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Si vous aimez la science, voici quelques sites que je vous conseille.
Les articles y sont beaucoup plus poussés que les miens, et je pense que cela peut constituer un bon complément !

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Physique divers

Samedi 22 avril 2006

Pendant très longtemps les unités de mesure étaient différentes en fonction des pays, des régions et même entre deux villages. Il s'agissait le plus souvent d'images sur les dimensions/capacités de l'homme (le pied, le pouce, le galopin qui correspond à la quantité de vin que l'on boit au cours d'un repas, etc...), on imagine facilement la précision d'un tel système !

Pour que tout le monde se comprenne, la communauté scientifique a mis au point un systeme d'unités international (SI) dans les années 1960. La plupart du temps les unités sont les mêmes que dans la vie courante, (en tout cas pour nous français, qui avons déjà lancé cette idée d'uniformisation fin XVIIIeme siècle) mais pas à chaque fois ! Il y en a 7 de base, les autres étant des dérivées ou des combinaisons de celles-ci.

Ainsi on a choisit de toujours écrire les forumules en SI, et donc on a pas de probleme d'ordre de grandeur quand on finit le calcul. Imaginez, si chacun met l'unité qu'il veut, on pourrait avoir facilement des rapports de 1000 entre deux valeurs et cela ne signifierait plus rien.
exemple la vitesse : distance/temps. la distance est en mètre, le temps en seconde, et donc la vitesse en m/s !

- unité de longueur : le mètre (m)
c'est une invention française :) plutot récente, puisque datant de la révolution française : 1790.
Il s'agit du dix millionièmes du quart du méridien terrestre... et il y en a qui sont allés le mesurer, si si je vous assure !
En février 1796, seize Mètres Etalons en marbre sont placés à Paris afin de familiariser la population. Il en reste aujourd’hui deux, l’un est au 36 rue Vaugirard et l’autre au 13 place Vendôme. 
A partir de 1840, l’utilisation du système métrique devient obligatoire.

- unité de poids : le kilogramme (kg)
c'est l'une des rares, si ce n'est la seule unité SI qui soit un multiple d'une unité simple. (1 kg= 1000 g)

- unité de temps : la seconde (s)
Pour ne pas se tromper en comptant sans avoir de chronomètre, les français comptent les Y : un i grec, 2 i grec, ... et les américains les mississipi... chacun son style ! Dans tous les cas il vaut mieux se servir d'un chronometre :)

- unité d'intensité : l'Ampere (A)
Du non d'un des plus grands physiciens ayant travaillé sur l'electricité.

- l'unité de température : le Kelvin (K)
Il se gradue exactement comme le degrés celcius, mais le 0 se situe au minimum de température possible (moment où tout est figé : -273,15 °C). Il n'existe donc pas de Kelvin négatif. C'est également le nom du scientifique qui l'a determiné.

- l'unité de quantité de matière : la Mole (mol)
Quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12... un peu vague ? Bon disons que cette unité a été créé de toute piece pour faciliter la vie et les calculs : un échantillon normal de matière contient un très grand nombre d'atomes. Par exemple, 1 gramme d'aluminium contient environ 2,2 x 1022 atomes (22 000 000 000 000 000 000 000 atomes)! Pour éviter l'utilisation d'aussi grands nombres, on a créé une unité de mesure, la mole. Une mole (symbole: mol) d’atomes contient 6,022 x 1023 atomes. Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro, son symbole est NA

- l'intensité lumineuse : le Candela (cd)
Une bougie classique émet environ 1 cd, une ampoule à incandescence normale émet environ 120 cd

Quelques unités qui se déduisent des 7 unités fondamentales :

- unité de volume : le mètre cube (m3),
C'est la conséquence logique de l'unité de mesure de la longueur. (puisque la longueur est en metre et qu'un volume se calcule par multiplication de trois longueurs :
m x m x m = m3) 1 m3 correspond au volume d'un cube d'1m de coté.
Attention pour les unités ayant un exposant, le multiple immediatement supérieur (decametre cube) correspond à 1000 metres cube. le multiple immédiatement inférieur (décimètre cube) correspond à 0,001 m3 (autant de 0 que l'exposant..)
(1 litre correspond à 1 dm3, décimètre cube)

- unité de force : le Newton (N)
définit comme étant la force qui communique une accélération de 1 m/s² à un corps dont la masse est égale à 1 kg.

