Une jolie analogie sur les orbitales électroniques, et pourquoi elles prennent des valeurs discrètes aussi.
Voir aussi cet article : https://couleur-science.eu/?d=a436e0--quoi-correspondent-les-orbitales-electronique-et-les-nombres-quantiques
Une étoile normale, c’est quand des nuages d’hydrogène sont à un équilibre entre la force de gravité qui pousse la matière vers l’intérieur, et la pression et les radiations (lumière, chaleur…) émises vers l’extérieur par la fusion nucléaire dans le cœur.
Si l’équilibre se rompt, par l’arrêt de la fusion, alors ça fait une supernova et l’étoile s’effondre puis explose.
Dans les quasi-étoiles (terme français pour ces étoiles à trou noir), la quantité de matière amassée et si immense (10 000 fois la masse des plus grandes étoiles connues, qui elles font ~300 masses solaires), que la force de gravité est juste trop forte pour permettre même à la fusion nucléaire de résister. L’équilibre est rompu dès le début et la gravité gagne, formant immédiatement une supernova.
Sauf qu’ici, l’étoile est si grande que même une supernova ne permet pas de détruire la quasi-étoile : le cœur s’effondre en trou noir et c’est le rayonnement émis par le disque d’accrétion du trou noir, où les particules sont accélérées à l’extrême limite de la vitesse de la lumière qui permet de contrebalancer un effondrement instantané.
Dans une bombe atomique (type bombe H), la fusion d’une partie de la matière libère assez d’énergie pour produire les explosions que l’on connaît. Dans une étoile, ce genre d’explosion se produit en continue, et ça se termine en supernova.
Dans une quasi-étoile, c’est la supernova qui se produit en continue.
Je dirais donc que le facteur d’échelle entre une quasi-étoile et une étoile, et environ la même que celle entre une bombe H et une étoile.
Après, quel est le barreau de l’échelle juste au dessus de la quasi-étoile ? Je ne sais pas. Peut-être le Big-Bang lui-même ?
Je parlais récemment des traitements céramique pour l’extérieur des vitres de voitures. Voici un autre traitement que des chercheurs viennent de mettre au point : un traitement nanotech qui permet de désembuer les lunettes et les vitres quatre fois plus vite, en plus de prévenir l’embuage trois fois plus longtemps qu’un verre normal.
Ils utilisent pour ça un revetement très fin (10 nm) composé d’une mince couche d’or entre deux réseaux de dioxyde de titane. L’or absorbe les infrarouges et transforme ça en chaleur, ce qui réchauffe le verre (jusqu’à +8 °C par rapport à la température ambiante), tout en étant totalement transparent.
Il y a plusieurs choses à dire tout ça, en dehors du fait que c’est un revêtement de verre à ajouter aux films polarisants, aux traitement photochromique, au traitement électrochromique, aux filtres UV, infrarouge (antichaleur, utilisés dans certains bagnoles ou certains immeubles), et un paquet d’autres.
D’une part, ce problème d’embuage des lunettes est connu de tous ceux qui portent des lunettes. Il a été largement mis en évidence avec le Covid et le port des masques, jusqu’à voir naître un paquet « d’astuces » pour prévenir ce désagrément.
Il me paraît assez probable que la recherche d’un tel traitement anti-buée ait été motivé par le problème mis en évidence lors du Covid avec les masques. Je ne veux pas trop m’avancer, mais il y a une possibilité également que ça ait été financé par des fonds de recherches mis à disposition dans le cadre du Covid.
Si c’est vrai, il s’agirait d’un de ces exemples de financement de recherche lié à un truc (le Covid) donne naissant à un produit totalement différent mais tout autant utile et disponible dans la vie courante (nul doute que ça sera sur toutes les lunettes et voitures d’ici 10-20 ans).
Tout comme les micro-ondes, les IRM ou encore la super-glu, qui elles aussi sont issues de la recherche (spatiales pour les deux premières et médicale pour la dernière).
