19

8. a. Charge des noyaux : 3 × (1,6 · 10−19) = 4,8 · 10−19 C, identique pour les deux isotopes ;masse du noyau de

37Li : 7 × (1,67 · 10−27) = 1,17 · 10−26 kg ;

masse du noyau de 36Li : 6 × (1,67 · 10−27) = 1,00 · 10−26 kg.

b. Charge du nuage électronique : 3 × (−1,6 · 10−19) = −4,8 · 10−19 C ;

Masse :

3 × 1,67 ⋅ 10−27( )1 830

= 2,74 ⋅ 10−30 kg .

Activité 3 � p. 138

Cette activité de modélisation est fondée sur un article historique de Robert Millikan, dont proviennent les valeurs numériques à exploiter (exprimées en coulomb pour plus de simplicité, contrairement aux valeurs de Millikan obtenues en 1911).

La discussion du protocole expérimental mène les élèves à discerner plusieurs interactions fondamentales intervenant au cours de la manipulation de Milikan. Le traitement informatisé des données de Millikan, dans la partie B de l’activité, fait non seulement apparaître la quanti-fi cation de la charge, mais donne aussi accès à une valeur expérimentale de la charge élémen-taire, introduite à l’activité précédente.


1. L’interaction gravitationnelle.2. L’interaction électromagnétique.

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3. Δq vaut toujours à peu près 1,6 · 10−19 C (sauf entre la deuxième et la troisième plus grandes valeurs mesurées : c’est le double).4. Les nombres entiers correspondent à 4, 5, …, 13, 14, 16, 17.5. Il s’avère que la charge électrique de toutes les gouttes observées est un multiple entier d’une quantité constante. Cette quantité, notée e, est appelée charge élémentaire.

Activité 4 � p. 139Les activités précédentes ont introduit les interactions gravitationnelle et électromagnéti-

que et posé la question des distances entre objets, des plus grandes aux plus petites. Cette dernière activité met en rapport interaction et distance, en proposant l’étude des quatre interac-tions fondamentales, de leurs caractéristiques et de leur champ d’infl uence.

Les élèves pourront avec profi t être amenés à rechercher dans leur quotidien des exemples de manifestations des interactions gravitationnelles et électromagnétiques.


1. a. Action entre deux objets.b. Il y a quatre interactions fondamentales : l’interaction gravitationnelle, l’interaction électro-magnétique, l’interaction faible et l’interaction forte.2. a. La masse. b. La charge électrique.3. Toujours attractive.4. a. Non : à très courte distance (au sein du noyau uniquement).b. Non : à très courte distance (au sein du noyau uniquement).5. a. Interaction gravitationnelle ; b. Interaction forte ; c. Interaction électromagnétique.6. Elle est associée à la radioactivité. 7. Interaction Portée Édifi ce organisé

Gravitationnelle Infi nie Galaxie

Électromagnétique Infi nie Cristaux de sel

Faible 10−17 m Noyau radioactif β

Forte 10−17 m Noyau atomique

C. Déroulement du cours

On peut compter pour ce chapitre une séances d’activités expérimentales en demi-groupe d’une heure et deux séances en classe entière.Exemple de progression :Travail à la maison • Activités 1 et 2 Remarque : ces activités s’appuient sur des connaissances et savoir-faire

de la classe de seconde et peuvent donc constituer un travail en autonomie préparatoire à la séance en classe entière.

Cours • Séance en classe entière : 1. La matière à différentes échelles ; 2. Les consti-tuants de la matière ; exercices d’application (1 h à 1 h 30).

Séance de TP • Séance en demi-groupe : activité 3 (1 h).Cours • Séance en classe entière : Activité 4 ; 3. Les interactions fondamentales ;

exercices d’application (2 h).

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D. Réponses aux exercices p. 144

Les réponses aux exercices qui ne fi gurent pas ici sont à la fi n du manuel, p. 352.

13 Le nombre de charge serait alors

N =9 ⋅ 10−19

1,60 ⋅ 10−19= 5,6 , qui n’est pas entier.

Soit la précision sur la charge est insuffi sante, soit l’information est erronée.

14 1. a. 92

238U .b. Le noyau contient 238 nucléons dont 92 protons et 146 neutrons.

