ATOME

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Composants de base de l'atome

Composants de base de l'atome
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Modélisation de l'atome d'uranium

Modélisation de l'atome d'uranium
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Max Planck

Max Planck
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Énergie du photon

Énergie du photon
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Atome et théorie du solide

La théorie atomique et les méthodes de la mécanique quantique ont permis une description détaillée des propriétés de la matière à l'état solide.

Les cristaux sont caractérisés par un arrangement très ordonné de leurs atomes tel qu'un réseau géométrique caractéristique se répète dans tout le cristal.

Chlorure de sodium

Chlorure de sodium

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Réseau cristallin du chlorure de sodium… 

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Les corps amorphes (les verres par exemple) sont constitués d'atomes qui ne sont que localement ordonnés. Un réseau d'atomes se prolonge dans un autre réseau un peu différent du premier.

Les principaux solides cristallins se classent, en général, dans les types suivants :

1. Les métaux et alliages métalliques ; les forces d'interaction responsables du maintien des atomes dans les réseaux métalliques sont nommées forces de liaison métallique. Les atomes dans le métal ont un électron qui n'est pas très fortement lié ; il en résulte que celui-ci peut migrer aisément d'un atome à l'autre, ce qui explique les propriétés de conductions électrique et thermique des métaux. Le gaz que formeraient de tels électrons obéit au principe de Pauli ; il est décrit par une théorie statistique due à Fermi et Dirac.

Enrico Fermi

Enrico Fermi

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Enrico Fermi (1901-1954), physicien italien émigré aux États-Unis, s'orienta dès 1932 vers la physique nucléaire. Il reçut en 1938 le prix Nobel de physique pour ses travaux concernant l’étude des éléments radioactifs artificiels produits par un bombardement de neutrons. Le 2 décembre... 

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2. Les cristaux ioniques : les nœuds du réseau sont occupés par des ions.

3. Les cristaux moléculaires incluent des atomes ou molécules neutres dans leurs réseaux. Les forces de liaison entre ces atomes ou molécules sont les forces d'attraction de Van der Waals.

4. Les cristaux de valence sont constitués d'atomes dont les interactions sont des forces de liaison chimique (diamant) ; le couplage correspondant des électrons explique la grande résistance électrique de ces cristaux.

5. Les semi-conducteurs dont les propriétés résultent, en général, de la libération d'électrons par des impuretés insérées dans un réseau cristallin, avec mise en œuvre d'une énergie faible par rapport à l'énergie d'excitation d'un atome libre, énergie qui n'est pas très grande non plus en comparaison avec l'énergie thermique kT.

6. Les cristaux à liaison hydrogène, pour lesquels la cohésion est créée par le déplacement d'atomes d'hydrogène d'un radical vers la partie négative d'une autre molécule.

[...]

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Écrit par :

  • : professeur de physique nucléaire, université Louis-Pasteur, directeur du groupe physique théorique et hautes énergies du Centre de recherche nucléaire de Strasbourg

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Autres références

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DESCRIPTION DE L'ATOME

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Ernest Rutherford (1871-1937) propose en 1911 un modèle planétaire de l' atome . L'interprétation des résultats expérimentaux obtenus par ses collaborateurs Hans Geiger et Ernest Marsden sur la déviation violente des rayons α une mince feuille d'or lui permet de comprendre qu'un atome est constitué d'un noyau extrêmement dense et chargé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/description-de-l-atome/#i_3039

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Dans le chapitre « Modélisation des alliages »  : […] La seconde voie non expérimentale est celle de la théorie physique de l'état solide. Les atomes interagissent entre eux par l'intermédiaire de leurs couches électroniques externes, lesquelles sont bien décrites par la mécanique quantique. Des modèles des alliages ont été construits pour essayer, dans un premier temps, de déterminer si le voisinage […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/#i_3039

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Dans le chapitre « La nouvelle physique atomique »  : […] de réconcilier les descriptions ondulatoires et corpusculaires, irréductiblement contradictoires en physique classique. Depuis le début du xxie siècle, les physiciens savent désormais manipuler les atomes pour utiliser cette dualité. Ils parviennent à capturer et immobiliser les particules dans des pièges. Les atomes peuvent y être animés par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-atomique/#i_3039

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Dans le chapitre « Théorie de la constitution des atomes »  : […] La découverte des électrons, particules environ 2 000 fois plus légères que l'atome d'hydrogène et portant toutes la même quantité de charge électrique négative, avait conduit les physiciens, dès le début de ce siècle, à concevoir l'atome comme un système complexe, formé d'une distribution de masse et de charge positive et d'un certain nombre d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/niels-bohr/#i_3039

