En 1905, Albert Einstein postule l'équivalence entre la masse et l'énergie.
Une particule de masse m possède, au repos, une énergie de masse E donnée par la relation :
E = m·c²
où E est l'énergie de masse (en J),
m la masse (en kg),
c la vitesse de la lumière dans le vide (en m·s-1).
La vitesse de la lumière est fixée par le Bureau International des Poids et Mesures à c= 299 792 458 m·s-1.
Dans le système international, la masse s'exprime en kilogramme (kg) et l'énergie en joule (J) .
En physique nucléaire, on utilise plutôt l'unité de masse atomique (u) pour la masse et l'électronvolt (eV) pour l'énergie.
Définition : Une unité de masse atomique est égale à un douzième de la masse d'un atome de carbone 12.
Définition : Un électronvolt est égal à l'énergie acquise par un électron accéléré par une tension de un volt .
Concrètement : 1 u = 1,660 540·10-27 kg et 1 eV = 1,602 177·10-19 J.
Enfin, la relation d'Einstein permet d'établir que 1 u correspond à 931,5 MeV.
Comparer la masse d'un noyau et la masse des nucléons qui le composent :
La masse d'un noyau est-elle : | plus grande que la masse des nucléons qui le composent, | ||
identique à la masse des nucléons qui le composent, | |||
plus petite que la masse des nucléons qui le composent. | |||
On observe que les nucléons non assemblés présentent une masse supérieure à la masse du noyau. La différence est appelé défaut de masse et noté Δm.
Δm = [Z·mp + (A-Z)·mn] - m(AZX)
Par convention, le défaut de masse est toujours positif.
Quelle est la valeur du défaut de masse de l'uranium 236 ? | 0,92 u | ||
1,92 u | |||
-0,92 u | |||
-1,92 u | |||
L'énergie de liaison d'un noyau est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses différents nucléons. On la note El.
El = Δm·c2
Quelle est la valeur de l'énergie de liaison du carbone 14 ? | 105 eV | ||
105 keV | |||
105 MeV | |||
105 GeV | |||