D’autre part, il s’agit ici d’une énième application de l’or, le métal. Ce métal est rare, très cher, et précieux, mais il ne manque pas d’applications industrielles utiles à tous. La seule raison qu’il n’est pas plus utilisé aujourd’hui, c’est sa rareté : on lui préfère des alternatives moins chères, quitte à ce que ces alternatives soient moins efficaces.
Ce problème pourrait être résolu si on avait des réserves d’or pratiquement illimitées, au même titre que l’acier ou l’aluminium. Ceci serait possible avec le minage des astéroïdes, qui contiennent plein de métaux directement accessibles. Et on y viendra.
Un aquarium de 25 mètres de haut.
Le verre à la base subit une pression de 2,5 bars relatifs (1 bar tous les 10 mètres)
Le truc étonnant, c’est que quelque soit le diamètre de l’aquarium, ça sera toujours 2,5 bars. Donc que l’on prenne un petit tuyau de 25 m de haut ou un énorme barrage de 25 m de haut, alors il y aura 2,5 bars en bas.
C’est juste que le barrage enverra de l’eau durant longtemps, là où le simple tuyau se videra rapidement.
On peut y voir une analogie avec l’électricité : la pression c’est la tension, la quantité d’eau c’est l’intensité. Que l’on prenne 1 pile seule ou 15 piles en dérivation, on aura toujours 1,5 volts. Si on veut avoir plus de tension, il faut mettre les piles en série (c’est habituellement le cas).
Dans le cas de l’eau, ça revient à empiler les barrages les uns sur les autres et donc à augmenter la hauteur d’eau.
Enfin, ça me fait penser à très ancienne expérience (de pensée) qui permet de faire exploser un tonneau avec un simple verre d’eau : l’expérience du crève-tonneau de Pascal :
L'expérience de pensée consiste en un tonneau entièrement plein d'eau. Le tonneau est entièrement bouché, à l'exception d'un mince tube. On ajoute de l'eau dans le tube qui se remplit alors jusqu'en haut. Cette eau fait augmenter la pression dans le tonneau, ce qui dans l'expérience fait exploser le tonneau.
Si le tuyau fait 5 mètres, même s’il a un diamètre de 1 cm, ça ne représente que 0,5 litres, mais ça suffit à exploser le fond du tonneau de 200 litres (en supposant que le dessus du tonneau soit bien fermé, pas de surface libre) si ce dernier ne peut pas résister à 0,5 bars supplémentaires.
L’hydrostatique est parfois contre-intuitive, mais pour une règle simple retenez qu’une colonne d’eau de 10 mètres ajoute 1 bar à la pression. Si vous nagez à 50 mètres sous l’eau, vous subissez 5 bars de pression de plus qu’à la surface, soit le double de la pression d’un pneu de voiture (qui suffit à soulever ladite voiture, soit-dit en passant).
Au boulot, on dispose d’autoclaves qui monte à 4 bars de pression et chauffent à 200 degrés. De façon intéressante, si je demande à tout le monde ce qui leur ferait le plus peur entre la pression et la température, devaient-ils se retrouver coincé dedans, on me dirait la pression, à coup sûr. Alors que non : le corps supporterait très bien 4 bars, mais pas 200 °C.
La pression ne devient un problème qu’au delà de 7 bars : l’azote entre alors dans le sang et devient toxique. Il faut aussi l’en faire ressortir doucement, sinon ça fait des bulles dans le sang. Les plongeurs qui dépassent −60 m utilisent un mélange de gaz à base d’hélium et d’oxygène pour ça, et marquent des paliers lors des remontées.
Enfin, histoire de digresser jusqu’au bout, ça me fait penser à cette scène dans Le Transporteur 3, où il se retrouve dans le lac d’un barrage avec la voiture, et il utilise l’air dans les pneus pour gonfler une poche d’air et remonter la voiture. Ceci est totalement impossible : non seulement la quantité d’air dans 4 pneus est insuffisante pour faire flotter une voiture, mais surtout, c’est le volume qui produit la poussée d’Archimède. Or, 100 litres d’air à la surface, c’est 50 litres à 10 mètres de profond, 33 litres à 20 mètres, 25 litres à 30 mètres, etc. Donc plus la voiture coule, moins son idée devient faisable.