- unité de tension : le volt (V)
provient du nom de Monsieur Volta qui a inventé la pile électrique.

Allez je vais m'arrêter là, des unités il y en a beaucoup !
Désolée, c'était un peu théorique aujourd'hui, mais la physique est la science des mesures, les unités sont donc indispensables :)

Par Kiasev
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Mercredi 3 mai 2006



Chose promise, chose due : nous allons parler un peu de la relativité. Pour commencer quelques notions sur la relativité restreinte... Je vais aborder la façon de penser plutôt que la théorie en elle même. J'espere que vous êtes bien réveillés !



Le postulat de base de Einstein est que la lumière se déplace toujours à la même vitesse.




Imaginons Alice sur un tapis roulant et Bob sur le sol ferme.
Sur le tapis roulant, on met un obstacle (il avance donc en meme temps qu'Alice)
Alice tient un laser dans sa main.
Elle l'allume. La lumière vient frapper l'obstacle.
Pour Alice le trajet est celui entre elle et l'obstacle
Pour Bob le trajet est celui entre le moment ou Alice a allumé et celui ou le lazer touche l'obstacle, il est donc plus long. (puisque le tapis a fait avancer l'objet)
Or la lumière se déplace à la même vitesse pour l'un comme pour l'autre. (Postulat de base)
Conclusion : le temps a été différent pour Alice et Bob. Il a été plus long pour Bob (puisque plus de trajet pour la même vitesse... ) (si si je vous assure, relisez bien la petite démo, regardez mon joli schema, vous allez comprendre...)

Ainsi le temps n'est pas absolu et tout est relatif !
En conséquence, si le tapis roulant avance tres tres vite vous verrez Alice vous sourire tres lentement (et elle vous verra également lui sourire tres lentement)

(pendant que j'y suis : la vitesse de la lumière est la vitesse maximale possible, ainsi les vitesses ne peuvent pas s'additionner : si le tapis roulant avance à 2/3 de la vitesse de la lumiere, et Alice, tres pressée coure sur le tapis à 2/3 aussi, Bob ne la verra pas avancer à 1/3 de plus que la vitesse de la lumière, elle sera forcement un peu moins rapide).

Passons maintenant au célèbre paradoxe des jumeaux... attention, concentrez vous bien !

Prenons Fred et Nono, deux jumeaux.
Fred reste sur la terre, et Nono prend sa fusée.
Nono accelere, il arrive à sa vitesse de croisière (la vitesse de la lumiere) reste un moment à cette vitesse et fait demi tour pour retourner sur la terre. Pendant tout le trajet, ils se voient et se font des coucous.
Pendant la phase ou Nono est à la vitesse de la lumière, il donne l'impression à Fred de bouger les bras tres lentement (comme le sourire d'Alice)
Plus il va ralentir, plus il bougera rapidement, et quand il sera à l'arret (au moment de son demi tour) ce sera le seul moment ou Fred le verra bouger les bras à la même vitesse que lui et ce sera le moment où il est le plus rapide.
Ainsi quand il sera revenu,  Nono aura toujours bougé plus lentement que Fred ou aussi vite, mais jamais plus vite. Pourtant l'heure de départ et d'arrivée sont les mêmes pour tous les deux. C'est donc que le temps aura passé plus vite pour Fred, et donc qu'il sera plus vieux que Nono...

Dans tout ce raisonnement on a fait appel à la relativité restreinte...
Bon je vais vous laisser digérer cela déjà, et puis une prochaine fois on verra la relativité générale.
Au fait, si, quand même : pourquoi parle t-on de relativité restreinte ? Parce qu'elle ne prend pas en compte les interactions d'origine gravitationnelle, contrairement à la relativité générale.

