LE SABRE LASER DE STAR WARS EST-Il POSSIBLE ?

L’échec de la physique classique et la naissance de la théorie des quanta : Planck, Einstein et de Broglie En 1905, A. Einstein propose que le rayonnement électromagnétique de fréquence n est composé de paquets (quanta) d’énergie hn (h, constante de Planck : 6,63 . 10-34 J s). Naissance du concept de Photon! Le rayonnement électromagnétique, typiquement ondulatoire, devient aussi corpusculaire.

La matière, typiquement corpusculaire, devient aussi ondulatoire. L’échec de la physique classique et la naissance de la théorie des quanta : Planck, Einstein et de Broglie En 1924, L. de Broglie propose que les particules de matière (électrons par exemple) ont aussi une nature ondulatoire dont la fréquence n est donnée par E/h …Comme pour les photons d’Einstein La matière, typiquement corpusculaire, devient aussi ondulatoire.

HARRY POTTER TRAVERSE LES MURS, MAIS PAS MOI. POURQUOI ?

W. Heisenberg : 1925 : le principe d’incertitude E. Schrödinger : 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 aussi ou ici

Trajectoire de la physique classique 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, y(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’onde pour y(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

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 première fente est fermée

Ce que l’on observe si la deuxième 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

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

Un comportement typiquement ondulatoire L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule Un comportement typiquement ondulatoire Interférences constructives Interférences destructives

Fentes d'Young L'expérience des fentes d'Young commentée : comprendre la dualité onde-particule Fentes d'Young Manuel Joffre 1.1

En physique classique : l’exemple de la montagne russe Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie En physique classique : l’exemple de la montagne russe Montagne russe Chariot

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

Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie En 1981, G. Binnig et H. Rohrer construisent le microscope à effet tunnel Microscopie Manuel Joffre 1.6

Platine Nickel Images de la microscopie tunnel Effet tunnel, un phénomène impossible en physique classique, application à la Microscopie Platine Nickel 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 CHAUSSURES et LES GANTS de SPIDERMAN ?

EST-CE QUE L’INCROYABLE HULK POURRAIT VRAIMENT EXISTER ?

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

DE L’ENFER ET CELLE DU PARADIS ? 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 : L’ENFER EST PLUS FROID QUE LE PARADIS ! « 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

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

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 PASSE QUAND UN SUPER-HERO RETRECIT ?

Edissipée=f* (Surface du corps) LA NOURRITURE QUE VOUS CONSOMMEZ EST TRANSFORMEE PAR LE SYSTEME DIGESTIF ET UTILISEE PAR LES CELLULES DANS LE VOLUME DU CORPS POUR PRODUIRE DE L’ENERGIE Eproduite=e*(Volume du corps) A quoi sert cette énergie ? CETTE ENERGIE SERT A Faire des exercices physiques Faire 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 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 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…