D’autant que si le pneu contient 2,5 bars (relatifs à l’air libre), au delà de 25 mètres de profond, la pression d’eau est telle que c’est l’eau qui rentre dans le pneu en poussant l’air. Pas l’air qui sort en repoussant l’eau.
:P
Attention par contre, l’article présente une erreur dès la première phrase :
Bien qu’il s’agisse du métal le plus abondant sur Terre, représentant plus de 8 % de la masse du noyau terrestre […]
C’est faux et faux.
Les 8 % c’est pour la croûte terrestre. Et le métal le plus abondant sur Terre, c’est le fer, environ 30 % en masse, contre 1,4 % pour l’alu.
Voir :
https://www.weforum.org/agenda/2021/12/abundance-elements-earth-crust/
https://en.wikipedia.org/wiki/Earth#Chemical_composition
https://en.wikipedia.org/wiki/Abundance_of_the_chemical_elements#Earth
Le noyau ne PEUT PAS contenir d’aluminium (sinon des traces infimes).
La ségrégation noyau / manteau / croûte / atmosphère (ou différentiation planétaire) est une question de densités : le fer et le nickel sont denses et se sont retrouvés dans le noyau par gravité. Cette différentiation planétaire s’est faite quand la planète était jeune et liquide : l’ensemble a décanté sous l’effet de la gravité.
L’aluminium tout comme ses minerais (bauxite, etc. et ses oxydes) sont plus léger que la roche du manteau (essentiel de la silice).
Tout l’aluminium est donc dans la croûte terrestre, un peu dans le manteau et rien dans le noyau.
Pour info, le noyau terrestre est également supposé être très riche en or, argent, tungstère… et tout autres métaux lourds Dommage pour nous, il est impossible de récupérer tout ça.
Dans les astres plus petits (astéroïdes), qui se sont refroidis beaucoup plus vite, cette ségrégation ne s’est pas produite. Les métaux rares se trouvent donc partout, y compris à la surface. C’est pour ça que certains parlent d’aller miner des astéroïdes pour aller les chercher : il est plus facile de traverser le système solaire plutôt que d’aller creuser 5 800 km et affronter les gigapascal et des milliers de degrés d’un noyau en fer fondu.
L’or et les métaux lourds qu’on trouve dans la croûte et que l’on mine provient essentiellement de bombardements météoritiques tardifs.
Voir aussi : https://couleur-science.eu/?d=5d8bb8--si-on-mettait-tout-lor-du-monde-dans-un-seul-cube
PS : j’ai signalé l’erreur au site, on verra s’ils corrigent.
ÉDIT : ils ont répondu et vont corriger dans les différentes traductions de la page, en précisant que les 8 % dans dans la croûte, pas le noyau.
Probablement l'une des vidéos sur la métrologie fondamentale la plus intéressante que j'ai jamais vu.
Quand on regarde le diagramme des 7 unités de base (unités SI), on constate qu'elles sont parfois inter-reliées : le mètre par exemple, dépend de la seconde.
Il n'y a que la seconde qui ne dépend de rien, si ce n'est d'un nombre entier d'oscillations d'une onde émise par un atome.
La seconde se retrouve dans toute la métrologie, toutes les mesures et toutes mes unités, partout.
Et même si c'est l'unité dont on a la définition la plus précise qui soit grâce à des appareils de pointe, comme il dit, le temps en lui même, personne ne sait réellement le définir.
Tiens, je ne savais pas que Numérama faisait des articles comme ça ! C’est cool.
On peut ajouter que le potassium 40 dans la banane a une chance de se désintégrer par le mécanisme beta+, et donc de produire un positon, l’antiparticule de l’électron. Autrement dit, la banane contient de l’antimatière =D
Enfin… pas toujours.
