📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Défaut de masse ($\Delta m$) : Pour un noyau $^A_Z X$, le défaut de masse est : $\Delta m = [Z \cdot m_p + (A-Z) \cdot m_n] - m(^{A}_{Z}X)$. Il est toujours positif.
- Énergie de liaison ($E_l$) : $E_l = \Delta m \cdot c^2$. Elle représente l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour séparer ses nucléons.
- Énergie de liaison par nucléon ($\frac{E_l}{A}$) : Plus cette valeur est grande, plus le noyau est stable.
- Équivalence masse-énergie : $1 , u = 931,5 , \text{MeV}/c^2$.
- Bilan énergétique : Pour une réaction $^A_1 Z_1 X_1 + ^A_2 Z_2 X_2 \rightarrow ^A_3 Z_3 X_3 + ^A_4 Z_4 X_4$, l'énergie libérée est $E_{lib} = |(m_{final} - m_{initial}) \cdot c^2| = |(E_{l, final} - E_{l, initial})|$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer le défaut de masse avec précision (garder au moins 4 chiffres après la virgule).
- Convertir les unités : $1 , \text{MeV} = 1,602 \cdot 10^{-13} , \text{J}$.
- Utiliser la courbe d'Aston pour comparer la stabilité de deux noyaux.
- Savoir que dans une réaction nucléaire, la masse totale diminue si de l'énergie est libérée.
Exemples corrigés
- Calcul de $E_l$ : Pour le deutérium $^2_1 H$, $\Delta m = (1 \cdot m_p + 1 \cdot m_n) - m(^2_1 H)$. On multiplie par $931,5$ pour avoir $E_l$ en MeV.
- Bilan d'énergie : Si $E_{lib} > 0$, la réaction est exothermique (libère de l'énergie).
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe "moins" dans le calcul de $\Delta m$.
- Confondre $m(X)$ (masse du noyau) et $m(atom)$ (masse de l'atome, il faut alors soustraire la masse des électrons).
- Se tromper dans l'unité de $c^2$ lors de la conversion.