📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Défaut de masse ($\Delta m$) : Pour un noyau $^A_Z X$, $\Delta m = [Z \cdot m_p + (A-Z) \cdot m_n] - m(^{A}_{Z}X)$. Il est toujours positif.
- Énergie de liaison ($E_l$) : $E_l = \Delta m \cdot c^2$. Elle représente l'énergie qu'il faut fournir pour séparer les nucléons.
- Énergie de liaison par nucléon ($E_l/A$) : Plus elle est élevée, plus le noyau est stable.
- 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 $E_{lib} = |(m_{produits} - m_{réactifs}) \cdot c^2| = |\Delta E|$.
Méthodes à maîtriser
- Conversion d'unités : $1 , u = 931,5 , MeV/c^2$.
- Calculer le défaut de masse avec précision (garder au moins 4 chiffres après la virgule).
- Utiliser la courbe d'Aston pour comparer la stabilité de deux noyaux.
- Calculer l'énergie libérée par une réaction nucléaire en utilisant les masses ou les énergies de liaison.
Exemples corrigés
- Calcul de $E_l$ : Soit un noyau de deutérium $^2_1 H$. $\Delta m = [1 \cdot m_p + 1 \cdot m_n] - m(^2_1 H)$. On multiplie par $c^2$ (ou 931,5 pour avoir des MeV).
- Énergie libérée : Si $\Delta m_{réaction} = m_{final} - m_{initial} < 0$, alors $E_{lib} = -\Delta m \cdot c^2 > 0$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe "moins" dans le calcul du défaut de masse.
- Confondre $E_l$ et $E_l/A$.
- Utiliser la masse de l'atome au lieu de la masse du noyau (ou inversement) sans faire attention aux électrons.