DENSITéS de PARTICULES

-densités de particules

 

Densité de particules est l'abréviation de densité volumique  de particules, c'est à dire une quantité (ou nombre) de particules incluses dans une unité de volume.

Les termes "densité nucléaire" ou "densité ionique"....en sont bien sûr des cas d'espèces (volumiques)

Equation aux dimensions  : L-3 (il s’agit d’objets par unité de volume)

Symbole de désignation  : h*v        Unité : particule/m3

Unité plus grande : la particule / cm3 qui vaut 106 particule / m3

 

La densité volumique particulaire intervient dans les formules concernant la viscosité dynamique, les plasmas, les collisions de particules, l’impulsion, la réaction nucléaire, la cosmologie

Attention: cette notion est différente d’une "densité volumique de quantité de matière" (de dimension L-3.N et non L-3 comme ici)

 

-définition d'une densité volumique de particules

h*v= n / V       où n est le nombre de particules inclus dans le volume V(m3)

 

-relation avec la densité de matière baryonique (ou masse volumique)

h*v = ρ' / m       où m(kg) est la masse de particules et ρ' leur masse volumique (dite parfois abusivement en abrégé  densité)

 

-relation avec la densité massique de particules

h*v= densité massique de particules).ρ' 

 

-exemples

-Pour l’univers la densité particulaire volumique moyenne  h*v  est d’environ 10 particule par m3 car la densité volumique de masse (matière baryonique) y est ρ' ~ 10-26 kg / m3   Comme un baryon pèse en moyenne 2.10-27 kg, il y a 5 baryons -soit presque 2 molécules- par m3-

-Pour la voie lactée, on estime un ρ' de 10-24 kg / m3

-Pour le soleil qui a une masse de 2.1030 kg et un volume de 1,4.1027 m3  la masse volumique moyenne est ρ' = 1,4.103 kg/m3

Une seule particule moyenne du soleil (qui est surtout constitué d'éléments très légers) a une masse ~ de 2.10-26 kg. Donc le soleil possède

~ 2.1030 / 2.10-26 = 1056 particules et son h*v est donc = 1056 / 1,4.1027 = 7.1028 particules / m3 ou encore 5.1025 partic/kg

-Pour la Terre dont la masse est ~ 6.1024 kg, le volume 1021 m3 la masse volumique moyenne est ρ' ~ 6.103 kg/m3

Comme 1 particule moyenne de la Terre (qui a des éléments lourds) est ~ de 1,4.10-25 kg, la Terre possède ~ 6.1024 / 1,4.10-25 = 4.1049 particules

Son h*v est donc = 4.1028 particules / m3  ou encore 7.1024 partic/kg

 

En ce qui concerne les ions (sur Terre) leur densité particulaire volumique moyenne est fonction de la qualité du support, par exemple

>>> sur l'océan, on a une moyenne de 1000 ions/cm3 (avec mini de 1 et maxi de 40.000), dont beaucoup d'ions légers

>>> sur les sols terreux, on a en moyenne 10.000 ions/cm3 (mini de 1.000 et maxi de 300.000)

>>> dans les villes, on a en moyenne 100.000 ions/cm3 (avec mini de 1.000 et maxi de 4.000.000) avec peu d'ions léger

Les ions négatifs légers ont une répercussion faste sur la santé

 

La DENSITÉ SPATIALE de PARTICULES

est un nombre de particules distribué dans un angle solide

Ce n'est oas une densité volumique de particules, mais spatiale c'est à dire répartie dans un angle solide (qui est une espèce de volume infini)

Equation aux dimensions  : A-1         Symbole : x*       

L'unité est la (particules/sr)

x* = n / Ω   où x*(particules/sr)= densité spatiale de n particules incluses dans un angle solide Ω(sr)

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