Les Olympiades de Physique – WUS#22

Aujourd’hui on va parler d’un sujet qui me tient à cœur : les Olympiades de physique. Qu’est-ce que c’est ? Un concours pour lycéens consistant à mener à bien un projet scientifique à composante expérimentale. Et c’est très sympa ! Avec Damien on a eu la chance d’y participer quand nous étions au lycée, puis il y a quelques semaines j’ai été jury de la sélection inter-académique. Et j’aimerais vous montrer qu’il s’agit d’une formidable expérience ! Lycéen, prof, lancez-vous !

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L’affiche des Olympiades de Physique 2017

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Structure de l’atome, fission nucléaire et réacteur à fission – WUS#21

Avez-vous entendu parler d’ITER ? Il s’agit d’un grand projet de production d’énergie par fusion nucléaire. On va essayer de comprendre ce que cela signifie ! Deux billets seront consacrés à la production de l’énergie nucléaire. Aujourd’hui, on parle structure de l’atome et fission nucléaire. En route !

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Vu en coupe du tokamak ITER, issu de ITER.org

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Voir la matière ? Le microscope à force atomique – WUS#20

Comment voir la matière ? Comment voir l’invisible, l’infiniment petit, les molécules, les atomes ? Plusieurs techniques existent, plusieurs instruments ont été inventés, et aujourd’hui on va voir l’un d’entre eux : le microscope à force atomique. Je vais d’abord expliquer son principe de fonctionnement, puis je vais proposer une modélisation macroscopique de ce microscope (c’est-à-dire que je vais montrer comment construire un dispositif s’appuyant sur un phénomène analogue, à grande échelle) pour essayer d’illustrer les mécanismes physiques mis en jeu. C’était le sujet d’un de mes TIPE (un projet qu’on doit réaliser en classe prépa) !

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Les étoiles et la matière qui nous entoure , par André Brahic – DNU#2

On continue notre rentrée spécial espace ! Le prochain épisode de la saga Ariane de Damien arrive très bientôt, quant à moi je continue la série de billets consacrée à l’état des lieux de l’astrophysique par André Brahic !

Plusieurs choses à signaler tout d’abord : la fin de mission pour Rosetta, la sonde spatiale de l’ESA, l’Agence Spatiale Européenne, qui a rejoint la comète Tchoury ! Les missions spatiales ont une durée limitée (bien que parfois prolongée, comme ce fut le cas pour Cassini) pour pouvoir redistribuer le budget et donner leurs chances à d’autres missions. Pour Rosetta, c’était vendredi 30 septembre dernier ! La sonde s’est donc posée sur la comète, en prenant des mesures jusqu’au bout. Ce n’est que le début des découvertes faites lors de cette mission, puisqu’une quantité gigantesque de données reste à traiter et analyser ! Rendez-vous compte, on a réussi à poser un engin sur une comète en mouvement, à 150 millions de kilomètres de la Terre !

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André Brahic devant une photo de Saturne prise par la sonde Cassini, en 2009. AFP.

 

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Principe de moindre action, invariances et conservation – WUS#18

Cette semaine, un billet qui concerne un aspect fondamental de la physique, qui est au cœur de toutes les théories actuelles : le lien entre symétries d’un système et conservation d’un certain nombre de quantités caractéristiques de ce système. Vous avez déjà peut-être entendu des phrases de physicien comme « l’énergie se conserve » : aujourd’hui, on va voir d’où vient ce principe, sur quoi il s’appuie, et en quoi il nous permet de décrire un certain nombre de phénomènes.

Mais tout d’abord, saviez-vous que l’évolution d’un système, quel qu’il soit, s’effectue de manière à minimiser une certaine grandeur mathématique appelée l’action ? Il s’agit là du principe de moindre action, qui permet tout aussi bien de retrouver les lois de la dynamique de Newton que de connaître la propagation d’un rayon lumineux dans un milieu ou même de décrire le comportement d’un système quantique. Toute la physique actuelle peut se déduire de ce principe, valable dans des domaines aussi divers que la relativité générale, la théorie quantique des champs, la mécanique classique, l’optique et l’électromagnétisme. Rien que ça !

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Le LHC au CERN : un formidable outil pour étudier des collisions de particules à très haute énergie !

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Dernières nouvelles de l’univers part.1 – La formation de l’univers, par André Brahic #DNU1

André Brahic, astrophysicien français, co-découvreur des anneaux de Neptune en 1984, a livré durant l’été 2013 sur France culture une série d’émissions consacrées à l’univers et à la recherche en astrophysique. Son récent décès nous a donné envie de lui rendre hommage, aussi ce billet sera un peu spécial, puisqu’on se contentera de retranscrire ses propos, ou du moins la majeure partie. Nous prévoyions de toute façon d’écrire un billet sur le sujet : quoi de mieux que d’écouter directement un spécialiste ! Aujourd’hui donc : la formation de l’univers ! (Rien que ça !)

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André Brahic – mai 2009. AFP photo / Eric Feferberg

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Les états de la matière – WUS#15

Tout le monde a une plus ou moins vague idée de ce que sont les états de la matière. L’état solide, l’état liquide et l’état gazeux sont les trois formes qu’on rencontre régulièrement, et on a généralement une idée assez intuitive de ce qu’elles représentent. Et pourtant, on va voir que bien des fois, non seulement la frontière entre ces différents états peut s’avérer très floue, mais qu’en plus il existe d’autres états de la matière aux propriétés remarquables. Bienvenue dans le monde fantastique de la matière !

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Un (tout petit) peu de maths part.3 – WUS#13

Bonjour ! C’est le troisième et dernier billet d’introduction aux mathématiques pour la physique, il nous reste à parler d’intégration ! Comme d’habitude, je vais plutôt essayer de  vous donner une bonne intuition de ce que c’est plutôt que d’en faire une construction mathématique rigoureuse, bien que cette deuxième option ne manque pas d’intérêt non plus. Très souvent d’ailleurs les constructions mathématiques s’appuient sur des idées intuitives, bien sûr !
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Le monde de Fourier – WUS#11

Aujourd’hui, on se retrouve pour parler un peu d’un outil mathématique très utile dans beaucoup de domaines de la physique : ce qu’on appelle l’analyse de Fourier. Non seulement c’est très pratique, mais ça permet d’avoir un point de vue nouveau sur les choses ! Comment représenter différemment un son ou un signal électrique, comment résoudre des équations plus facilement, voyons comment c’est possible avec Fourier !

Mais avant d’aller plus loin et de parler de l’analyse de Fourier, on va faire un point rapide sur les nombres complexes.

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Un ballon dans un aquarium – WUS#9

Bonjour à tous ! Aujourd’hui, une fois n’est pas coutume, nous allons parler d’art ! Car la science peut être un moyen d’inspiration pour les artistes, mais elle peut aussi les aider pour réaliser des projets et des œuvres.

Il y a quelques temps avait lieu à Beaubourg une exposition dédiée à l’artiste américain Jeff Koons. Je m’y suis rendu, et je n’ai pas pu m’empêcher de m’interroger sur certaines d’entre elles !

On va donc s’intéresser à une œuvre de l’artiste américain Jeff Koons, ou du moins plutôt une série, intitulée : « One Ball Total Equilibrium Tank ». Et grâce à la statique des fluides, on va comprendre comment réaliser une telle œuvre ! Ou comment la physique peut nous aider à voir ce qu’il y a à l’intérieur du ballon…

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One Ball Total Equilibrium Tank – Jeff Koons (1985) – Source

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