Philippe Sprumont
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Nous identifions et localisons très précisément tout phénomène ayant comme résultat une différence de température.



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L'électricité et l'électromagnétisme
L'électricité et l'électromagnétisme
Certains phénomènes électriques intriguèrent déjà les anciens Grecs. On commençait par frotter un morceau d'ambre (sorte de résine fossile que les Grecs nommaient elektron). Puis on frottait des plumes d'oiseau (ou des fils métalliques) avec un morceau de fourrure. On était alors capable d'attirer les plumes d'oiseau grâce à l'ambre (expériences de Thalès, vers 600 av JC).

Bien plus tard, au XVIème siècle, le chercheur anglais Gilbert suggèra d'appeler " électricité " la cause de cette force d'attraction. Il découvrit aussi que d'autres matériaux, comme le verre, devenaient électriques lorsque on les frottait énergiquement (électrostatique).

En 1733, Du Fay découvrit que lorsque on frottait deux barreaux de même substance (ambre contre ambre ou verre contre verre), ils avaient alors tendance à se repousser après électrification. Par contre, un barreau d'ambre électrisé attirait une barre de verre électrisée. On parla alors de deux types d'électricité (" vitreuse " et " résineuse ").

Un peu plus tard, Franklin suggéra que le " courant électrique " était formé d'un " fluide électrique " unique. Mais, lorsqu'on frottait du verre, de l'électricité y pénètrerait. Alors que l'ambre frottée laisserait sortir de l'électricité. Remarquons que cette explication reste toujours valable de nos jours, à condition de modifier le fluide de Franklin par un courant formé d'électrons qui circulent de l'ambre (pôle négatif) au verre (pôle positif).

Par la suite on découvrit les corps conducteurs et les corps isolants, en rapport avec leur capacité à transmettre ou à conserver le courant électrique.

En 1752, Franklin réalisa sa célèbre expérience du cerf-volant. Muni d'une pointe en métal, il le fit voler au cours d'un orage. Il apporta alors la preuve que les nuages d'orage étaient électrisés, car le cerf-volant leur prenait de l'électricité. En conséquence de quoi, on put construire les paratonnerres (de simples pointes en fer attachées en haut du bâtiment et reliées au sol par des fils conducteurs).

En 1785 Coulomb réussit à mesurer précisément les forces électrostatiques d'attraction et de répulsion, en fonction de la distance entre les charges électriques responsables. Il constata que la force électrostatique ressemblait à la force gravifique de Newton (mais avec une énorme différence: les charges électriques pouvaient être de deux natures, positives ou négatives. Alors que les masses, elles, ne sont jamais négatives).

En 1791, Galvani étudia plus systématiquement le déplacement des charges électriques. Un courant électrique se créait lorsqu'on touchait, avec deux métaux différents, des cuisses de grenouilles disséquées (hypothèse de l'électricité animale de Galvani).

Par la suite, Volta expérimenta en combinant différents métaux reliés par des solutions chimiques. Il en déduisit que l'origine du courant électrique était plutôt due à la jonction des deux métaux différents. Il perfectionna son système qui devint la pile électrique. Une pile livrait un petit courant continu grâce à du cuivre, de l'argent et du zinc (séparés par du buvard trempé dans de l'eau salée). Il faudra néanmoins attendre plus d'un siècle pour comprendre convenablement le principe de fonctionnement de la pile électrique (grâce à une description théorique acceptable, en termes de réactions chimiques et de mouvements d'électrons).

Malgré cela, on utilisait déjà des courants électriques pour séparer les constituants de certaines molécules (électrolyse des métaux, 1807).
Faraday donna même des règles de dissociations chimiques concernant l'électrolyse.
Arrhenius utilisera ces règles une cinquantaine d'années plus tard pour créer sa théorie de la dissociation chimique.

Après la découverte du courant et de la pile, les scientifiques étudièrent de plus en plus les " mouvements de l'électricité ", soit l'électrodynamique (Ampère, Ohm, Joule, etc).

L'utilisation à grande échelle du courant électrique, à partir de la deuxième moitié du XIXème siècle, fut rendue possible grâce à l'invention des générateurs électriques. Auparavant, les piles ne livraient que du courant continu et le prix de revient était élevé à cause des composants chimiques, rares et chers.
Dès 1830, Faraday réussit à produire du courant grâce au mouvement mécanique d'un conducteur métallique entre les bras de fer d'un aimant (dynamo). On utilisera par la suite des aimants de plus en plus gros et puissants pour amplifier la génération "mécano-magnétique" du courant électrique. De plus, on réalisa que des courants électriques créent indirectement des champs magnétiques. Henry fabriqua même, en 1831, un électroaimant capable de soulever une tonne de fer! Wheatstone utilisa, en 1845, des électroaimants pour générer un fort courant électrique grâce à une super-dynamo.
En 1872, Von Hefner-Alteneck conçut un des premiers générateurs électriques efficace.