Par Kiasev
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Jeudi 4 mai 2006



Alfred Nobel, l'inventeur de la dynamite meurt en décembre 1896, richissime et sans enfant.
Son testament stipule qu'il ne souhaite pas léguer cette fortune à ses héritiers, mais à un insititut qui se chargera de récompenser chaque année les personnes qui auront permis de faire progresser l'humanité dans cinq domaines différents (paix, littérature, chimie, médecine et physique), en précisant que la nationalité des savants primés ne doit pas jouer de rôle dans l'attribution du prix.
La fondation Nobel voit le jour en juin 1900.

En 1968, on ajoute l'économie dans la liste des domaines primés.
Vous aurez peut être remarqué que les mathématiques ne sont pas dans la liste, mais ne vous inquietez pas, les meilleurs mathématiciens sont récompensés par la médaille Fields donc malgrés quelques aigreurs, l'honneur est sauf ! La légende veut que Nobel détestait les mathématiques à cause d'un mathématicien qui lui aurait volé le coeur de sa bien aimée. En réalité, personne ne sait réellement quelle est la raison de cet "oubli" : les mathématiques ne feraient elles pas avancer l'humanité autant que le reste ?

Les prix sont remis par le roi de Suède, le jour de l'anniversaire de la mort de Nobel, le 10 décembre de chaque année. Les lauréats repartent avec une jolie médaille, un diplome, l'assurance que leur nom restera dans l'histoire et la somme de 10 millions de couronnes suédoises (soit un peu plus d'1 million d'euros) pour pouvoir continuer leurs travaux dans les meilleures conditions... Qui a dit que le travail ne payait pas ?

Quelques exemples de prix Nobel de physique :

1901, Wilhelm Conrad Röntgen, Allemagne, Découverte des rayons X
1903, Antoine Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Curie,  France , Découverte de la radioactivité et isolement de deux élements radioactifs : le radium et le polonium.
1906, Sir Joseph John Thomson,  Royaume-Uni, Recherches sur la conduction dans les gaz. Premier modèle de l’atome.
1907, Albert A. Michelson,  États-Unis, Mesure de la vitesse de la lumière par interférométrie, expérience fondamentale conduisant à remettre en question la notion d’éther.
1921, Albert Einstein,  Allemagne, Explication de l’effet photoélectrique. Ce sera le seul prix Nobel d’Einstein.
1935, James Chadwick, Royaume-Uni, Découverte du neutron.

33 femmes ont obtenu le prix Nobel depuis sa création : (pour 725 hommes... arg !)
2 : en physique (dont Marie Curie qui en a obtenu également un en chimie)
3 : en chimie (comme Irène Joliot-Curie)
7 : en physiologie ou médecine (par exemple Rita Levi-Montalcini)
10 : en litterature (dont Pearl Buck par exemple)
12 : pour la paix (Mère Térésa par exemple)

Allez au boulot, le prochain sera peut-être pour vous ! :)

Par Kiasev
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Vendredi 5 mai 2006

La théorie de la relativité a été élaborée par Albert Einstein en 1905. (deja plus de 100 ans !)
Nous avons l'habitude d'imaginer le monde en 3 dimensions, (longueur, largeur, hauteur), lui en ajoute une quatrième : le temps.
On parle ainsi d'espace-temps.

Pour Newton, les mouvements sont dus à des forces (voir article de meca), Einstein, lui, y voit une déformation de l'espace temps dûe aux masses des objets tres lourds (comme par exemple le Soleil).
Disons pour faire une analogie, que l'espace temps serait un tissu tendu, et le soleil une grosse bille qu'on pose dessus. Le tissus va être déformé, il va former une dépression, un "trou" dans le tissus. Si une planète passe à côté, disons une petite bille : elle va tomber dans la dépression et avoir une trajectoire courbe.

Ainsi il n'y a aucune force qui s'applique sur les objets, ils ne font que subir la forme de l'espace temps. Si il n'y a rien, ils ont une trajectoire rectiligne.

Dans la pratique, cette théorie aboutit aux mêmes conclusions que celle de Newton, sauf aux extrêmes (quand on s'approche de la vitesse de la lumière par exemple). Quelques observations ont permis de "prouver" la théorie de la relativité (entre autre observation de quelques ecarts (minimes) de trajectoire de Mercure par rapport à la théorie Newton qui n'existent pas avec Einstein, observations des étoiles lors des éclipses de Soleil, etc...)

