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Dean Hausor

  • Après une pause longue, une nouvelle pause !

    Bonjour à toutes et tous,

    Cela fait maintenant plus d'un mois que pour des raisons diverses, plus ou moins agréables, je n'ai pas pris la plume, enfin, que je n'ai rien publié.

    Et je ne vais pas recommencer tout de suite. En effet nous allons aller prendre l'air quelques temps, histoire de respirer un peu après cette période.

    Aussi à mon retour je pense être prêt à reprendre mes publications périodiques de manière régulière, histoire de ne pas vous laisser dans le vide ... qui n'est pas vraiment vide !!

    Je vous souhaite à toutes et tous de bonnes vacances.

    Au bord de l'eau

  • 21 – Les particules de la matière 2

    éléments, atomes, particules

    abondance des éléments

    L'image ci-dessus représente l'abondance de quelques éléments présents dans l'Univers (les plus nombreux) et ici, plus précisément dans le système solaire. Vous pouvez constater que l'hydrogène (H) est nettement le plus abondant ainsi que l'hélium (He). Le lithium est une exception : il y en a peu. C, le carbone, N l'azote (N car en anglais l'azote s'appelle Nitrogen) et O l'oxygène sont également très nombreux. Un peu plus loin, le fer (Fe) montre également un pic. (le Z - en abscisse - représente le nombre atomique, c'est à dire le nombre de protons, ou le nombre d'électrons puisqu'il y a autant de protons qu'il y a d'électrons dans l'atome, et le n - en ordonnée - représente le nombre relatif des atomes les uns par rapport aux autres).

    L'hydrogène et l'hélium composent respectivement environ 92 % et 7 % de toute la matière de l'Univers, le reste étant représentés par tous les autres atomes !

    Notre corps est composé à 99 % de CHON : Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote.

    Revenons à nos particules et plus précisément aux électrons. Des électrons il y en a partout. La lumière aussi est partout. La lumière est "portée" par les photons. Il arrive parfois qu'un photon heurte un électron, et là il peut se passer une chose extraordinaire. Je vous ai dit dans la note précédente que les orbitales étaient à des distances précises les unes des autres. Donc pour sauter d'une orbitale à une autre il faut que l'électron acquière juste la quantité d'énergie nécessaire, pas plus, pas moins.

     énergie, lumière, photon

    les niveaux d'énergie de la lumière

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  • 20 – Les particules de la matière - 1

    L'image ci-dessus représente différentes images d'un électron en trois dimensions.

    Aujourd'hui nous allons explorer la matière et voir quelles sont ces particules-ondes (ces "ondicules") qui la composent et voir un peu plus comment elles se comportent.

    La matière, toute la matière quelle qu'elle soit : roches, plantes, animaux dont nous-mêmes, est composée de ces seules particules-ondes. Seule leurs nombres, leurs liaisons et leurs agencements diffèrent.

    Si nous prenons un minuscule morceau de matière, nous allons obtenir un atome. Atome vient d'un mot grec qui signifie "que l'on ne peut pas couper". Bien sûr les philosophes grecs de l'antiquité qui pensaient que la matière était constituée de minuscules parties que l'on ne pouvait pas diviser, les atomes, ne connaissaient pas l'atome de la même façon que nous mais imaginer cela était particulièrement remarquable.

    Nous avons donc un atome mais nous savons depuis un peu plus d'un siècle, que l'atome n'est pas la partie la plus petite de la matière.

    Un atome est composé d'un ou plusieurs électrons et d'un noyau. Étant donné le comportement de l'électron – qui est une onde-particule (et pas seulement l'électron, toutes les particules élémentaires) – seul une séquence filmée pourrait vous donner une idée de ce qu'est un atome. La moins mauvaise représentation par une image est figurée ci-dessous. L'image ci-dessous représente un atome d'hydrogène qui ne comporte qu'un seul électron autour de son noyau, dont on ne sait pas quelle est sa position.

    Orbitale, atome

    un nuage flou de l'électron tournant autour du noyau

     

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  • 19 – Singularités de l'extrêmement petit

    L'image ci-dessus représente une, et une seule, particule élémentaire qui va franchir un obstacle comportant deux fentes.

    Je vais vous raconter quelques-unes des bizarreries du monde de l'extrêmement petit. Ne cherchez pas à comprendre mais, comme au spectacle étonnez-vous. Sachez quand même que ces bizarreries sont à la base de toute la matière, roches, plantes, animaux dont nous-mêmes. Sachez encore que l'utilisation de ces bizarreries est à la base des instruments les plus étonnants et les plus performants de notre époque.

    Je ne vous les expliquerai pas, même un petit peu, il faudrait que je vous donne des précisions plutôt complexes et qui resteraient insuffisantes. D'ailleurs Richard Feynman (1918 – 1988), l'un des plus grands physiciens de la seconde moitié du 20ème siècle, prix Nobel 1965, et un grand pédagogue, avait l'habitude de dire à la fin de son cours sur la mécanique quantique : "Si vous m'avez compris, c'est que je n'ai pas été clair !"

    Richard Feynman

    Richard Feynman

     

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  • 18 - Vers l'extrêmement petit

    L'image ci-dessus représente les électrons qu'on voit se comporter comme des ondes. Image prise par un microscope à effet tunnel. © IBM Almaden Visualization Lab

    Aujourd'hui nous allons commencer un voyage vers l'extrêmement petit. Je dis bien extrêmement et non pas infiniment petit. En effet l'infiniment petit n'existe pas. Il y a une limite au petit en-deçà de laquelle il est impossible d'aller.

    Pour autant vous allez voir que cette limite là est vraiment extrême. J'aurais souvent l'occasion de vous parler de cette limite, alors autant vous la donner tout de suite : c'est la limite de Planck, du nom du grand physicien allemand qui l'a calculée.

    Cependant avant de vous la donner un avertissement : nous allons pénétrer un territoire plus extra-ordinaire que celui d'Alice au pays des Merveilles. Dans le pays des Merveilles d'Alice, les objets sont étranges, voire ils parlent mais ce sont des objets que l'on voit et que l'on peut toucher. Dans le territoire où nous nous apprêtons à pénétrer, rien de cela. On ne voit pas les objets, on ne peut pas les saisir, et plutôt que des objets ce sont des concepts, des idées. Leur représentation est essentiellement mathématique. Et malgré cela les conséquences qui en découlent sont à la base des techniques, des outils et des objets les plus modernes que nous utilisons !

    électron

    L'électron n'a pas de localisation précise. Il  apparait et disparait en permanence dans le vide, dans une espèce de vague intemporelle, à la fois un peu ici et un peu là.

     

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