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Les questions bêtes de la vie.
Yuan:
Étant donné que la gravité est en elle-même encore une théorie, c'est difficile de donner une réponse exacte ! Mais personnellement, de ce que j'ai appris et de la façon dont je l'ai retenu, oui, c'est le même principe, même si la science est encore incapable de l'expliquer dans tous ses détails.
Royug:
Peut-être que la gravité agit, mais je sais qu'il y a aussi la charge électrique qui entre en jeu. Les protons contenus dans le noyau sont de charge positive, alors que les électrons sont de charge négative, il est donc normal que ceux-ci s'attirent les uns les autres. Je sais aussi que les électrons possèdent une certaine énergie, ce qui explique en partie comment les électrons se tiennent à une certaine distance du noyau, et non collés à celui-ci. Plus l'énergie d'un électron est grande, plus celui-ci se tient éloigné de l'atome, et chaque énergie (quantifiée en plusieurs niveaux) correspond à une orbitale différente.
Par contre, j'ignore la raison pour laquelle les électrons possèdent une orbitale, pourquoi ils sont en mouvement au lieu de rester immobiles à certaines positions autour de l'atome. C'est peut-être par gravité, mais vu que tout ça se passe à un niveau si petit, il y a nécessairemrnt de la physique quantique qui entre aussi en jeu, et là-dedans je m'y connais beaucoup moins.
Cap:
De ce que j'ai compris, à cette échelle, la gravité est infiniment plus petite que
l'interaction électromagnétique. En gros, dans le calcul de la force de gravitation, on multiplie par les masses des deux corps, soit un ordre de grandeur de 10-27kg pour un proton (donc peut être un peu plus pour les noyau plus gros, en ajoutant les neutrons et d'autres protons, toussa), et 10-31kg pour les électrons, ce qui fait un truc très petit (et pour les pointilleux, vous pouvez toujours diviser par le carré des distances (ordre de grandeur d'un atome: 10-10m), ça fait toujours un truc très petit (et je vous épargne la constante de gravitation qui est aux alentour de 10-11USI (oui, flemme de mettre les unités :astro:). Mais ça changerait pas grand chose au résultat).
Bref, pour faire simple, les électrons, protons et autres sont tellement légers que la force de gravitation qui s'exerce sur eux est négligeable. C'est donc l'interaction électromagnétique qui est à prendre en compte, et qui permet le maintient en place des électrons autour du noyau :-*
Krystal:
Cap a tout dit. :-*
Après, je n'ai jamais été chercher du côté de la gravitation. C'était inné pour moi que le tout résulte de l'électromagnétisme, avec les électrons électronégatifs et tout.
Bluelink:
--- Citation de: Mentalink le jeudi 06 février 2014, 13:44:02 ---Les électrons sont-ils en orbite autour du noyau de l'atome par un principe de gravité de la même manière que la Terre tourne autour du Soleil, ou s'agit-il d'autre chose ?
--- Fin de citation ---
Comme l'a dit Cap, c'est l'interaction électromagnétique qui prédomine au sein d'un atome. Mais si l'on a longtemps cru que les électrons avaient une orbite autour du noyau similaire à celle des planètes autour du Soleil, c'est parce que cette interaction est en tout point analogue à la gravitation - à ceci près qu'elle s'exerce entre charges, et non entre masses. Si elle était un peu différente, on n'aurait jamais pu concevoir le modèle planétaire de l'atome.
Cependant, on sait depuis près d'un siècle que cette vision de l'atome est fausse. On a pu s'en rendre compte par une considération assez simple : une particule chargée dont la trajectoire est circulaire émet un rayonnement, ce qui signifie qu'elle perd de l'énergie. Dès lors, un électron qui tournerait autour du noyau atomique perdrait l'énergie qui le maintient en orbite, et finirait par "s'écraser" sur le noyau, ce qui entre en contradiction avec l'apparente stabilité des atomes.
Dans les années 20, avec l'avènement de la mécanique quantique, on a pu décrire précisément ce qu'il se passe réellement au sein d'un atome. Dans le cadre de cette théorie, la notion de position - et donc celle de trajectoire - n'a plus de sens, ce qui est extrêmement choquant pour l'intuition. On ne peut plus dire "à tel instant, l'électron se trouve à tel endroit", comme on peut le faire pour les planètes du système solaire. On peut seulement donner une description probabiliste des choses : à un instant donné, la probabilité d'observer l'électron à tel endroit vaut P, elle vaut P' à tel autre, etc. Cela n'a alors plus de sens de parler d'orbite, qui est une trajectoire bien définie. On dit plutôt que l'électron occupe une orbitale.
Pour se représenter les choses plus simplement, il faut imaginer l'électron non pas comme une particule ponctuelle, mais comme une espèce de "nuage" autour du noyau, bien que ce soit une vision un peu simpliste. Pour rendre les choses plus claires, cette image montre quelques orbitales de l'atome d'hydrogène (un proton et un électron) :
Plus la couleur est claire à un endroit donné, plus la probabilité d'observer l'électron à cet endroit est élevée (bien entendu, il s'agit d'une "coupe" en deux dimensions).
Concernant la gravitation, bien qu'il soit commode de la mettre de côté car elle est négligeable, il est tout à fait possible de la prendre en compte dans la théorie. Il me semble que des mesures de très haute précision sur l'atome d'hydrogène ont été effectuées, et qu'elles étaient en très bon accord avec la théorie (mais je n'arrive pas à retrouver de source là-dessus).
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