2. a. 92235U .

b. 235 nucléons dont 92 protons et 143 neutrons.

3. Ces deux noyaux sont isotopes.

15 1. Il s’agit de l’électron.

2. La charge d’un électron est :–e = –1,6 · 10−19 C ; il y en a 8.

16 1. Nombre moyen de nucléons contenus dans le noyau :

3,79 · 10−25/(1,67 · 10−27 ) = 227.

2. Nombre de protons contenu dans son noyau : Z = 88.

3. Par neutralité de l’atome de radium, le nombre d’électrons est égal à Z = 88.

4. a. Dans 226Ra : 226 nucléons donc :226 − 88 = 138 neutrons ; dans 228Ra : 228 nucléons donc :228 − 88 = 140 neutrons.b. Le radium possède 226 nucléons en moyenne, donc 226Ra est prédominant.

17 1. A = 4,5 · 10−26/1,67 · 10−27 = 27 ;Z = 20,8/1,6 = 13.

2. 13 protons, 13 électrons et 14 neutrons. (Il s’agit donc d’un atome d’aluminium Al.)

19 1.

NoyauNombre de neutrons

Nombre de protons

1939K 20 19

1940K 21 19

4 1. a. 430 al.

b. 2,71 107 ua.

c. 4,07 1018 m.

2. 1018 m.

5 Ordres de grandeur :Atome d’hydrogène : 10−10 m ; Globule rouge : 10−5 m ; Nouveau-né : 100 m ; Sommet du Mont Everest : 104 m ; Terre : 107 m ; Soleil : 109 m.

6 1. a. 3,3 · 10−5 m ; b. 4 · 10−10 m ;c. 2,0 · 10−4 m ; d. 9,0 · 10−8 m ; e. 6,5 · 10−11 m.

2. a. 10−5 m ; b. 10−10 m ; c. 10−4 m ; d. 10−7 m ; e. 10−10 m.

7 1. Le diamètre du Soleil mesure :D = 1,4 million de km.

2. R = 6,4 · 103/1,4 · 106 = 4,6 × 10−3 m (c’est-à-dire moins de 5 mm).

3. 1 ua correspond sur la voie verte à 150/1,4 = 107 m.

4. « Mercure » est à 41 m du « Soleil » ; « Jupi-ter » à 0,56 km ; « Pluton » à 4,2 km.

5. 11 000 × 1,4 · 106 = 15 · 109 km.

6. On pédale longtemps pour voir, de temps en temps, quelques (11) corps célestes éloi-gnés les uns des autres.

12 1. 2555Mn2+ : 25 protons, 55 − 25 = 30 neu-

trons, 25 − 2 = 23 électrons.

2. 53127I− : 53 protons, 127 − 53 = 74 neutrons,

53 + 1 = 54 électrons.

3. 919F− : 9 protons, 19 − 9 = 10 neutrons,

9 + 1 = 10 électrons.

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27 1. a. La norme de la force gravitation-nelle est : Fg = G ·

m

p2 /d2

= 6,67 · 10−11 × (1,67 · 10−27)2/(10–15)2 = 1,9 · 10−34 N ; la force gravitationnelle est donc de l’ordre de grandeur de 10–34 N. b. La norme de la force électrostatique : Fg = k · e2/d2 = 9,00 · 109 × (1,6 · 10−19)2/(10−15)2 = 2,30 · 102 N ; la force électrostatique est donc de l’ordre de 102 N.

2. L’interaction gravitationnelle est attractive mais négligeable devant l’interaction électro-magnétique répulsive.

3. L’interaction forte assure la stabilité du noyau. Pour cela, elle doit être attractive et avoir une valeur supérieure à 102 N, entre deux protons distants de 10−15 m, pour contrer la répulsion électromagnétique.

28 1. a. Norme de la force gravitationnelle : 1,98 · 1015 N soit, en ordre de grandeur 1015 N.b. La Terre et son atmosphère d’une part et la Lune d’autre part sont globalement neutres : la force électrostatique est donc nulle.

2. L’interaction gravitationnelle explique la stabilité du système Terre-Lune.

29 1.

Fg

= GmM

T

RT2

, soit numériquement

F

g= 8,6 ⋅10−9 N .