Seul 1 atome de potassium 40 sur 100 000 se désintègre en beta+ (la seule qui produit un antiélectron). De plus, un atome de potassium sur 10 000 est du potassium 40 radioactif. Au final, on a donc un atome de potassium sur un milliard qui produire un antiélectron.
À raison de 130 Bq/kg de bananes, ça revient à un positon toutes les 12 minutes environ par kilo de bananes. Soit, en gros, une par heure et par banane. C’est rare, mais pas trop : n’importe qui a une banane sur son plateau repas a donc une bonne chance d’avoir un positon sur son plateau au cours du repas.
Autrement, la désintégration est généralement du beta− (dans 89 % des cas), qui produit aussi de l’antimatière, mais ici c’est sous la forme d’un antineutrino électronique. Pas sûr que ça compte réellement quand on parle d’antimatière : perso je compte surtout les antiparticules des trois particules atomiques (électron, neutron, proton). Les 10 % restant du temps, c’est une désintégration par capture électronique).
Bref, mangez des bananes en antimatière, c’est bon !
C’est bien-sûr loin d’être le seul produit comme ça, mais c’est l’un des plus emblématiques : les isotopes radioactifs qui se retrouvent dans les aliments sont plutôt rares : c’est essentiellement du potassium 40 et du carbone 14. Les deux produisent du beta−, mais seul le premier produit du beta+, même si c’est très rare.
Sinon, y a bien d’autres produits (pas forcément naturels) qui contiennent de la radioactivité : des fours à micro-onde, aux phares de voiture, en passant par des tiges de métal de soudure : https://couleur-science.eu/?d=bf99b0--la-radioactivite-dans-les-objets-du-quotidien
Les types de pokémon expliquées en équation :D
Pour Pikachu, ce sont sont les équations de Maxwell (qui régissent l’électromagnétisme).
Pour Bulbizarre c’est un peu plus chimique (photosynthèse, du nombre d’or, équation sur la cinétique chimique)
Pour Salamèche, ce sont ceux de la combustion (principe d’entropie, enthalpie et second principe)
Pour Carapuce, on a les équations de de la mécanique des fluide (théorème de Stokes, équation de la continuité… et une dernière que j’ignore (?))
Très joli.
La source : https://canootle.tumblr.com/post/70147097300/pokemon-as-described-by-physical-laws
:o
Donc le logo sur une Tesla (la voiture), en plus de représenter un t-shirt correspondant à Nikola Tesla (enfin, je suppose, c’est ce que je voyais, perso), représente aussi une des branches d’un rotor sur un moteur à induction :O
Et j’apprends aussi que mettre 2 moteurs (un sur chaque roue arrière) est en réalité mieux question poids ET pertes de l’ensemble, car ça élimine la nécessité d’un différentiel sur l’essieu qui aurait un seul moteur. Et sur les EV, chaque moteur peut être piloté de façon indépendante…
Pour quelqu’un comme moi qui bidouille des moteurs électriques depuis environ l’âge des 6 ans, je suis assez fascinné par le niveau d’ingénierie qui rentre dans un moteur ultra-complexe comme celui d’une Tesla.
J’avais déjà vu la vidéo sur le fonctionnement du point de vu électromagnétique de ce moteur, qui utilise la variation de la réluctance magnétique à haut régime (moteur SynRM) :
https://www.youtube.com/watch?v=vvw6k4ppUZU
https://www.youtube.com/watch?v=vvw6k4ppUZU
~
Parfois il m’arrive de penser à ce que diraient les gens comme Nikola Tesla, Einstein, De Vinci… ou d’autres s’ils revenaient à notre époque.
Si j’avais une personne à faire revenir, ça serait certainement Michael Faraday. Pourtant, ici, j’aimerais beaucoup savoir ce que Tesla lui-même penserait de tout ce qui se fait actuellement en matière de moteurs électriques.
