Le noyau atomique
Vous avez certainement déjà entendu parler de la radioactivité. Qu'il s'agisse des rayonnements radioactifs, des centrales nucléaires, ou des déchets radioactifs, tout cela se base sur un phénomène encore mystérieux de nos jours, qui implique l’atome et plus précisément son noyau. Les physiciens ont depuis longtemps étudié le noyau atomique pour en percer ses secrets. Les études expérimentales sont encore nombreuses et les expériences toujours soutenues. Encore aujourd'hui, on sait mal comment fonctionne le noyau de l'atome. On sait ce qu'il y a à l'intérieur (des protons, des neutrons, des quarks, et ainsi de suite), mais on sait mal comment ceux-ci tiennent ensemble. On sait que cela implique une interaction physique assez complexe (la force nucléaire) et que tout cela implique de la physique quantique. Mais les savants ne sont pas en reste et savent malgré tout beaucoup de choses sur le noyau de l'atome. Dans ce cours, nous allons tenter de vous expliquer ce qu'est le noyau de l'atome, ce qu'il y a à l'intérieur, comment celui-ci tient d'un seul tenant, et bien d'autres choses encore.
Ce livre sur la physique nucléaire basique explique ce qu'est le noyau de l'atome, ce qu'il y a à l'intérieur et comment celui-ci tient d'un seul tenant. Nous parlerons aussi de la radioactivité, avec les rayonnements radioactifs, les désintégrations et ainsi de suite.
- Public visé : Ce cours est destiné à une large audience, qui va du collégien à un public avec de solides connaissances en physique. Pour ce faire, le cours est divisé en sections de complexité croissante. Les chapitres de la première partie portent sur les bases du sujet et sont compréhensibles par tout un chacun, tant qu'il a reçu un enseignement de niveau collège/lycée. Ils aborderont surtout des notions simples et qualitatives, avec un sens physique relativement classique, sans physique quantique. Quelques formules peuvent faire leur apparition, mais elles restent rares et les mathématiques seront assez simples. Par contre, au-delà de la première partie, les choses deviendront plus complexes. Les formules seront plus courantes, allant de la loi de désintégration radioactive à des développements plus compliqués. Enfin, la troisième partie est destinée à un public plus averti, à l'exception du chapitre sur le modèle de la goutte liquide. Les autres chapitres abordent la structure interne du noyau atomique et parlent plus en détail de l'interaction nucléaire. Le niveau requis est alors plus élevé : des rudiments de physique quantique (avec le formalisme mathématique qui va avec) sont nécessaires.
- Pré-requis nécessaires : Le lecteur doit savoir ce qu'est un atome et ce qu'il y a à l'intérieur. Ceux qui veulent une introduction sur le sujet peuvent lire le cours suivant sur la Wikiversité, qui empiète un petit peu sur le présent cours : Structure de l'atome.
Sommaire
modifierPartie 1 : Le noyau atomique
modifier- Introduction historique : la découverte du noyau atomique
- Les nucléons : protons et neutrons, quarks et gluons
- Le noyau atomique : propriétés, constituants, description
- La cohésion du noyau : l'énergie de liaison
Partie 2 : Les rayonnements radioactifs
modifierPartie 3 : Les désintégrations et réactions nucléaires
modifier- Les désintégrations radioactives
- L'émission et la capture de nucléons
- La fusion et la fission
- La loi de désintégration radioactive
Partie 4 : La structure du noyau atomique et l'interaction nucléaire
modifier- L'interaction nucléaire
- Le modèle de la goutte liquide
- Le modèle du gaz de Fermi
- Le modèle en couche du noyau
- Les théories de la désintégration alpha
Annexes
modifierEn savoir plus
modifierWikibooks (anglais)
modifierVous trouverez, sur le wikibooks anglais, les wikilivres suivants qui parlent de la radioactivité et de ses applications médicales :
Liens externes
modifier- La radioactivité : Site de vulgarisation sur la radioactivité, assez complet.