MATIÈRE (physique) États de la matière
Un état moins classique : le plasma
La matière est constituée d'atomes, eux-mêmes constitués d'un noyau central autour duquel se répartissent des électrons, sur des états d'énergie particuliers. Ces électrons peuvent être éjectés de leur atome s'ils se trouvent acquérir des énergies plus élevées que les énergies de liaison. L'éjection des électrons elle-même s'accompagne d'émission de lumière, comme l'éclair dans le ciel, la lumière d'une lampe au néon ou encore les aurores boréales. On parlera de plasma lorsqu'une fraction importante (éventuellement la totalité) de la matière considérée aura perdu tout ou partie de ses électrons. Dans cette situation, le plasma se présente comme un gaz en moyenne électriquement neutre (le bilan de charges électriques positives est égal au bilan de charges négatives), mais constitué de particules chargées positivement (les noyaux) baignant dans un gaz d'électrons, chargés négativement. Les électrons, dans ce plasma, ne gravitent plus autour de leur atome. Cet ensemble est de nature différente d'un gaz réellement neutre au niveau moléculaire, car les charges des électrons ainsi libérés de leur atome vont créer des champs électromagnétiques très intenses qui s'accompagnent de forces entre les atomes et les électrons sans aucun rapport avec un gaz neutre habituel, comme l'air. L'agitation des molécules du plasma sera fortement dominée par les champs électromagnétiques, alors que, dans le gaz neutre, les molécules ont un mouvement purement aléatoire, dit brownien, ne subissant aucune influence électromagnétique. En outre, il convient d'indiquer que le passage de l'état gazeux neutre à l'état plasma, lorsque la température augmente et que de plus en plus d'électrons sont éjectés de leur atome, n'est pas une transition de phase au sens thermodynamique du terme. Le plasma échappe donc complètement au diagramme d'état classique (cf. matière - Plasmas).
Le plasma, curiosité de laboratoire il y a encore quelques décennies, et objet d'intérêt astrophysique (le cœur des étoiles, par exemple, très énergétique, est constitué de plasma), intéresse aujourd'hui les industriels pour un grand nombre d'applications (éclairage, dépôts industriels de couches minces, moteurs de fusée, etc.). À un horizon lointain, se dessine l'espoir de reconstituer dans une centrale à fusion thermo-nucléaire contrôlée les conditions de température et de pression permettant la production d'énergie.
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Écrit par
- Vincent FLEURY : chargé de recherche au C.N.R.S., laboratoire de physique de la matière condensée, École polytechnique, Palaiseau
Classification
Pour citer cet article
Vincent FLEURY. MATIÈRE (physique) - États de la matière [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
États désordonnés de la matière
Encyclopædia Universalis France
Éolipile
D.R.
États de la matière
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ÉTAT DE LA MATIÈRE, notion d'
- Écrit par Bernard PIRE
- 1 521 mots
L'expérience quotidienne permet à chacun d'appréhender la notion d'état de la matière (parfois appelé phase) et celle de transition de phase qui lui est étroitement liée. L'exemple typique est celui des trois états si différents que prend l'eau lorsque sa température varie : à partir de 0 ...
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MATIÈRE, notion de
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Le mot « matière » cache sous sa généralité abstraite une origine concrète fort éclairante. En latin archaïque, materia appartient à la langue rustique et désigne la substance dont est fait le tronc de l'arbre, en tant qu'elle est productrice (de branches, de feuilles). L'élargissement successif...
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
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Les physiciens poursuivent l'étude de la structure de la matière dans le but de trouver plus d'unité et de simplicité dans un monde qui nous frappe par sa diversité et son apparente complexité. N'est-il pas remarquable de pouvoir ramener la variété quasi infinie des objets qui nous entourent...
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...associé est bâti avec les antiquarks correspondants. Les mésons résultent de la liaison d'un quark et d'un antiquark. Dans cette description moderne, la matière est constituée par trois « générations » de quarks et de leptons, le nombre trois a été établi par les expériences du C.E.R.N. (laboratoire européen... -
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Deux ans après avoir soutenu sa thèse sur la théorie électronique des métaux, le physicien danois Niels Bohr (1885-1962) écrit en 1913 trois articles fondamentaux qui révolutionnent la compréhension de la structure de la matière. Le premier, paru le 5 avril dans le Philosophical Magazine...
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Voir aussi
- PRESSION, physique
- LIQUIDE ÉTAT
- ÉTATS DE LA MATIÈRE
- EAU, physico-chimie
- PHASE TRANSITIONS DE
- PHASES ESPACE DES
- DISPERSION, chimie
- ÉTAT CHANGEMENT D'
- POINT CRITIQUE
- DIAGRAMME, thermodynamique
- POINT TRIPLE, thermodynamique
- PLASMAS
- IONISÉS MILIEUX
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- LIQUIDE-VAPEUR ÉQUILIBRE
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