Pour info, sa plus grande invention (en tout cas la plus pratique de nos jours) reste le moteur à induction : une machine électrique qui peut fonctionner en moteur et en générateur sans le moindre aimant ou ballais à l’intérieur. En moteur, il fonctionne par induction simple. En générateur, il fonctionne par double induction (le rotor ne peut induire du courant dans le stator que si le stator magnétise préalablement le rotor par induction). Un fabuleux Rube-Goldberg de champs électromagnétiques.
Des arcs électriques à 2 millions de FPS.
La caméra est tellement rapide que chaque seconde filmée représente 18 heures de visionnage à vitesse normale.
On arrive à voir les oscillations des arcs électriques sur la bobine Tesla.
Sur le générateur de Marx, c’est intéressant que les différents arcs dans les éclateurs se produisent tous en même temps, ou du moins, dans un laps de temps que la caméra à 1,75 MFPS n’arrive pas à résoudre. (donc à 500 ns près).
Le Covid a eu de bon que la recherche a été massivement financée. Résultat : en cherchant, on trouve.
En l’occurrence, des vaccins à ARNm et des possibles applications pour des choses dont la recherche n’en finissait plus (cancer, par exemple).
Quand je dis à longueur de temps que « la recherche sert à quelque chose », bah c’est pour ça.
La recherche en armement est à la fois un concentré d’horreur et un concentré d’ingéniosité.
Ici, des balles en uranium capables de percer des blindages très importants. L’action est double.
D’une part, l’uranium est très dense, pratiquement le double du plomb.
De l’autre, l’uranium forme sur l’acier un mélange eutectique qui fond à « basse » température. C’est comme le sel et l’eau qui forment un mélange qui fond à une température plus basse à la fois que le sel et que l’eau (−21 °C). Ou le plomb et l’étain (utilisé en soudure), ou encore l’indium + gallium, ou le sodium + potassium…
La température de fusion du mélange uranium-acier est atteinte lors de l’impact et c’est comme ça que ça traverse le blindage.
Brillant, non ?
Trop bien, des posters et affiches en haute résolution, sur les maths !
Ok, donc selon ce journal, faire du vélo électrique lors d’un orage augmente son risque de se prendre la foudre sur la gueule.
En fait, la foudre tape préférentiellement sur le point le plus haut d’une zone. Si vous êtes debout en plein milieu d’un champ, le risque est plus élevé. Sur un vélo, vous êtes encore plus haut, c’est également plus risqué.
Mais le fait que ce vélo soit électrique n’a aucune importance.
Il n’y a pas besoin d’être sur un objet en matériau conducteur : à l’échelle de taille d’un orage et des durées d’établissement des différences de potentiel, plus ou moins tous les matériaux deviennent conducteurs, et finissent par faire circuler des charges jusqu’à leurs extrémités en hauteur : un clocher, un arbre, un poteau en bois… Ce n’est pas conducteur, mais c’est là où la foudre tapera.
Ensuite, certains phénomènes peuvent accentuer le risque d’attirer la foudre.
Si le sommet est pointu, on a l’effet de pointe : plus l’extrémité est fine, plus la densité de charges est forte, et plus le champ électrique également (et plus ça ionise l’air). Les parafoudres sont pointues par exemple.
Un éclair s’amorce entre deux régions où il existe une accumulation de charge (ie : différence de potentiel, ie : DDP), et où le courant peut s’amorcer (si la DDP est suffisante).
Dans un orage, ça se manifeste par des crépitements sur un poteau par exemple. Ces crépitements sont des mini-décharges (appelés effet corona, ou Feu de Saint-Elme pour les marins d’autrefois qui voyaient ça durant les orages sur les mâts des navires) : l’air y est alors ionisé, ce qui allonge électriquement le poteau, et rapproche les deux régions chargées.
Une fois ce phénomène à son paroxysme, il y a un chemin ionisé entre les deux zones, le courant passe et c’est l’éclair.
Que faire si on est pris dans un orage ?