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CHIMIE - Histoire

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CHU STEVEN (1948-    )

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  • Bernard PIRE
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de 1983 à 1987, le département d'électronique quantique de ATT-Bell à Holmdel (New Jersey). Il y développe une nouvelle technique de refroidissement atomique, utilisant l'effet Doppler qui modifie les niveaux d'énergie d'un atome selon sa vitesse : un intense rayonnement laser absorbé par des atomes en mouvement permet l'accumulation d'un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/steven-chu/#i_3039

COHEN-TANNOUDJI CLAUDE (1933-    )

  • Écrit par 
  • Étienne GUYON
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de l’École normale supérieure à Paris se sont attachés à un autre aspect de l'action de la lumière sur les atomes : le refroidissement et le piégeage radiatifs. Les résultats obtenus en ce domaine sont à l'origine du prix Nobel 1997, partagé avec les Américains Steven Chu et William Phillips. Localisés par des faisceaux laser se faisant face […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/claude-cohen-tannoudji/#i_3039

CONTINUITÉ ET DISCONTINUITÉ, physique

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  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
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Dans le chapitre « L'hypothèse atomique »  : […] les fluides apparemment les plus homogènes soient faits d'infimes éléments discontinus ? C'est l'hypothèse atomique des Anciens. Sa fonction première est de conjurer le vertige de l'infini que provoque la conception opposée d'une homogénéité absolue, entraînant une divisibilité sans fin, et menaçant le réel d'une véritable dissolution par perte d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/continuite-et-discontinuite-physique/#i_3039

COPENHAGUE ÉCOLE DE

  • Écrit par 
  • Bernard d' ESPAGNAT
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On regroupe sous ce nom les physiciens théoriciens qui, entre 1920 et 1930, après avoir élaboré la mécanique quantique, mirent en évidence ses aspects les plus révolutionnaires par rapport aux concepts en vigueur jusqu'alors et furent les instigateurs d'un très profond débat épistémologique qui se poursuit encore actuellement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ecole-de-copenhague/#i_3039

CORNELL ERIC A. (1961-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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le groupe de Carl Wieman à l'université du Colorado à Boulder, où il est nommé professeur deux ans plus tard. Il se consacre alors à la recherche du condensat de Bose-Einstein, état prédit en 1924 par Satyendranath Bose et Albert Einstein, dans lequel les atomes sont sujets d'un étrange comportement collectif qui ne se décrit simplement qu'en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eric-a-cornell/#i_3039

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 292 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Les principales structures cristallines »  : […] est en effet souvent celle qui réduit au minimum l'énergie d'interaction entre les atomes d'un corps solide, d'où sa stabilité et sa pérennité. Selon les matériaux, les interactions entre les atomes sont de trois types : les liaisons métalliques (spécifiques des métaux purs et de leurs alliages), les liaisons ioniques (cas […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/#i_3039

DE LA RADIOACTIVITÉ À LA FISSION DE L'ATOME - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Robert DAUTRAY
  •  • 867 mots

la pratique, car il est plus intuitif. Par exemple, les sources de radiothérapie dans les hôpitaux sont exprimées en Ci. Rutherford montre l'existence d'un noyau de l'atome et propose un modèle de l'atome (modèle de Rutherford) : un noyau entouré d'électrons. Il identifie cette structure à un système planétaire : le noyau joue le rôle du Soleil […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/de-la-radioactivite-a-la-fission-de-l-atome-reperes-chronologiques/#i_3039

DESCRIPTION ET EXPLICATION

  • Écrit par 
  • Jean LARGEAULT
  •  • 9 337 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L'explication spatiale »  : […] excités du champ gravitationnel. Comme autres exemples, citons la représentation de l'atome et de ses électrons, qui gravitent autour du noyau suivant des orbites correspondant à leur niveau d'énergie (« modèle planétaire » de Bohr-Sommerfeld) ; l'atomisme de l'Antiquité, à condition de considérer que les atomes diffèrent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/description-et-explication/#i_3039

ÉCLAIRAGE DOMESTIQUE

  • Écrit par 
  • Georges ZISSIS
  •  • 8 123 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Les lampes halogènes  »  : […] du filament de tungstène (donc le rendement de la lampe) sans détériorer ce dernier – les atomes de l’halogène se recombinent avec les atomes métalliques qui se sont échappés du filament chaud puis viennent s’y redéposer, ce qui évite sa dégradation – et aussi de miniaturiser les dimensions de l’ampoule, le noircissement provoqué par le dépôt des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eclairage-domestique/#i_3039

