Nous expliquons ce qu’est une orbite et quelle est sa signification dans le domaine de la chimie. Aussi, les orbites elliptiques et les orbites du système solaire.
Qu’est-ce qu’une orbite ?
En physique , l’orbite est la trajectoire décrite par un corps autour d’un autre , autour de laquelle il tourne sous l’action d’une force centrale, comme la force gravitationnelle dans le cas des corps célestes . C’est la trajectoire que trace un objet en se déplaçant autour d’un centre de gravité par lequel il est attiré, en principe sans jamais l’impacter, mais sans jamais s’en éloigner complètement.
Depuis le XVIIe siècle (lorsque Johannes Kepler et Isaac Newton ont formulé les lois physiques fondamentales qui les régissent), les orbites sont un concept important pour comprendre le mouvement dans l’ univers , en particulier en ce qui concerne les corps célestes et aussi la chimie subatomique. .
Une orbite peut avoir différentes formes, qu’elle soit elliptique, circulaire ou allongée , et peut être parabolique (en forme de parabole) ou hyperbolique (en forme d’hyperbole). Dans tous les cas, chaque orbite comprend les six éléments képlériens suivants :
- Inclinaison du plan de l’orbite, représentée par le signe i.
- Longitude du nœud ascendant, représentée par le signe Ω.
- Excentricité ou degré de déviation d’une circonférence, représenté par le signe e.
- Demi-grand axe, ou moitié du diamètre le plus long, représenté par le signe a.
- Argument du périhélie ou périastre, l’angle qui va du nœud ascendant au périastre, représenté par le signe ω.
- Anomalie moyenne de l’époque, ou fraction de temps orbital écoulée et représentée sous la forme d’un angle, représenté par le signe M0.
Voir aussi: ceinture d’ astéroïdes
orbite en chimie
En chimie , on parle d’orbites concernant le mouvement des électrons autour du noyau des atomes , en raison de la différence de charges électromagnétiques qu’ils présentent (négative dans les électrons et positive dans le noyau des protons et des neutrons ). Ces électrons n’ont pas de trajectoire définie, mais ils sont classiquement décrits comme des orbites dites orbitales atomiques, selon le degré d’ énergie qu’ils abritent.
Chaque orbitale atomique est exprimée par un chiffre et une lettre . Le nombre (1, 2, 3… jusqu’à 7) indique les niveaux d’énergie avec lesquels la particule se déplace, tandis que les lettres (s, p, d et f) indiquent la forme de l’orbite.
orbite elliptique
Une orbite elliptique est une orbite qui, au lieu d’un cercle, dessine une ellipse, c’est-à-dire une circonférence aplatie et allongée . Cette figure, l’ellipse, a deux foyers, où seraient les axes centraux de chacun des deux cercles qui la composent ; de plus, ce type d’orbite a une excentricité supérieure à zéro et inférieure à un (0 équivaut à une orbite circulaire et 1 à une parabolique).
Chaque orbite elliptique a deux points notables :
- Périastre. Le point le plus proche sur la trajectoire orbitale du corps central autour duquel l’orbite est tracée (et situé à l’un des deux foyers).
- Apoapsis. Le point le plus éloigné sur la trajectoire orbitale du corps central autour duquel l’orbite est tracée (et situé à l’un des deux foyers).
Orbites du système solaire
Les orbites décrites par les étoiles de notre système solaire sont, comme dans la plupart des systèmes planétaires, de type plus ou moins elliptique . Au centre se trouve l’étoile du système, notre Soleil , dont la gravité maintient les planètes en mouvement ; tandis que les comètes dans leurs orbites paraboliques ou hyperboliques respectives autour du Soleil n’ont pas de lien direct avec l’étoile. De leur côté, les satellites de chacune des planètes tracent également des orbites autour de chacune, comme la Lune le fait avec la Terre .
Cependant, les étoiles s’attirent également, générant des perturbations gravitationnelles mutuelles, faisant varier les excentricités des orbites dans le temps et entre elles. Par exemple, la planète Mercure est celle qui a l’orbite la plus excentrique , peut-être parce qu’elle est plus proche du Soleil, mais Mars la suit sur la liste, bien plus loin. Vénus et Neptune, en revanche, ont les orbites les moins excentriques de toutes.
Orbite terrestre
La Terre, comme ses planètes voisines, orbite autour du Soleil selon une trajectoire légèrement elliptique , qui prend environ 365 jours (un an) et que nous appelons mouvement de translation . Ce déplacement se produit à environ 67 000 kilomètres par heure.
Dans le même temps, il existe quatre types d’orbites possibles autour de la Terre, par exemple pour les satellites artificiels :
- Orbite basse (LEO). De 200 à 2 000 km de la surface planétaire.
- Orbite moyenne (MEO). De 2 000 à 35 786 km de la surface planétaire.
- Orbite haute (HEO). De 35 786 à 40 000 km de la surface planétaire.
- Orbite géostationnaire (GEO). A 35 786 km de la surface planétaire. C’est l’orbite synchronisée avec l’équateur terrestre, dotée d’excentricité nulle et dans laquelle un objet apparaît immobile dans le ciel pour les observateurs terrestres.