Une conséquence de cette déformation de l'espace temps, est que le temps s'écoule plus lentement au centre de la déformation, que si on s'en éloigne.
En effet le trajet de la lumière lui aussi subit cette déformation, or comme la lumière est toujours à la même vitesse (voir l'article sur la relativité restreinte), cela signifie qu'elle passe plus de temps en passant dans la depression puisque plus de trajet (à cause de la courbe) pour la même vitesse...
Ceci a pu être vérifié expérimentalement : on a pris deux horloges atomiques, on a en a mis une dans une petite navette qui est allée faire un tour dans l'espace. A son retour elles n'etaient plus à la même heure que celle restée sur la Terre...

Il est tres tres fort Einstein !! Toute une théorie qui se révèle exacte, sortie de son cerveau sans rien ou tres peu de choses pour s'appuyer, ca m'épate !!... Mais à bien y réfléchir, tous ces gens qui ont trouvé que la terre tournait ou était ronde rien qu'en observant les étoiles, ou qui ont dompté l'electricité, ou... du grand art !

Par Kiasev
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Mardi 9 mai 2006



Plantons le décor, nous sommes à la montagne, il a bien neigé, il fait un temps superbe, les conditions sont idéales pour aller passer une journée sur les pistes. Mais qu'y a-t-il là bas ? Un drapeau à damiers jaune et noir, mes lunettes me trompent, serait-on à une course de F1 ? Oh non, pas du tout... ce drapeau signifie qu'il y a un risque d'avalanches niveau 3-4. Ca aurait pu être pire, il aurait pu être uniformément noir (niveau 5) mais ca c'est vraiment extremement rare !


Qu'est ce que cela signifie exactement ?
Une avalanche est une couche de neige qui glisse sur une autre couche.


Pourquoi se met-elle brusquement à glisser ?
- soit la couche supérieure est trop lourde (effet de la gravité).
- soit elle est totalement instable (car trop de neige tombée en trop peu de temps : elle n'a pas eu le temps de se tasser et de se lier à la couche d'en dessous)
- soit les deux !

Une avalanche n'est pas obligatoirement due à l'idiotie d'un touriste, qui s'aventurant dans une zone instable, alourdit ou déplace la neige et déclanche le glissement.
Un coup de vent peut déplacer une partie de la plaque supérieure et ainsi rompre l'équilibre précaire par exemple.
Les pisteurs utilisent régulièrement de la dynamite pour déclencher volontairement les avalanches dans les coins à risques, ainsi la couche supérieure glisse et le risque est supprimé jusqu'à la prochaine chute de neige.

Il existe 3 types :
l'avalanche de poudreuse : la neige est récente et les cohésions n'ont pas eu le temps de se faire.
l'avalanche de plaque dure : c'est la sous couche qui est fragile et un surpoids entrainne l'avalanche.
l'avalanche de neige humide : pluies ou au contraire, trop de soleil qui fait fondre la couche supérieure, qui devient plus lourde avec les conséquences que l'on vient d'évoquer.

Vous vous demandez peut être pourquoi je parle de ca alors que le printemps est commencé, qu'il fait enfin chaud et presque beau, et bien en fait, Mardi dernier (2 mai), le bilan des accidents d'avalanche pour la saison 2005-2006 ont été publié et ils ne sont pas fameux :
- Nombre d'accidents d'avalanche recensés par l'ANENA : 106
- Nombre d'accidents mortels d'avalanche : 49
- Nombre de décédés : 55
L'année dernière à la même date, l'ANENA (Association Nationale pour l'Etude de la Neige et des Avalanches) recensait 68 accidents dont 19 mortels à l'origine du décès de 24 personnes...
Le bilan est donc beaucoup moins bon, ce n'est pourtant pas faute de prévention, alors soyez prudents et renseignez vous avant de faire du hors piste.

Juste pour vous faire réfléchir : une avalanche de poudreuse peut aller jusqu'à 360 km/h !!

Par Kiasev
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