EFIMOV VITALY (1938-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 644 mots

Il apparaît maintenant que le résultat d’Efimov s’applique plutôt aux systèmes atomiques régis par l’interaction électromagnétique, et en particulier aux gaz atomiques à très basse température qu’on sait réaliser depuis les années 2000. En 2006, l’équipe du professeur Rudolf Grimm de l’université d’Innsbruck (Autriche) a démontré la pertinence de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vitaly-efimov/#i_3039

ÉTAT, physique atomique et nucléaire

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
  •  • 220 mots

Description la plus complète d'un atome ou d'un noyau. Dans le formalisme de Heisenberg, un état correspond à un vecteur propre de la matrice décrivant le système […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-physique-atomique-et-nucleaire/#i_3039

EUROPEAN XFEL (laser européen à électrons libres et à rayons X)

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 1 425 mots
  •  • 4 médias

des structures moléculaires de taille atomique, mais surtout d’enregistrer les mouvements d’atomes individualisés en temps réel, au cours d’une réaction chimique ou enzymatique ou lors d’un changement de conformation d’une protéine, par exemple, ce qui n’était jusque-là abordable que par des voies indirectes et la modélisation […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/european-xfel/#i_3039

FORCES D'OSCILLATEUR

  • Écrit par 
  • Pierre BELLAND
  •  • 382 mots

Nombre d'oscillateurs classiques ayant la même absorption qu'un atome réel dans un certain état […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/forces-d-oscillateur/#i_3039

FROID, physique

  • Écrit par 
  • Jean MATRICON, 
  • Georges WAYSAND
  •  • 4 033 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Quelques applications du froid »  : […] Pour ce qui est des températures extrêmes obtenues par refroidissement optique d'atomes isolés, l'application envisagée est celle d'une horloge atomique utilisant des atomes de césium 133 piégés optiquement, qui permet d'augmenter par un facteur 100 la précision déjà remarquable des horloges atomiques actuelles (la seconde est définie à une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/froid-physique/#i_3039

HANLE EFFET

  • Écrit par 
  • Bernard CAGNAC
  •  • 419 mots

Phénomène de dépolarisation de la lumière de résonance d'une vapeur atomique, sous l'action d'un faible champ magnétique. Il a été observé et caractérisé par le physicien allemand W. Hanle en 1924 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-hanle/#i_3039

HAROCHE SERGE (1944-    )

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jean-Michel RAIMOND
  •  • 1 060 mots

interaction lumière-matière. Avec des expériences de plus en plus sophistiquées, il a étudié des systèmes de plus en plus simples, jusqu'au point où la matière n'est composée que d'un atome et du rayonnement d'un photon. À ce stade, ces expériences illustrent directement les postulats fondamentaux de la physique quantique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/serge-haroche/#i_3039

HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

  • Écrit par 
  • Léon ROSENFELD
  •  • 3 503 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Problèmes atomiques et nucléaires »  : […] la portée des méthodes antérieures. Parmi ceux-ci s'offrait tout d'abord celui de l'atome d'hélium, atome composé de deux électrons liés au noyau. Les états stationnaires de cet atome présentaient surtout une particularité (révélée par l'analyse de son rayonnement) qui n'avait pu être expliquée : ils se classaient en deux séries distinctes, telles […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/werner-karl-heisenberg/#i_3039

HYDROGÉNOÏDES

  • Écrit par 
  • Jean-Marc BRISSAUD
  •  • 267 mots

Ions positifs qui possèdent des propriétés analogues à celles de l'hydrogène (un seul électron dans un puits de potentiel simple) : He+, Li++, Be+++, etc. Pour ces ions pourvus d'un seul électron, l'équation de Schrödinger peut être résolue exactement et l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hydrogenoides/#i_3039

INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

  • Écrit par 
  • Bernard DIU
  •  • 4 623 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Électricité »  : […] Dans un atome (globalement neutre) Z électrons – chargés, par convention, négativement – évoluent autour d'un noyau positif très ramassé, constitué de Z protons – charge positive parfaitement opposée à celle de l'électron – et de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-electromagnetisme/#i_3039

ISOTOPES, biologie

  • Écrit par 
  • René BIMBOT, 
  • Marc PASCAUD, 
  • Maurice TUBIANA
  •  • 6 057 mots
  •  • 6 médias

