LE SABRE LASER DE STAR WARS

EST-Il POSSIBLE ?

En 1905, A. Einstein propose que le rayonnement électromagnétique de fréquence est composé de paquets (quanta) d’énergie h (h, constante de Planck : 6,63 . 10-34 J s).

Naissance du concept de Photon!

L’échec de la physique classique et la naissance de la théorie des quanta : Planck, Einstein et de Broglie

Le rayonnement électromagnétique, typiquement ondulatoire, devient aussi corpusculaire.

En 1924, L. de Broglie propose que les particules de matière (électrons par exemple) ont aussi une nature ondulatoire dont la fréquence est donnée par E/h

…Comme pour les photons d’Einstein

L’échec de la physique classique et la naissance de la théorie des quanta : Planck, Einstein et de Broglie

La matière, typiquement corpusculaire, devient aussi ondulatoire.

HARRY POTTER TRAVERSE LES MURS,

MAIS PAS MOI. POURQUOI ?

La description moderne de la mécanique quantique (Heisenberg, Schrödinger et Feynman)

W. Heisenberg :1925 : le principe

d’incertitude

E. Schrödinger :1926 : l’équation

d’onde

R. Feynman :1950 : l’intégrale

de chemin

La description moderne de la mécanique quantique (Heisenberg, Schrödinger et Feynman)

Des nouveaux concepts à adopter

Abandonner le concept de position :on ne peut mesurer la position d’une particule avec une précision

infinie, de même que son impulsion (~ sa vitesse). Plus on aura de précision sur la position, moins on en aura pour la vitesse

et vice versa (Heisenberg)

Raisonner en termes de probabilités :une particule peut se trouver avec une certaine probabilité

ici

ou ici

ou ici aussi

La description moderne de la mécanique quantique (Heisenberg, Schrödinger et Feynman)

Ne plus travailler avec la position x, et la vitesse v, mais avec la fonction d’onde, (x) qui nous donnera la probabilité de trouver la particule en tout point de l’espace

Remplacer les équations de Newton par une équation d’ondepour (x), l’équation de Schrödinger!

La façon de voir de Feynman : toutes les trajectoires sont probables

Trajectoire de la physique classique

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Des particules (électrons, atomes, photons) devront passer par l’une

des deux fentes pour atteindre l'écran

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Ce que l’on observe si la première fente est fermée

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Ce que l’on observe si la deuxième fente est fermée

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Quand les deux fentes sont ouvertes, on s'attend à observer ceci…

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Interférences constructives Interférences destructives

Un comportementtypiquementondulatoire

Fentes d'Young

L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule

Manuel Joffre 1.1

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Montagne russe

Chariot

En physique classique :l’exemple de la montagne russe

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Energiecinétique

Si on fournit une vitesse initiale trop petite au chariot …

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Celui-ci fera demi-tour une fois sa hauteur maximale atteinte et ne passera pas

de l’autre coté de la barrière de potentiel

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Effet tunnel

Manuel Joffre 1.5

En 1981, G. Binnig et H. Rohrer construisent le microscope à effet tunnel

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Microscopie

Manuel Joffre 1.6

Nickel Platine

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie

Images de la microscopie tunnel

LES POUVOIRS DU

MECHANT MAGNETO…

10 Teslas

Champ terrestre : 47 10-6 Teslas

Ballet d’une grenouille dans un champs magnétique(prix IgNobel 2000)

Fraise volante

Kissing droplets

SPIDERMAN TIENT AUX MURS,

MAIS EST-CE POSSIBLE QUAND ON EST UN HOMME ?

GECKO

FORCES DE VAN DER WAALS

+ -

- -

+ +

+-

+-

2 µm

100 millions/cm2

LES CHAUSSURESet

LES GANTSde

SPIDERMAN ?

EST-CE QUE L’INCROYABLE HULKPOURRAIT VRAIMENT EXISTER ?

Il faut donc accélérer de 0 km/h à 200 km/h=60 m/s en 0.1 s environ

Soit une accélération de plus de 60 g !

(fusée < 10g)

ghv 20

g=10 m/s2, h=200 m, v0=200km/h

Pour sauter à 200 m de haut : il faut décoller du sol à 200 km/h

PEUT-ON CONNAÎTRE LA TEMPERATURE

DE L’ENFER ET CELLE DU PARADIS ?

PARADIS :« La lumière de la lune sera comme celle du soleil,

et la lumière du soleil sera 7 fois la lumière de 7 jours »(Isaie,30,26)

Equilibre : Rayonnement reçu = Rayonnement émis

Rayonnement reçu x 49 Rayonnement émis x 49

Loi de Stéfan : Rayonnement émis proportionnel à T4

(Tparadis/Tterre)4=49 Tterre = 293 K donc Tparadis = 798 K=525 C

ENFER :« Quant aux lâches, aux infidèles, aux dépravés,

aux meurtriers, aux impudiques, aux magiciens, aux idolâtres, leur place se trouve dans l’étang embrasé

de feu et de soufre… »(Apocalypse, 21,8)

LE SOUFRE SE LIQUEFIE A 115 C ET SE VAPORISE A 445 C

LA TEMPERATURE DE L’ENFER EST COMPRISE ENTRE 115 C ET 445 C

L’ENFER EST PLUS FROID QUE LE PARADIS !

LES FILS DE SPIDERMAN PEUVENT-ILS EXISTER ?

NANOTUBES

…mais il serait aveugle… L’HOMME INVISIBLE PEUT-IL EXISTER ?

PEUT-ON ROULER AU PLAFOND COMME

BATMAN ET SA BAT-MOBILE ?

PEUT-ON VOIR A TRAVERS LES MURS COMME SUPERMAN ?

POURQUOI SUPERMAN EST-IL SI FORT ?

QU’EST-CE-QUI SE PASSEQUAND UN SUPER-HERO RETRECIT ?

LA NOURRITURE QUE VOUS CONSOMMEZ

EST TRANSFORMEE PAR LE SYSTEME DIGESTIF

ET UTILISEE PAR LES CELLULES DANS LE VOLUME DU CORPSPOUR PRODUIRE DE L’ENERGIE

Eproduite=e*(Volume du corps)

A quoi sert cette énergie ?

CETTE ENERGIE SERT A

Faire des exercices physiquesFaire des exercices intellectuels…Faire battre son cœur, respirer, digérer…Maintenir son corps a 37 C

Prenons un individu qui ne fait pas grand-chose :

Edissipée=f* (Surface du corps)

Eproduite=e*(Volume du corps) =Edissipée=f* (Surface du corps)

e=f* (Surface du corps)/ (Volume du corps)

Pour un super-héro un peu « rondouillard » :

e=f* (4 πR2)/ (4/3 πR3 )=3f/R

Plus on est gros, plus l’énergie par unité de volume à fournir est petite

Une souris pèse 30g, elle mange à peu près le tiers de son poids par jour. Recherche et consommation de nourriture

occupent une partie importante de sa journée.

Un éléphant pèse plusieurs tonnes, il se contente d’une ration journalière de l’ordre de quelques pour cent de son poids.

Il peut disposer de quelques loisirs…

Si je divise la taille d’un super-héros par 2 :L’énergie produite par unité de volume

doit être multipliée par 2→ le super héros va passer plus de temps

à se nourrir