Des particules qui viennent de l'univers

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1 Des particules qui viennent de l'univers

2 CORRECTION RAYONEMENT IONISANT Un rayonnement ionisant est un rayonnement capable de déposer assez d'énergie dans la matière qu'il traverse pour créer une ionisation. Ces rayonnements ionisants, lorsqu'ils sont maîtrisés, ont beaucoup d'usages pratiques bénéfiques (domaines de la santé, industrie Mais pour les organismes vivants, ils sont potentiellement nocifs à la longue et mortels en cas de dose élevée.

3 Atome composé de nucléons (proton et neutron) formant le noyau. Entouré d electrons, la zone sphérique centrée sur le noyau et dans laquelle il y a une certaine probabilité de trouver les électrons est appellée nuage electronique

4 Magnétosphère : champ magnétique environnant la Terre (ou un autre objet céleste). Ligne de champs : lignes qui matérialisent le champ magnetique

5 Réactions nucléaires : Réactions mettant en jeu les noyaux des atomes

6 Muon particule élémentaire de même charge électrique que l électron est 207 fois plus lourde. -1, C

7

8 2.Quelle information du texte est illustrée par la figure 1? Que se passe-t-il au point noté A? La figure illustre la formation d une gerbe de particules. En A, une particule provenant de l espace interagit avec un atome de l atmosphère terrestre déclenchant l émission de plusieurs autres particules.

9 Quelle est l origine du rayonnement cosmique? Rayonnement cosmique : particules de hautes énergies se déplaçant dans l espace. Dans l Univers, de nombreux objets sont sources de particules. Les sources de rayonnements de particules sont diverses. On pense que rayonnements ont pour origine : les supernovæ, les explosions d'étoiles très massives en fin de vie, les noyaux actifs de galaxie,... c est le rayonnement cosmique. Ce rayonnement cosmique est constitué de particules élémentaires (protons, neutrons, électrons, neutrinos,...) ou de particules plus lourdes (particules alpha, ion deutérium, ), éjectées à grande vitesse.

10 Quelles sont les particules formées lors de l interaction avec l atmosphère? Electron, positon proton,neutrons muon, neutrino

11 Quel phénomène optique est induit par cette interaction? LES AURORES BOREALES

12 Quelles informations peut-on tirer du rayonnement cosmique? Les rayons cosmiques apportent des renseignements sur le fonctionnement interne du Soleil (particules solaires) ou sur des évènements se produisant dans l Univers lointain (particules galactiques et extragalactiques). Carte du fond diffus cosmologique du ciel en entier, duquel on a soustrait la lumière de la voie lactée ; ce rayonnement a été émis il y a 13,77 milliards d'années et démontre des variations de températures de l'ordre des microkelvins

13 Trouver des avantages aux accélérateurs de particules par rapport aux rayons cosmiques pour réaliser des expériences avec des particules. On peut exploiter ces particules pour étudier leurs interactions avec la matière mais ce type d ét se fait actuellement presque exclusivement avec les accélérateurs de particules. Les résultats des chocs de particules de grandes énergies dans les accélérateurs permettent aux chercheurs d étudier la structure intime de la matière, c est à dire son fonctionnement au niveau subatomique. Lee rayonnement cosmique est aléatoire, on maitrise les interactions dans les collisionneurs

14 Lien lhc

15 Les accélérateurs de particules sont en fait des super microscopes permettant d'inspecter la matière.

16 Lien site d où sont issue les 2 diapos

17

18 II Expérience Observation : Vidéo chambre à brouillard

19 Qu observe-t-on? Quelle est la composition de la vapeur dans l aquarium? Des traces blanches La vapeur dans l aquarium est formée de propan-2-ol.

20 a/ Rappeler les noms des trois états sous lesquels peut se trouver un corps pur. Les représenter sur un schéma, en indiquant les noms des changements d états. b/ Dans quel état physique devrait se trouver le propan-2-ol dans l aquarium? Le propan-2-ol devrait se trouver à l état liquide, car la température de la carboglace est autour de 80 C alors que la température de fusion du propan- 2-ol est de 88 C et que sa température d ébullition est de 83 C.

21 À quel endroit observe-t-on des traces? Quelles sont les conditions en ce lieu? a/ Quelle est la nature de ces traces? ON observe des traces blanches dans le bas de la boite température la plus froide Les traces blanches observées sont des gouttelettes de propan-2-ol liquide dans le gaz instable.

22 De l alcool, sous forme gazeuse, est mélangé à de l air entre 2 parois. On impose un gradient de température dans le volume air + alcool ; il existe près de la paroi froide une zone sursaturée en alcool, d où l apparition d un brouillard. L alcool est ainsi dans des conditions de température et de pression où la moindre perturbation le fait passer à l état liquide. Cette perturbation provient du passage d une particule chargée Lorsqu une particule chargée traverse le mélange gazeux airalcool, elle l ionise en créant des électrons et des ions, les gouttes de brouillard se forment autour des ions et ainsi on peut de manière fugitive visualiser la trace laissée par l ionisation de la particule.

23 On verra alors apparaître un chapelet de petites gouttelettes d alcool qui représentera la trajectoire suivie par la particule incidente. Les gouttelettes seront de taille variable suivant le type de particule : - petite pour des particules légères (particules beta), - moyenne pour des particules plus lourdes comme les protons ou les muons et pions, - grosse pour des particules alpha ou des ions lourds.

24 Justifier le nom de «chambre à brouillard» pour ce dispositif. En quoi ce dispositif est-il un détecteur de particules?

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