Les atomes sont constitués d'un noyau autour duquel gravitent Z électrons porteurs de charges négatives (Z au total). Le noyau atomique est lui-même composé de Z protons portant chacun une charge positive unité et de N neutrons non chargés. Les masses du proton et du neutron étant voisines de 1 en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isotopes-biologie/#i_3039

KASTLER ALFRED (1902-1984)

  • Écrit par 
  • Bernard CAGNAC
  •  • 734 mots
  •  • 1 média

Physicien français, né le 3 mai 1902 à Guebwiller (alors en Allemagne) et mort à Bandol le 7 janvier 1984. Professeur à l'université de Paris et à l'École normale supérieure, Alfred Kastler a obtenu le prix Nobel de physique en 1966 pour « la découverte et le développement de méthodes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alfred-kastler/#i_3039

KETTERLE WOLFGANG (1957-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 322 mots

de nouveaux problèmes de physique et décide de retourner à la recherche fondamentale dans le domaine des atomes froids. Il prend alors le risque d'un contrat de courte durée dans le groupe de Dave Pritchard au Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) et s'y révèle vite extrêmement talentueux. Les innovations techniques imaginées par Pritchard […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/wolfgang-ketterle/#i_3039

LANGMUIR IRVING (1881-1957)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 230 mots
  •  • 1 média

Chimiste et physicien américain né à Brooklyn (New York) et mort à Falmouth (Massachusetts). Après des études de métallurgie à l'université Columbia, Irving Langmuir prépare sa thèse sous la direction de Walther Nernst à Göttingen. Rentré aux États-Unis, il y dirige des recherches pour le compte de la General Electric (Schenectady, N.Y.) de 1909 à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/irving-langmuir/#i_3039

LASERS

  • Écrit par 
  • Yves LECARPENTIER, 
  • Alain ORSZAG
  •  • 10 804 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Émission stimulée et amplification de lumière »  : […] On sait que les atomes, qui constituent la matière, sont formés d'un noyau et d'électrons. Ces derniers, en mouvement autour du noyau, ne peuvent occuper que des orbites bien déterminées, caractéristiques de l'atome. Chacune de ces configurations possibles de l'ensemble noyau- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lasers/#i_3039

LIAISONS CHIMIQUES - Liaison et classification

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 8 332 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Structures des atomes »  : […] On sait, depuis les expériences de E. Rutherford (1909), qu'un atome est constitué par des électrons de charge négative (− e) gravitant autour d'un noyau de charge positive, multiple de celle de l'électron (+ Ze) et de masse très supérieure, de sorte que, pratiquement, le problème se ramène au mouvement des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/liaisons-chimiques-liaison-et-classification/#i_3039

LUMIÈRE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  •  • 6 173 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Interaction lumière-matière »  : […] e siècle, les physiciens ont opéré une quantification de la lumière mais également de la matière. La matière est composée d'atomes, eux-mêmes formés d'un noyau, chargé positivement, et d'électrons. En fonction des positions occupées dans l'espace par ces électrons, on définit des niveaux d'énergie de l'atome (l'énergie ne peut pas […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/#i_3039

LUMINESCENCE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  •  • 3 909 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Atomes et molécules isolés »  : […] Selon les lois de la mécanique quantique, les atomes isolés, ou assemblés en molécules, puis en solides, possèdent des niveaux d’énergie. Pour comprendre les phénomènes de luminescence, il faut essentiellement considérer les niveaux d’énergies associés aux états électroniques […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/luminescence/#i_3039

MAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Damien GIGNOUX, 
  • Étienne de LACHEISSERIE, 
  • Louis NÉEL
  •  • 15 770 mots
  •  • 14 médias

Dans le chapitre « Le moment magnétique atomique ou ionique »  : […] La mécanique quantique nous apprend que, le plus souvent, le moment cinétique total d'un atome ou d'un ion libre est la somme vectorielle J du moment cinétique orbital L des électrons, provenant de leur mouvement autour du noyau, et de leur moment […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_3039

MASER

  • Écrit par 
  • Maurice ARDITI, 
  • Claude AUDOIN
  •  • 2 316 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Principes physiques »  : […] D'après les théories de Niels Bohr, un atome peut effectuer une transition entre deux niveaux d'énergie discrets E1 et E2 (E2 > E1), à condition que la loi de conservation de l'énergie E2 − E […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/maser/#i_3039