2. a. La norme de la force gravitationnelle est plus grande, et cette force est verticale et de sens contraire à la force électrostatique.

b. Il faut que Fe > Fg donc :

q

10e>

8,6 ⋅ 10−9

4,3 ⋅ 10−9= 2 .

Aussi, il faut que q � 20e soit 32 ⋅ 10−19 C.

30 1. a. L’interaction gravitationnelle avec la Terre.b. Le fait qu’il y ait une tension est dû à la cohésion du fi l, qui s’explique essentielle-ment par les interactions électromagnétiques au sein de la matière.

614 C 8 6

612 C 6 6

714N 7 7

1840 Ar 22 18

614 C et

612 C sont isotopes, ainsi que

1939K et

1940K .

2.

Z 16 6 8 11 16

A 32 12 16 23 31

Symbole S C O Na S

Représentation 1632 S

612 C

816 O

1123Na

1631S

Z 8 7 6 5 11

A 17 14 14 11 24

Symbole O N C B Na

Représentation 817 O

714N

614 C

511B

1124Na

20 1. D = 1

2H et T = 1

3H .

2. a. m(H2O) = 18 × 16,7 · 10−27 = 30,0 · 10−27 kg b. m(D2O) = 20 × 16,7 · 10−27 = 33,4 · 10−27 kg c. Si dans la molécule d’eau, les atomes d’hy-drogène sont sous la forme isotopique D, la molécule est 10 % plus lourde que s’ils sont sous la forme H.

21 1. La masse molaire (en g · mol−1) vaut le nombre de nucléons.

2. Il s’agit de l’isotope 714N , de masse molaire

14 g · mol−1.

3. M = 0,73 × 63 + 0,27 × 65 = 64 g · mol−1.

25 1. Interaction gravitationnelle.

2. Interaction électromagnétique.

3. Interaction forte.

4. Interaction faible.

5. Interaction gravitationnelle.

26 Non, car elle ne se manifeste qu’au sein d’édifi ces de très petite taille où règne égale-ment l’interaction forte, prédominante.

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b. « C’était presque aussi incroyable que si vous aviez envoyé un obus de calibre 38 cm [c’est-à-dire de 38 cm de diamètre !] sur un mouchoir en papier et qu’il vous avait rebondi dessus. » À travers cette comparaison, on comprend la surprise de Rutherford.c. Rutherford explique cette rétrodiffusion par des collisions simples entre les particules chargées et d’autres objets de grande densité massique et de petites dimensions (le noyau, « nucleus »). L’interaction électromagnétique peut expliquer que les particules alpha rebon-dissent parfois.d. La charge du noyau d’or doit être de même signe que celle des particules α (donc posi-tive) pour que la force coulombienne soit répulsive.

34 1. a. Cl– : 14 protons, 15 électrons et 21 neutrons ; b. Na+ : 11 protons, 10 électrons et 12 neu-trons.

2. a. Fg, N/N = 6,67 ⋅ 10−11 ×

35 × 1,67 ⋅ 10−27( )2

393 ⋅ 10−12( )2

= 1,48 ⋅ 10−42 N .

b.

Fg, P/P = 6,67 ⋅ 10−11 ×

23 × 1,67 ⋅ 10−27( )2

393 ⋅ 10−12( )2

= 6,37 ⋅ 10−42 N .

c. F

g, P/N = Fg, N/P

= 6,67 ⋅ 10−11 × 23 × 35 × 1,67 ⋅ 10−27( )

2

278 ⋅ 10−12( )2

.

3. a.

FC, N/N = 9,00 ⋅ 109 × 1,60 ⋅ 10−19( )

2

393 ⋅ 10−12( )2

= 1,49 ⋅ 10−9 N .

b.

FC, P/P = 9,00 × 109 × 1,60 ⋅ 10−19( )

2

393 ⋅ 10−12( )2

= 1,49 ⋅ 10−9 N .

2.

P = GmM

T

RT2

soit numériquement :

P = 9,8 × 1,0 · 10−4 = 9,8 · 10−4 N.

