Page 35 - cahiers de sciences physiques 4ème Maths - 3ème Trimestre

IV- Energie de liaison du noyau :
1. Défaut de masse du noyau
4
* Exemple du noyau d’hélium : He
2
La masse du noyau d’hélium,qui peut être mesurée avec spectrographe de masse est m = 4,001506u.
a- Déterminer la composition du noyau d’hélium.
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b- Calculer la masse totale m’ des nucléons séparés (isolés), sans interaction, et au repos :m p = 1,007277u ;
m n = 1,008665u
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
c- Comparer les valeurs de m et m’ et calculer la variation Δm = m’-m de la masse du système formé par les
quatre nucléons qui constituent le noyau d’hélium, lorsqu’on les sépare. Conclure.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Remarque : Ce défaut de masse Δm est du à l’existence, de forces qui permettent la liaison entre les nucléons du
noyau, appelées forces nucléaires (ou interaction forte) qui deviennent importantes lorsque la distance entre les
nucléons est très courte (de l’ordre de 1Fm).
* Généralisation :
Expérimentalement, on a constaté que la masse du noyau atomique est toujours inférieure à la somme des masses
des nucléons qui le constituent.
A
Dans le cas d'un noyau X , en notant m p la masse du proton et m n la masse du neutron, on peut écrire:
Z
m noyau < Z.m p + (A - Z).m n .
Définition : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
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2. Énergie de liaison du noyau :
a- Définition: On appelle énergie de liaison d'un noyau (notée E l ) l'énergie que doit fournir le milieu extérieur
2
pour séparer ce noyau au repos en ses nucléons libres au repos. E l = Δm.c ……………………………………………………………..
2
Lorsqu'on brise le noyau, sa masse augmente de Δm et son énergie de Δm.c . On en déduit que l'énergie de liaison
d'un noyau a pour expression:
E l : énergie de liaison du noyau (en Mev)
2
El = ∆m.c avec
Δm: défaut de masse du noyau (en kg)
-1
c: célérité de la lumière dans le vide (en m.s )

2
L’énergie du système augmente de ∆m.c

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