MATIÈRE

  • Écrit par 
  • Jacques GUILLERME, 
  • Hélène VÉRIN
  •  • 10 674 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L'idéalisation de l'espace cristallin ; un détour heuristique vers les structures moléculaires »  : […] reçue – elle est encore contestée à la fin du siècle –, les idées d'arrangements discriminateurs s'imposent aux chimistes. En 1843, dans sa Théorie des radicaux dérivés, A. Laurent proclame sans ciller que, « dans les corps inorganisés [...], la forme, le nombre et l'ordre sont plus essentiels que la matière » ; il est de ceux pour qui l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere/#i_3039

MATIÈRE (physique) - Vue d'ensemble

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  •  • 2 002 mots

La situation, paradoxalement, est un peu meilleure au niveau de l'atome lui-même. Il est vrai que sa composition est plus simple : alors qu'un petit morceau de matière (tel un gravillon ou une brindille) comporte de l'ordre de 1024 atomes de nombreuses espèces, un atome ne comprend qu'un noyau et de un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-vue-d-ensemble/#i_3039

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 606 mots
  •  • 13 médias

On se limitera ici aux aspects les plus fondamentaux, communs à tous les solides ou permettant de les différencier. Un solide contient un nombre d'atomes qui est de l'ordre du nombre d'Avogadro (NA = 6,02 × 1023). La connaissance des propriétés des atomes est indispensable au physicien, mais elle n’est pas suffisante : en effet, il est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-solide/#i_3039

MATIÈRE (physique) - État gazeux

  • Écrit par 
  • Henri DUBOST, 
  • Jean-Marie FLAUD
  •  • 8 283 mots
  •  • 9 médias

À l'observation microscopique, on constate que les gaz sont constitués d'atomes ou de molécules séparés par de grands espaces vides, alors qu'ils sont en contact dans la matière condensée. Une quantité macroscopique de gaz contient néanmoins un très grand nombre de molécules (6 × 1023 par mole). Celles-ci sont animées de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-gazeux/#i_3039

MICROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Christian COLLIEX, 
  • Jean DAVOUST, 
  • Étienne DELAIN, 
  • Pierre FLEURY, 
  • Georges NOMARSKI, 
  • Frank SALVAN, 
  • Jean-Paul THIÉRY
  •  • 19 720 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Pointes et microscopies d'émission »  : […] L'effet de champ peut également conduire à l'ionisation d'un atome neutre situé au voisinage d'une pointe métallique portée à un potentiel positif et placée dans une atmosphère où règne une faible pression d'hélium. L'ion formé est accéléré par les lignes de champ et frappe le détecteur en créant une image agrandie de la région où s'est produite l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscopie/#i_3039

MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX

  • Écrit par 
  • Roger CAMPARGUE
  •  • 5 696 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Jets et faisceaux moléculaires supersoniques (de 0,01 à 40 électronvolts) »  : […] à 105 fois plus élevées que dans l'approche américaine. Cela permet en particulier de produire plus facilement des agrégats moléculaires. On peut aussi éviter la condensation dans un jet produit à haute pression génératrice P0 à condition de chauffer le gaz dans la tuyère. On le réalise soit par effet Joule jusqu'à 3 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jets-et-faisceaux-moleculaires/#i_3039

MOLÉCULE

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 4 309 mots

Dans le chapitre « Des noyaux aux molécules »  : […] par rapport aux électrons, les noyaux constituent des centres d'attraction pour ces derniers, particules légères, chargées négativement. Il en résulte des édifices stables, les atomes, neutres, si le nombre d'électrons dont s'entoure le noyau est égal à Z, ou des ions, positifs ou négatifs selon que le nombre d'électrons est inférieur ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_3039

NEUTRON

  • Écrit par 
  • Bernard SILVESTRE-BRAC
  •  • 2 268 mots

Dans le chapitre « Découverte du neutron »  : […] Ernest Rutherford montre que la quasi totalité de la masse de l'atome est concentrée dans un volume très faible au centre de celui-ci. Une révolution est en route : l'atome vient de perdre son statut de particule insécable, et l'idée de noyau atomique vient de naître. Dans les années suivant la découverte du noyau, les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/neutron/#i_3039

NUCLÉAIRE (notions de base)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 4 108 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre « Au cœur de la matière »  : […] Un atome est constitué d’un noyau extrêmement dense de charge électrique positive, entouré d’un cortège d’électrons chargés négativement. Le noyau concentre presque toute la masse de l’atome ; quant au nuage d’électrons, il s’étend à une distance cent mille fois plus grande que la taille du noyau. Le volume de l’atome est donc essentiellement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire/#i_3039