3. a. qA = qB =

q

2.

b. FB/A = k

qAqB

AB2=

k

4

q2

AB2

c.

q2 =4

9,00 ⋅ 1091,0 ⋅ 10−2( )

2× 9,8 ⋅ 10−4

soit q = 6,6 ⋅ 10−9 C .

32 1. Composition du noyau d’hélium 4 : 2 protons, 2 neutrons.

2. a. La valeur de la norme de la force gravi-tationnelle qui s’exerce entre deux nucléons est :

Fg

= 6,67 ⋅ 10−11 × 1,67 ⋅ 10−27

2,3 ⋅ 10−15

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟

2

= 3,5 ⋅ 10−35 N.

b. La force coulombienne qui s’exerce entre deux neutrons, ou entre un neutron et un pro-ton, est nulle. Entre deux protons :

Fe

= 9,00 ⋅ 109 × 1,60 ⋅ 10−19

2,3 ⋅ 10−15

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟= 44 N .

3. a. La force électrostatique est largement supérieure à la force gravitationnelle.b. La force électrostatique est répulsive entre protons. Comme l’interaction gravitationnelle est négligeable entre deux protons, il faut donc un troisième type d’interaction pour expliquer la stabilité du noyau de lithium.c. C’est l’interaction forte.

33 1. Composition du noyau d’hélium 4 : 2 protons, 2 neutrons. S’agissant d’un simple noyau, la particule ne comporte pas d’élec-tron : c’est donc un ion He2+.

2. Ordres de grandeur :a. du rayon d’un atome : 10–10 m.b. du rayon d’un noyau : 10–15 m.

3. a. Ordre de grandeur de la surface présen-tée par un atome : 10–20 m2 ; par un noyau : 10–30 m2.

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5. a. Frottement cheveu – caoutchouc : le caout-chouc est chargé négativement. b. Les cheveux, chargés positivement, sont d’une part attirés par le ballon, chargé néga-tivement, et se repoussent mutuellement d’autre part.

38 L’organisme de référence en matière de normalisation des unités dans le monde scientifi que (BIPM) et ceux de la normalisation dans le monde technique et industriel (IEEE et NIST) précisent que 1 kilo-octet = 103 octet, et non pas 210 (1024) octet.

1. Support de stockage

Disquette RAM Clé USB

Capacité (o) 106 109 1011

Support de stockage

CD-Rom DVD-Rom

Disque dur actuel

Capacité (o) 109 1010 1012

2. a. 8 × 650 · 106 = 5,2 · 109 bitsb. La surface totale du disque est de 108 cm2 ; la surface de la zone centrale est de 15,9 cm2 ; ainsi, la surface utile de stockage vaut 92,1 cm2.

3. a. 92,1/5,2 · 109 = 1,77 · 10−8 cm2.b. En prenant la racine carrée, on trouve 1,33 · 10−4 cm, soit 1,3 micron.

39 1. Feynman prévoit la possibilité physi-que de positionner les atomes un par un, donc de manipuler la matière à une échelle de l’or-dre du nanomètre (jusqu’à 0,1 nm pour ce qui concerne les plus petits atomes), ce que les nanotechnologies ont concrétisé depuis.

2. a. Environ une dizaine d’atomes sont ali-gnés sur l’image : la longueur du rectangle est d’environ 10 × 140 = 1,4 nm, donc de l’ordre du nanomètre.

b. L’aire du rectangle est d’environ :

10−9( )

2= 10−18 m2 .

3. a. La surface de la tête d’épingle est d’envi-

ron

0,1 ⋅ 10−3( )2

= 10−8 m2 .

b. Sur la tête d’épingle, on pourrait tracer

10−8

10−18= 1010 caractères.

c. FC, P/N = FC, N/P

= 9,00 ⋅ 109 × 1,60 ⋅ 10−19( )

2

278 ⋅ 10−12( )2

= 2,96 ⋅ 10−9 N.

4. La force gravitationnelle est toujours attrac-tive. La force électromagnétique est attractive entre un objet chargé négativement et un objet chargé positivement (donc entre un ion Na+ et un ion Cl−), répulsive entre des objets dont la charge est de même signe (donc entre deux Na+ ou entre deux Cl−).

5. Les forces électromagnétiques sont large-ment prépondérantes. La force électroma-gnétique entre ions de charges opposées est attractive et assure la cohésion du cristal.

