Interactions entre l'électron et le proton
Exercice d'évaluation
Difficulté : ☆
L'électron est une particule de matière chargée en masse, 
, et chargée en électricité, 
. Le proton est une particule de matière avec 
et ayant la même quantité de charge électrique que l'électron mais positive 
.
Question 1)
Calculer le rapport en masse entre le proton et l'électron.
Solution
Le proton est 1836 (= 1,673 x 10-27/9,109 x 10-31) fois plus lourd que l'électron.
Question 2)
Calculer le rapport de la force électrique sur la force gravitationnelle entre ces deux particules.
AideSolution
La constante de gravitation vaut 
, la constante de Coulomb vaut 
.
Les deux forces étant proportionnelles à leur distance de séparation au carré, la distance s'annule. 
Question 3)
A de faibles distances de séparation, en l'absence de toutes autres forces extérieures, en déduisez-vous que l'électron va tomber sur le proton ? Pourquoi ?
Solution
Si ces particules n'avaient pas de charge électrique, l'électron étant 1836 fois moins lourd que le proton, il se collerais sur le proton, mais au vu de la différence giganteste en intensité de la force électrique et de la force gravitationnelle entre ces deux particules, on peut affirmer que la force de gravitation n'a aucun effet et que c'est la force électrique qui domine. Comme ces particules ont des charges électriques opposées, elles s'attirent entre elles, ainsi l'électron devrait à priori se coller contre le proton, mais ce n'est pas le cas ! Comme c'est vu dans la suite du cours, l'électron se comporte comme une particule de matière quantique, c'est-à-dire que piégé dans le potentiel du proton, sa liberté de mouvement devient réduite à certaines orbites.
Interaction Electromagnétique