Se mettre à l’abri dans une maison ou une grotte. Si la foudre tape, elle passera par les murs (donc éloignez-vous en par la même occasion).
Ne pas se mettre sous un arbre : l’arbre est haut et attire la foudre.
Non seulement, il peut vous tomber dessus, mais surtout, la foudre qui tape dans un arbre c’est comme mettre une bouteille de champagne au micro-onde : ça l’explose de l’intérieur. Ça balance des milliers d’échardes (de plusieurs kilos pour certaines) dans toutes les directions (c’est du vécu, enfin du vu).
Enfin, la foudre se dissipe dans le sol. On parle de plusieurs dizaines de millions de volt qui s’écarte de l’arbre. Donc si vous êtes à 1 m de l’arbre, vous avez 10 MV dans le sol. Si vous êtes à 2 m, vous avez 5 MV dans le sol. Si vous avez un pied à 1 m de l’arbre et un autre à 2 m, alors vos deux pieds sont soumis à une différence de potentiel de 5 MV. La même chose apparaît avec un fil électrique tombé au sol.
C’est pour ça que les vache qui s’abritent sous un arbre, la tête dirigée vers l’arbre se retrouvent assommées voire tuées par ce phénomène : la foudre entre par les pattes avant, traversent le corps et sortent par les pattes arrière.
Voici ce que ça donne sur des humains en vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=ReO5ghXqHYA (attention, les images sont violentes)
Et ça c’est sans compter l’onde de choc, le flash d’UV qui nous brûle, le risque d’incendie…
Si on est dans un champ sans pouvoir s’abriter, ne vous couchez pas sur le sol et ne restez pas debout. Le mieux est de s’accroupir en gardant les pieds joints : on minimise alors l’éventuel DDP entre les deux pieds et donc l’éventuel courant qui risque de nous traverser.
Notez que si vous êtes trempés, c’est un avantage : le courant passera par vos vêtements. C’est encore mieux si vous avez sué avant (par le sport) : la sueur est salée et conduit encore mieux le courant. C’est pour ça que beaucoup de gens survivent la foudre (même si c’est un pari très risqué que je déconseille de faire).
Un coucher de Soleil dans un verre de lait.
Le fond apparaît bleu car cette longueur d’onde, plus courte, est diffusée 6 à 7 fois plus que les grandes longueurs d’onde telles que le rouge.
Dès le bas du bécher, le bleu est diffusé dans tous les sens, y compris vers nos yeux : c’est comme ça qu’on voit du bleu émaner de cet endroit.
Les couches au dessus reçoivent une lumière qui contient de moins en moins de bleu, et ne peuvent renvoyer que ce qui reste : du jaune puis du rouge, qui est le dernier à être diffusé entièrement.
Cette forme de diffusion, appelée diffusion de Rayleigh, est la même qui donne la couleur bleue au ciel.
Les microparticules de poussière et de polluants dans l’air diffusent la lumière également. Le bleu est diffusé et il nous arrive de partout. Le jaune et le rouge nous arrive seulement de la position directe du Soleil : ce dernier nous paraît donc jaune-orangé dans un ciel bleu.
Lors des couchers de Soleil, les rayons sont plus inclinés par rapport à l’atmosphère et la couche d’air qu’ils traversent est bien plus grande. Le bleu est alors totalement diffusée et on ne le voit plus. Il ne subsiste que du rouge : le ciel et les nuages et le Soleil sont donc rouges.
Au passage, quand le ciel est fortement chargé de particules (poussières, micro-particules), les couchers de soleils sont les plus beaux. Quand un volcan majeur entre en éruption quelque part dans le mode, ce n’est pas rare que les couchers de Soleil y soient les plus somptueux.
C’est d’ailleurs pour ça que certaines peintures des années 1815+ ou 1883+ ont le ciel flamboyant : ils ont été peints juste après les immense éruption du Tambora (1815) du Krakatoa (1883). Le plus célèbre est probablement Le Cri d’Edvard Munch (voir là, là), ou encore certains tableaux de William Turner.