35 L’épaisseur e du fi lm d’huile vaut :

e =

5 ⋅ 10−6

20 × 100= 2,5 ⋅ 10−9 m = 2,5 nm .

C’est un ordre de grandeur plausible pour la taille d’une molécule d’huile.

36 1. a. La soie (8e en partant du haut) arra-che des électrons au verre (3e) et se charge donc négativement, tandis que la soie se charge positivement.b. L’ambre (10e en partant du haut) arrache des électrons à la peau de chat (7e) et se charge négativement, tandis que la peau de chat se charge positivement.

2. a. Le téfl on est le dernier matériau, en partant du haut. Si on le frotte avec un autre matériau de la liste, il portera donc une charge négative.b. La peau est le premier matériau de la liste : elle perdra des électrons lors du frottement avec un autre matériau et aura donc une charge positive.

3. a. La peau de chat.

b. La peau de lapin… ou sa propre peau.

4. N =

q

e soit

N =1 ⋅ 10−9

1,60 ⋅ 10−19= 0,6 ⋅ 1010 :

l’ordre de grandeur du nombre d’électrons arrachés est 1010.

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5. Le nombre de caractères contenus dans l’En-cyclopédie Britannica est :

104 × 103 × 24 = 2,4 · 108. C’est moins que le nombre de caractères qu’on pourrait inscrire sur la tête d’épingle. La proposi-tion de Feynman est donc… envisageable !

40 Un être humain de masse moyenne 70 kg peut être considéré, en termes de masse, comme uniquement constitué de nucléons, particules élémentaires les plus lourdes ; on néglige la masse des électrons, qui est près de 2 000 fois plus faible.Avec cette hypothèse, le nombre de nucléons contenu dans 70 kg est N = 70/1,64 · 10–27 = 4,2 · 1028.En considérant qu’il y a autant de protons que de neutrons dans le corps humain, le nombre de protons est :

Np = 4,2 · 1028/2 = 2,1 · 1028.Si le corps humain présente un excès de 1 % d’électrons, sa charge est :

0,01 × 2,1 · 1028 × (–1,6 · 10–19) = –3,4 · 107 C.La force d’interaction entre les deux corps chargés est donnée par la loi de Coulomb : Fe = 9,00 · 109 × (–3,4 · 107)2/1,0 = 1,0 · 1026 N.Le poids d’un objet de masse identique à celle de la Terre est :

P = 5,98 · 1024 × 9,81 = 6,0 · 1025 N.Les valeurs de Fe et P sont effectivement du même ordre de grandeur.

41 1. Le nombre d’atomes présents dans le Soleil est de l’ordre de :

2 ⋅ 1033

1,7 ⋅ 10−24= 1,2 ⋅ 1057 .

2. Dans la voie lactée : 100 × 109 × 1,2 · 1057 = 1068 atomes environ.

3. Dans l’Univers : 1 000 × 109 × 1068 = 1080 atomes environ...

42 1. a. Fg = 6,7 · 10–11 × 1,67 · 10–27 × 9,1 · 10–31/(10–10)2 = 1,0 · 10–47 N soit un ordre de grandeur de 10–47 N.b. Fe = 9,0 · 109 × (1,6 · 10–19)2/(10–10)2 = 2,3 · 10–8 N soit un ordre de grandeur de 10–8 N.

2. Il faut calculer le rapport Fe/Fg.Fe/Fg = 10–8/10–47 = 1039.Une force « environ un milliard de milliard de milliard de milliard de fois plus intense » veut dire qu’il y a un rapport 109+9+9+9 = 1036. On trouve ici que la force électrostatique est envi-ron mille milliards de milliards de milliards de milliards de fois plus intense que la force gra-vitationnelle.

3. On peut donc ici négliger la force d’interac-tion gravitationnelle devant la force électros-tatique.

E. Bibliographie

✔ P. RADVANYI, Histoire de l’atome, Belin, 2007.✔ Les puissances de 10, fi lm en version anglaise sur le site http://www.powersof10.com et en

version française sur http://cdsweb.cern.ch/record/1002701 ✔ « De l’infi niment grand à l’infi niment petit », L’atome, Cea, 2002.

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