La théorie électromagnétique de Maxwell, en 1860, permit enfin de comprendre comment ces phénomènes étaient possibles. La production industrielle d'électricité, à bas prix et en grande quantité, devint possible et les premières applications techniques utilisant l'électricité apparurent (télégraphe, moteur électrique, transformateur des tensions électriques, courant alternatif, transport du courant alternatif à haute tension, téléphone, éclairage électrique, semi-conducteurs, électronique, etc).
Tout de même, il est étonnant de penser aujourd'hui que la domestication de l'électricité ne date à peine de plus d'un siècle...

(Source : Université de Lausanne)

Philippe Sprumont
Rédigé par Philippe Sprumont le 13/11/2005 à 02:04

Thalès et la pyramide

La légende raconte que Thalès de Milet (environ 626-547 av J.-C.) avait été invité par le roi Amasis, averti de ses grandes connaissances. Il se montra à la hauteur de sa réputation : le roi déclarait ne pas connaître la hauteur des fantastiques pyramides déjà presque bimillénaires. Thalès eut de la chance, à midi il planta sa canne dans le sable verticalement et dit au roi : "l'ombre de ma canne est exactement égale à sa hauteur ; il doit en être de même pour votre pyramide. Faites mesurer son ombre vous aurez sa hauteur !".  Cela se serait passé à midi...

Thalès détermina-t-il effectivement cette mesure ? Nous n'en avons aucune certitude. Mais quatre siècles après Thalès, la légende rapporte déjà ces paroles de Thalès : "Le rapport que j'entretiens avec mon ombre est le même que celui de la pyramide avec la sienne".


L’animation ci-dessous illustre l’expérience de Thalès en montrant la proportionnalité des longueurs des ombres de la pyramide et de la canne de Thalès par rapport aux hauteurs de la pyramide et de la canne.

L'ombre de Thalès plane sur la grande pyramide...

Les hauteurs sont représentées verticalement, les ombres sont horizontales et les obliques sont parallèles aux rayons du soleil qui monte de l’horizon.
Pour mesurer la hauteur de la pyramide, on mesure l’ombre au sol en partant du point P situé à la verticale sous le sommet de la pyramide.
Dans l’expérience de Thalès, la mesure de l’ombre de la pyramide devait être tout à la fois égale à la hauteur de la pyramide et perpendiculaire à la base et ... ceci se passa à midi !
Or pour que l’ombre soit égale à l’objet, il faut comme on le voit sur l’animation que les rayons soient inclinés à 45°, pour obtenir APB triangle rectangle isocèle, de même pour le triangle CTD.
Cela n’a donc pu se passer en été car à Gizeh, à 30° de latitude dans l’hémisphère nord, là où se trouve la pyramide de Khéops juste au-dessus du tropique, les rayons sont presque verticaux à midi. Il n’y aurait donc pas eu d’ombre !
Selon les astronomes la mesure de Thalès n’a pu être effectuée que le 21 novembre ou le 20 janvier pour que l’ombre soit de même longueur que l’objet à midi.

Philippe Sprumont
Rédigé par Philippe Sprumont le 13/11/2005 à 01:54

Quelques définitions

Allessandro Volta
Allessandro Volta
Volta s' intéressa aussitôt aux expériences de Galvani, et il recommença chacune d'elles exactement comme Galvani les avait faites. Après maintes observations, Volta rejetta les conclusions émises par Galvani; il démontra que les convulsions de la grenouille n'étaient pas le produit de l'électricité contenu à l'intérieur de la grenouille mais plutôt le résultat d'une source de courant extérieur. Il émit donc l'hypothèse que l'électricité était générée par les deux plaques de métal. Ses plaques doivent alors être mises en contact avec un conducteur humide . Donc les expériences de Galvani répondaient à l'énoncé de Volta: [deux plaques de métal (zinc et cuivre) réunies par un liquide conducteur (liquide corporel de la grenouille)].

