FORMULES de PHYSIQUE
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ÉLECTRON (GéNéRALITéS)
-électron (généralités)
L'électron est parfois nommé ''négaton''
CARACTÉRISTIQUES de L'ÉLECTRON
Les valeurs chiffrées ci-après, en unités S.I.+ donnent les caractéristiques de l'électron (éventuellement autres unités entre parenthèses)
-angle solide dans lequel il évolue usuellement : Ω= 4∏ sr, soit 12,566 370 6 sr
-charge électrique -élémentaire- (e) = 1,602 176 462.10-19C (ou 4,803.10-10e.s.u)
-constante de couplage (de structure fine) concernant sa fonction électrique
(αé) = 7,297 635 253 3.10-3
-durée moyenne de vie (t) > 1035 s (il est quasi éternel !)
-énergie d’ionisation (ou de liaison) (Ei) = 2,17.10-18 J
(ou 13,545 eV)
-énergie potentielle (Ep) = 8,19.10-14 J
-facteur de Landé (facteur gyromagnétique type 2) = 2,002319
-fréquence de balayage (νé) # 1016 Hz (rotation autour de l’atome d’hydrogène)
-fréquence intrinséque (νi = mc² / h) = 1,236.1020 Hz (rotation de l'électron sur lui-même)
-HAMILTONIEN d’un électron soumis à un champ d’induction magnétique B(perpendiculaire), H = [Q’² + (Q’+ l.m.ν)²] / 2m
où H(J)= HAMILTONIEN, Q’(kg-m/s)= quantité de mouvement de l’électron,
l(m)= distance, m(kg)= masse et ν(Hz)= fréquence
-longueur de Compton (lC) = 2,4263.10-12mètre
-magnéton -ou moment magnétique angulaire-
(μ'é) = 9,2740154.10-24J/T-rad (ou 5,795094.10-33 eV / T-rad)
-masse (mé ) = 9,109 381 887.10-31 kg (= 5,109990.10-1 MeV/c²)
Un électron est ~ 1000 fois moins lourd qu'un quark
-moment cinétique (h/2) = 5,272 857 984.10-35J-s/sr (donc nombre quantique J = 1/2)
-moment électrique dipolaire (Mé) = 3.10-48 C-m (= 2.10-27e-cm)
-moment magnétique propre Mg (dipolaire) = 9,28477.10-34 A-m²
-permittivité dans laquelle il évolue--le vide--
(ε0 = 8,854 187 817.10-12 F/m-sr)
-rapport gyromagnétique (γ'é) = 1,758 820 174.1011 C/kg
-rayon de l'électron
Les diverses implications de l'électron aboutissent à des valeurs très divergentes pour ses dimensions :
1. le rayon dit standard de l'électron est (lé) = e² / Ω.ε.mé.c²
où lé(m)= rayon de l’électron, possédant par ailleurs une masse mé(kg) et une charge e(C), avec c (m/s)= constante d'Einstein(2,99792458 .108 m/s) , ε(F/m-sr)= constante diélectrique et Ω(sr)= angle solide où se transmettent les interactions (en général Ω est l’espace entier, soit 4∏ sr pour le système S.I.+)
La valeur "standard" du rayon de l'électron issue de cette formule
est 2,817 940 285.10-15 m
2. le rayon logique de l'électron est cependant limité par sa rotation, car comme il tourne sur lui-même à 1,236.1020 Hz et comme ses parties externes ne peuvent tourner à une vitesse supérieure à celle de la lumière, on est obligé de limiter son rayon à
lC = c / 2∏.(1,236.1020) soit = 3,861.10-13 m.
On nomme cette valeur longueur de Compton lC (que certains prétendent à tort être 2∏ fois plus forte, comme s'il ne tournait pas !)
3. le diamètre théorique de l'électron, issu du calcul du quantum d'action donne comme limite de longueur un rayon lr # 2.10-12 m
4. toutefois le rayon "réel" de l'électron est évalué à beaucoup moins (10-18 à 20 m), ce qui tient compte des particules fugaces sans cesse créées à sa proximité et qui le perturbent en "l'écrasant"
-vitesse de l'électron (c) = 2,997 924 58 .108m/s (dans le vide)
TYPES DE CAPTURE d'ÉLECTRON
-capture orbitale: l’électron orbital est capturé par le noyau (d’où transformation du positron récepteur β+ en neutron n)
-capture K: cas particulier d’électron capturé sur la couche K (il laisse un Trou, avec émission de rayon X)
-capture d'un proton p qui devient neutron n (sans émission) ce qui est un mode de désintégration
(les 4 autres modes de désintégration étant :
α (noyau d’He) β- (électron) β+(positron) γ(photon)