Introduction
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PREMIÈRE
PARTIE:
LES SENS DE LA PHYSIQUE SUBATOMIQUE
I.
Sonder la matière
1.
Découverte du noyau atomique . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
2.
La sonde et sa longueur d’onde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
3.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
I. Amplitudes de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
II.
L’interaction forte
1.
Les noyaux stables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
2.
Le système à deux corps . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Un quantum d’interaction nucléon-nucléon . . . .
. . . . . . . . . . . .
4.
Notions qualitatives sur la diffusion des nucléons . . . . . . . . . .
5.
Vers une théorie de l’interaction forte . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
6.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
II. Notions sur les anti-particules . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
III.
L’interaction faible
1.
Quelques caractéristiques de la radioactivité . . . . . . . . . . . . .
2.
Quelques particularités de la radioactivité b
. . . . . . . . . . . . . .
3.
L’interaction faible et les noyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
4.
L’interaction faible et les particules . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
5.
Les quanta de l’interaction électrofaible . . . .
. . . . . . . . . . . . .
6.
Vers une théorie unitaire des interactions . . . .
. . . . . . . . . . . . .
7.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
III. Production des noyaux instables . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
IV.
Le noyau atomique
1.
Position du problème . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Le modèle de la goutte liquide . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
3.
Le modèle du gaz de Fermi . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
4.
Les termes correctifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
5.
L’approche spectroscopique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
6.
Modèles collectifs . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
IV. L’émission alpha . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
DEUXIÈME
PARTIE:
LES APPLICATIONS DE LA PHYSIQUE SUBATOMIQUE
V.
L’instrumentation nucléaire
1.
Les accélérateurs : production des faisceaux . . .
. . . . . . . . . . .
2.
Interaction des particules chargées avec la matière . . . . . . . . .
3.
Interaction des photons avec la matière . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
4.
Les détecteurs de particules . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
5.
Coïncidences et mesures de temps . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
6.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
V. Présentation d’une mesure . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
VI.
L’énergie nucléaire
1.
La fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
2.
Principes d’exploitation des centrales nucléaires . . . . . . . . . .
3.
Une source pratiquement intarissable : la fusion . . . . . . . . . . .
4.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
VI. Les armes nucléaires . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
VII.
Recherches interdisciplinaires
1.
Les méthodes de datation . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
L’emploi des marqueurs ou traceurs radioactifs . . . . . . . . . . .
3.
L’analyse sur faisceaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
4.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
VII. Notions de radioprotection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VIII.
L’astrophysique nucléaire
l.
Le modèle cosmologique du big bang . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
2.
L’univers actuel : faits expérimentaux . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
3.
Vie des étoiles et nucléosynthèse (traits généraux) . . . . . . . . .
4.
Nucléosynthèse et vie des étoiles (détails) . .
. . . . . . . . . . . . .
5.
Les objets stellaires dits froids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
6.
Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
Annexe
VIII. Le soleil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
APPENDICES
Appendice
A. Système du centre de masse . . . . . . . . . . . .
. . . . .
Appendice
B. Coefficients de transmission et de réflexion . . .
. .
Appendice
C. Le potentiel de Yukawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Appendice
D. Modèle du gaz de Fermi . . . . . . . . . . . . . .
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Bibliographie
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Index
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