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Noyau atomique

  • Écrit par 
  • Luc VALENTIN
  •  • 10 314 mots
  •  • 18 médias

La découverte d'un noyau minuscule au centre de l'atome date du début du siècle (Rutherford, 1911), mais c'est celle du neutron (Chadwick, 1932) qui lança la physique nucléaire sur ses bases actuelles. Depuis lors, en effet, on admet qu'un noyau de numéro atomique Z et de nombre de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-noyau-atomique/#i_3039

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

  • Écrit par 
  • René BIMBOT, 
  • René LÉTOLLE
  •  • 5 429 mots
  •  • 1 média

Le noyau est la partie centrale de l'atome autour de laquelle se déplacent les électrons. Le noyau est constitué de Z protons (chargés positivement) et de N neutrons (neutres électriquement). La masse atomique A du noyau est égale à la somme de N […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-isotopes/#i_3039

OPTIQUE - Optique cohérente

  • Écrit par 
  • Michel HENRY
  •  • 3 964 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Émission de la lumière »  : […] matériels. Dans les sources usuelles, dites sources thermiques, le mode dominant est l'émission spontanée. Les électrons périphériques des atomes sont portés à des niveaux d'énergie élevés, par absorption d'énergie thermique ou électrique. Revenant à un niveau inférieur, ils restituent l'énergie sous forme d'un train d'ondes de courte durée […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-optique-coherente/#i_3039

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 166 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre «  Essai de définition de la particule élémentaire »  : […] taille typique de 10—7 m, celui de la molécule, d'une dimension de 10—9 m, et celui de l'atome, dont l'échelle est de l'ordre de 10—10 m (fig. 1). Continuant cette descente dans la structure de la matière, on atteint le noyau de l'atome, avec une taille typique de 10 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_3039

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 728 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Bosons « quasi particulaires » »  : […] l'importance des bosons comme quasi-particules décrivant le comportement collectif des atomes d'un solide. Les phonons représentent les vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, lorsqu'on passe d'une description classique à une description quantique de ce phénomène. Lorsqu'on voit le solide comme un continuum élastique, on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-bosons/#i_3039

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 246 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Le spin de l'électron »  : […] spin, qui signifie ici tourner sur soi-même. La découverte du spin trouve sa source une fois encore dans l'étude des spectres d'émission des atomes, et même dans l'étude de l'effet Zeeman. Dès 1898, grâce à l'amélioration de la précision des mesures, Cornu avait découvert que la raie jaune D1 du sodium est décomposée en quatre raies par un champ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_3039

PERRIN JEAN (1870-1942)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 659 mots

Une précoce renommée scientifique lui permit d'être rapidement chargé d'un enseignement de chimie-physique à la Sorbonne. Le modèle planétaire de l'atome qu'il proposa en 1901 fut le précurseur des célèbres modèles développés par Ernest Rutherford et Niels Bohr. Partisan de l'hypothèse atomiste, il réalisa une série d'expériences sur l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-perrin/#i_3039

PHILLIPS WILLIAM D. (1948-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 345 mots

lasers accordables à colorant pour étudier les collisions d'atomes excités par des faisceaux lasers. Il soutient sa thèse de doctorat en physique en 1976 puis il tente de réaliser la condensation de Bose-Einstein d'atomes d'hydrogène polarisés. En 1978, il rejoint le laboratoire d'électricité du N.B.S. (National Bureau of […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/william-d-phillips/#i_3039

PHONON

  • Écrit par 
  • Jean-Paul BURGER
  •  • 2 362 mots
  •  • 3 médias

Les phonons, ou vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, représentent un des aspects les plus importants de la physique des solides. Ils interviennent dans des propriétés aussi diverses que la propagation d'ondes sonores, la chaleur spécifique, la conductivité thermique et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phonon/#i_3039

PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par 
  • Roland OMNÈS
  •  • 10 732 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « XVIIIe et XIXe siècles »  : […] À la fin du xixe siècle, la structure atomique de la matière est confirmée et conduit à une nouvelle épistémologie de la physique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-les-fondements-et-les-methodes/#i_3039

POMPAGE OPTIQUE

  • Écrit par 
  • Alfred KASTLER
  •  • 4 287 mots
  •  • 3 médias

un procédé qui permet de changer d'une manière appréciable les valeurs des populations des états quantifiés des atomes, des molécules et des ions (on désigne par le mot « population » le nombre d'atomes dans un état quantique donné). On peut ainsi créer une distribution de population très différente de la distribution d'équilibre thermique et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pompage-optique/#i_3039

