question sur l'atome

[moidu18]

Voilà je me pose une question depuis un certain temps :

En physique, on a toujours dit que les charges + et - s'attirent, que les charges de mêmes signes se repoussent.

Donc ma question est, comment l'atome reste stable? En toute logique, les protons du noyau devrait se repousser, et les électrons devraient étres attiré par les protons??? Mais en réaliter les protons forment le noyau, et les électrons gravitent autours, c'est tout le contraire de la théorie des charges.

Y a t'il une explication à ça?

[Poltergeist binoclard]

Bien sûr !

Tu fais là une constatation très juste : si on ne tient compte que des forces de Coulomb (interactions entre charges), les électrons, chargés négativement, devraient être attirés par les protons du noyau, chargés positivement.

De même, si on ne tient compte que des interactions charge-charge, les protons devraient se repousser car ils sont chargés positivement.


Comment expliquer que les protons restent ensemble, mais que les électrons gardent leur distance ?


1) Le cas des protons

Une autre force entre en jeu que les forces de Colomb : la "force nucléaire forte", une force de très grande intensité mais n'ayant qu'une portée très petite, qui s'exerce entre les protons et neutrons du noyau pour les maintenir ensemble.


2) Le cas des électrons

Le problème des électrons est plus gênant, parce qu'il n'a pas d'explication simple à expliquer.

Ou plus exactement, il en a une qui tient debout mais qui est fausse : le modèle que tu as en tête, où les électrons "tournent" autours du noyau, ne correspond pas à la réalité, qui est beaucoup moins intuitive que cela.

Mais, même en se basant sur ce modèle faux (le "modèle de Bohr"), on peut expliquer pourquoi les électrons ne tombent pas sur le noyau : de la même façon que la Lune, pourtant attirée par la force gravitationnelle de la Terre, ne s'effondre pas sur cette dernière, les électrons ne tombent pas sur le noyau à cause de leur "force centrifuge".

Cependant, pour répondre pour de vrai à ta question, il faut faire appel à la mécanique quantique, où les particules comme l'électron sont traitées comme des ondes et où on peut montrer que la forme des orbitales des électrons est telle qu'il est impossible de les trouver en-dessous d'une certaine distance par rapport au noyau.