VITESSE et PARTICULES

-vitesse et particules

 Dans le domaine des particules, on utilise la notion de vitesse dans :

 

VITESSE d’AGITATION ATOMIQUE

-la vitesse d’agitation des atomes atteint de 500 à 2000 m/s pour les gaz, de 3000 à 4000 m/s pour les liquides et jusqu’à 6.000 m/s pour les atomes de convection des métaux

-la vitesse angulaire d’un électron inclus dans une molécule :

sa vitesse angulaire autour d’un noyau d’hydrogène est # 2.1011 tours par seconde (soit plus de 1012 rad/s)

 

VITESSE d'ELONGATION

C’est la vitesse de déplacement des particules oscillant de part et d’autre de leur position d’équilibre

 

VITESSE de COLLISION

Si deux particules se collisionnent d’une façon inélastique, la vitesse au centre de masse* est -dans un référentiel relativiste-

v = Q’1.c² / (E + m2.c²)

où Q’1(kg-m/s)= quantité de mouvement de la particule 1, mobile

m2 (kg)= masse de la particule 2 au repos

E1(J)= énergie (relativiste) de la particule 1

* le centre de masse est la position moyenne de la masse du corps, c'est à dire Σ(m.l) / Σm

VITESSE ANGULAIRE dans un CYCLOTRON

Le but est d'accorder la vitesse angulaire des protons que l'on fait tourner (dans un anneau d’accélération), avec la vitesse angulaire d'un champ (qui va leur conférer une accélération complémentaire)

ω = Q.H’ / 2 m

ω(rad/s)= vitesse angulaire déjà acquise par une particule en rotation

m(kg) et Q(C)= masse et charge de la particule

H(T-sr)= magnétisation ambiante

Ou bien - formule dérivée de ci-dessus-

ω = Q.B.c/ 2m    mêmes notations avec en outre B(T)= champ d’induction magnétique et cm(sr)= susceptibilité magnétique

 

VITESSE en PLASMA

La distribution des particules en fonction de leurs vitesses dans un plasma en équilibre thermique est donnée par

la formule de Maxwell: = 4δv²/ [(m / 2k.T)3/2.e-x] / p1/2

avec n= nombre de particules ayant une vitesse dans l’espace de vitesses δv(m/s)

m(kg)= masse de particule

k(J/K)= constante de Boltzmann (1,3806503. 10-23 J / K)

T(K)= température absolue

x(exposant)= (mv²/ 2k.T)

VITESSE des PARTICULES

Elles se déplacent à une vitesse inférieure à celle de la lumière dans le vide, sauf celles qui ont une masse nulle (photon, gluon, Higgs)  

VITESSE LIMITE des PHOTONS

Dans le vide : c'est la vitesse dite constante d’Einstein (c), dont la valeur est 2,99792458.108 m/s

Dans un autre milieu que le vide, la vitesse des photons est différente (elle est fonction de l'indice de réfraction)

Elle est toujours < c  par exemple dans l'eau (v = 2,25.108 ), ou le diamant (v = 1,24.108 ), ou le verre (v = 1,7 à 2.108 )m/s

Mais pour les photons pénétrants, comme les rayons X, elle peut être > c , comme dans certains composés d'or (indice de réfraction < 1 )

 

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