À partir des résultats obtenus dans ses recherches et celles de Galvani, Volta réalisa la première pile. Cette pile était composée de rondelles de métal différent, soit du zinc et du cuivre. Entre chaque superposition de rondelle, il y en avait une imbibée de saumure (H2O+NaCl) pour conduire le courant. La première pile était née.
Alessandro Volta intéressa le monde entier par la découverte de sa pile. La gloire de cet homme fut à jamais gravé dans l'histoire de l'électricité.

Né le 18 février 1745 à Côme, le jeune Volta est rapidement attiré par la physique. Ses deux premiers mémoires, De vi attractiva ignis electrici (1769) et De modo constrendi novam machinam electricam (1771) lui permettent d'obtenir, en 1774, la chaire de physique à l'Ecole royale de Côme. C'est là que ses recherches sur l'électricité vont réellement prendre leur essor. Dès l'année suivante, il invente l'électrophore. L'appareil consiste en une plaque de métal placée sur une base isolante et qui peut être chargée. Une poignée, également isolante, permet de transporter la charge vers un autre appareil. Suivront l'électroscope condensateur et l'eudiomètre, qui sert à l'analyse quantitative des mélanges gazeux.

Après un voyage en Suisse où il rencontre le physiologiste Haller, Voltaire ou encore le géologue Bénédict de Saussure, Allessandro Volta est nommé professeur à l'université de Pavie. Son prestige est tel qu'il attire de nombreux étudiants. Poursuivant ses recherches, il découvre aux environs de 1780 la relation quantitative entre la charge, la capacité et le potentiel.

Mais c'est plus de dix ans plus tard que les événements vont le conduire sur la voie de la pile. En 1791, Luigi Galvani publie De Viribus Electricitatis in motu musculari commentarius. Il y expose le résultat de ses propres travaux sur les phénomènes électriques dans les organismes vivants. En particulier, il pense que les nerfs et les muscles des animaux contiennent un fluide, proche du fluide électrique. Volta s'intéresse alors à ce phénomène et tente de reproduire les expériences. D'abord en accord avec les conclusions de Galvani sur "l'électricité animale", il change vite d'avis et attribue les mouvements de la grenouille à l'électricité qui passe dans la tige. En effet, il découvre que ces saccades ne peuvent être produites qu'avec un arc composé de métaux hétérogènes. En 1793, il établit sa "série des tensions" pour différents métaux. Ses travaux ultérieurs vont alors l'amener à réaliser un dispositif totalement inédit. Il empile des disques de cuivre et de zinc en alternance. Chaque paire est séparée de sa voisine par un tissu imbibé d'eau salée. Grâce à cet assemblage, il obtient un courant électrique continu. C'est ainsi qu'il invente, en 1800, la pile électrique.

La nouvelle de sa découverte franchit rapidement les frontières et il est convié, l'année suivante, à répéter son expérience devant une commission de l'Institut, à Paris. Subjugué, Napoléon Bonaparte le pensionne et il devient alors l'un des huit associés étrangers de l'Académie des sciences. En 1810, il est élevé au rang de sénateur de Lombardie et acquiert le titre de comte. Il s'éteindra dans sa ville natale dix-sept ans plus tard, à l'âge de quatre-vingt deux ans, coupé du monde scientifique depuis des années.

Philippe Sprumont
Rédigé par Philippe Sprumont le 13/11/2005 à 01:42

Quelques définitions

William Gilbert
William Gilbert
Fin du XVIème siècle
Premier physicien à expérimenter l'electrostatique et le magnétisme.

William Gilbert (ou William Gylberde), né le 24 mai 1544, à Colchester, en Angleterre, mort de peste bubonique le 10 décembre 1603, à Londres (?) était un physicien anglais d’Élisabeth Ire et de Jacques Ier et un chercheur scientifique dans les domaines du magnétisme et de l’électricité.

Son premier ouvrage fut De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Du magnétisme et des corps magnétiques, et de Great Magnet the Earth) publié en 1600. Dans ce livre il décrit nombre de ses expériences avec un modèle de terre appelé terrella. De ces expériences, il conclut que la terre était magnétique et que cela était la raison pour laquelle la boussole indique le nord (jusqu'à lors, on pensait que c’était Polaris ou une grande île magnétique au pôle Nord qui attirait la boussole). Dans son livre, il étudia également l’électricité statique en utilisant l’ambre ; l’ambre se nomme elektron en grec, Gilbert décida donc de l’appeler électricité.

Une unité de force magnétique est appelée le gilbert en son honneur.

Récupérée de http://fr.wikipedia.org/wiki/William_Gilbert

Philippe Sprumont
Rédigé par Philippe Sprumont le 13/11/2005 à 01:37

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