PROTON

  • Écrit par 
  • Nicole d' HOSE
  •  • 4 575 mots

La matière est constituée d'atomes (dont la dimension est de l'ordre de 10—10 mètre), eux-mêmes formés par un noyau (dont la dimension est de l'ordre de 10—15 mètre, soit 1 femtomètre [fm]) autour duquel gravitent des électrons. Le proton est une particule de charge électrique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/proton/#i_3039

QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Claude de CALAN
  •  • 5 281 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Effets quantiques microscopiques »  : […] atomique) étudie la dynamique des électrons liés aux noyaux d'atomes. Les équations de la mécanique quantique donnent les valeurs propres possibles pour l'énergie de ces électrons, et l'on trouve des valeurs discrètes de l'énergie, repérées par un nombre entier n. On peut également compter le nombre d'états propres […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-quantique/#i_3039

QUASI-CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 3 080 mots
  •  • 4 médias

de manganèse par D. Shechtman, I. Blech, D. Gratias et J. Cahn. L'originalité de cet état tient à sa structure atomique, c'est-à-dire à un arrangement particulier des atomes dans l'espace. En effet, les premières observations, réalisées en microscopie électronique à transmission, témoignent d'une structure fortement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/#i_3039

RABI ISIDOR ISAAC (1898-1988)

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 173 mots

Physicien américain né à Rymanów en Galicie, Isidor Rabi fait ses études à l'université Columbia. En 1928, il travaille en Allemagne dans le laboratoire d'Otto Stern, où il commence ses études sur les jets atomiques […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isidor-isaac-rabi/#i_3039

RADIOACTIVITÉ

  • Écrit par 
  • Bernard SILVESTRE-BRAC
  •  • 5 424 mots
  •  • 4 médias

Il existe dans la nature une centaine de type d'atomes. Ils ont été regroupés par Mendeleïev en 1869 sur un tableau montrant les analogies chimiques. Un atome (dimension environ 10—10 m) est lui-même constitué d'un noyau minuscule (environ 10—15 m) contenant toute la masse, et de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/radioactivite/#i_3039

RUTHERFORD ERNEST lord (1871-1937)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 643 mots

au laboratoire de Manchester, et c'est là qu'il adapte la structure nucléaire de Rutherford à la théorie quantique de Max Planck, obtenant ainsi une structure atomique qui rend compte des résultats expérimentaux de J. R. Rydberg et d'autres spectroscopistes. H. G. J. Moseley travaille en 1913 en collaboration avec Rutherford […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ernest-rutherford/#i_3039

SCHWARZSCHILD KARL (1873-1916)

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 320 mots

Astronome allemand, né à Francfort-sur-le-Main, K. Schwarzschild se distingue, à l'âge de seize ans, par un article sur la théorie des orbes célestes et il fait ses études à Munich auprès de Hugo von Seeliger. En 1901, il est professeur et directeur de l'observatoire de Göttingen, poste qu'il quitte en 1909 pour prendre la direction de l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/karl-schwarzschild/#i_3039

SÉRIES, spectroscopie

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
  •  • 301 mots

Dans le spectre d'émission d'un atome, on peut trouver des raies dont les nombres d'ondes (inverse des longueurs d'onde, o = 1/λ) sont exprimés par une relation du type :σ = R(1/n2 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/series-spectroscopie/#i_3039

SOMMERFELD ARNOLD (1868-1951)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 210 mots

Physicien et mathématicien allemand, né à Königsberg et mort à Munich. Après des études de mathématiques et de sciences à l'université de Königsberg, Arnold Sommerfeld devint assistant à l'université de Göttingen et enseigna les mathématiques à Clausthal (1897) et à Aix-la-Chapelle (1900). En 1897, il avait entrepris avec Felix […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/arnold-sommerfeld/#i_3039

SPECTROMÉTRIE DE MASSE

  • Écrit par 
  • Michel de SAINT SIMON
  •  • 7 088 mots
  •  • 6 médias

de la matière en fonction de la masse de ses constituants : particules subatomiques, atomes, molécules, macromolécules biologiques ou non, agrégats, etc. Elle offre trois fonctions principales : la séparation des constituants atomiques ou moléculaires, la mesure de leur abondance relative et la mesure précise des masses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectrometrie-de-masse/#i_3039

SPECTROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Michel de SAINT SIMON
  •  • 5 068 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre «  Spectroscopie atomique »  : […] Les spectres des atomes ont pu être compris dans le cadre de la physique atomique qui, se fondant sur la mécanique quantique, décrit les niveaux d'énergie occupés par les électrons du cortège électronique. Une raie d'émission correspond à la transition d'un électron d'un niveau vers un autre niveau de moindre énergie, l'énergie excédentaire étant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectroscopie/#i_3039

STARK EFFET

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
  •  • 529 mots

Sous l'action d'un champ électrique, les niveaux d'énergie d'un atome sont perturbés et, par conséquent, les raies émises par cet atome sont modifiées. Elles sont décomposées en plusieurs composantes dont le centre de gravité peut être déplacé par rapport à la raie initiale. Cet effet, analogue à l'effet […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-stark/#i_3039

SURFACE PHÉNOMÈNES DE

  • Écrit par 
  • Jean-François JOANNY, 
  • Jean SUZANNE
  •  • 6 286 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Interaction avec les atomes »  : […] Lorsqu'un atome de gaz rare (ou une molécule neutre) s'approche de la surface d'un solide, il subit une attraction qui résulte des forces de dispersion, ou forces de Van der Waals […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_3039

TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

  • Écrit par 
  • Séverine BLÉNEAU-SERDEL
  •  • 1 954 mots
  •  • 3 médias

(Z) croissant : un nombre entier, compris entre 1 et 118, qui indique le nombre de protons que compte chaque atome de l’élément et qui correspond également au nombre de ses électrons. D’autre part, ils sont répartis dans les colonnes en fonction de leur configuration électronique (répartition des électrons autour du noyau atomique) et donc de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tableau-periodique-des-elements/#i_3039

TRANSISTOR À ATOME UNIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 318 mots

l'université de Nouvelle-Galles du Sud à Sidney (Australie) viennent de réaliser le premier transistor à effet de champ constitué par un unique atome. Lors de leurs travaux précédents, ils étaient déjà parvenus à fabriquer des nanoélectrodes en remplaçant, dans un réseau cristallin de silicium, une rangée d'atomes de silicium par des atomes de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/transistor-a-atome-unique/#i_3039

TRANSITION ORDRE-DÉSORDRE

  • Écrit par 
  • Hubert CURIEN
  •  • 4 693 mots
  •  • 6 médias

Dans un gaz idéal, les atomes (ou les molécules) sont distribués parfaitement au hasard les uns par rapport aux autres : c'est un modèle de désordre géométrique parfait. Dans un cristal idéal, l'arrangement des atomes donne, au contraire, l'image de l'ordre parfait. Entre ces deux perfections, dans le désordre et dans l'ordre, l'observation des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/transition-ordre-desordre/#i_3039

ULTRAVIOLET

  • Écrit par 
  • Jacques ROMAND, 
  • Boris VODAR
  •  • 4 448 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Nature des phénomènes »  : […] Pour les atomes, l'ultraviolet lointain est la région d'observation des spectres des édifices fortement ionisés, dont les séries principales se trouvent à des longueurs d'onde d'autant plus courtes que le degré d'ionisation est plus élevé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ultraviolet/#i_3039

UNIVERS

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE, 
  • James LEQUEUX
  •  • 6 641 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « Domaine atomique »  : […] Les atomes (et les ions) sont des entités qui ne sont guère plus massives que les noyaux qu'ils contiennent : la masse des électrons qui gravitent autour des noyaux est négligeable. En revanche, les orbites électroniques, qui sont régies par l'interaction électromagnétique, s'étendent sur des distances de l'ordre de 10—12 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/#i_3039

WIEMAN CARL E. (1951-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 403 mots

la mise en évidence des effets de violation de la parité dans les atomes, et en particulier dans le césium. Nommé professeur à l'université du Colorado à Boulder en 1984, il y obtient des résultats remarquables sur ce sujet. Pour améliorer la sensibilité de ces expériences, il développe une nouvelle technologie de laser à diode qui se révèle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carl-e-wieman/#i_3039

ZEEMAN EFFET

  • Écrit par 
  • Jean MARGERIE
  •  • 5 756 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Généralités »  : […] Pour un atome ou un ion libre (dans la suite de l'article, on utilisera le mot « atome » pour désigner l'une ou l'autre entité), la symétrie géométrique de H0 comporte, notamment, toutes les rotations autour d'axes passant par le noyau atomique O. Il en résulte qu'en champ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-zeeman/#i_3039

Voir aussi

Pour citer l’article

José LEITE LOPES, « ATOME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome/