Sous la surface

Gravure sur métal et ébénisterie

Plus des deux-tiers des atomes du tableau périodique sont métalliques : mais sous quelle forme les trouve-t-on dans la nature ? A l’aide de cette tablette interactive, révélez la forme native de ces trois métaux en imprimant votre propre tirage.

Aquarelle, crayon de couleur, tablette graphique, impression sur papier 180g et rhodoïd, reliure à la main

Quels sont les premiers atomes apparus ? C’est au moment du Big-Bang, naissance explosive de l’Univers, que naissent les atomes, émergeant d’une soupe chaude de quarks et de gluons. Mais seulement les plus légers, situés en haut du tableau. Ce livre-objet illustre leur formation à travers la métaphore de la danse.

Mine graphite, impression sur vinyle, fixation en métal

La mole. Cette notion a découragé plus d’un élève tant ce nombre gigantesque paraît abstrait. Pourtant, la mole est indispensable pour compter plus facilement le nombre d’atomes dans les objets qui nous entourent. Dans le tableau périodique, le poids des atomes apparaît justement en « grammes par mole » (g/mol). Par exemple, 1 mole de carbone pèse exactement 12 grammes.

Cet enseignement propose une initiation à la vulgarisation aux étudiants du magistère de Physique Fondamentale d’Orsay de l’Université Paris Sud. Chaque année, une vingtaine d’étudiants de L3 ont ainsi pu développer eux-mêmes des projets de vulgarisation autour d’un aspect de physique fondamentale durant 5 jours. Ces projets sont accompagnés de différents exercices et cours sur la vulgarisation. L’ensemble des projets est présenté en fin de workshop par les étudiants eux-mêmes lors d’une séance publique à l’Université devant un large public. Cette année, nous avons demandé aux étudiants de construire tous ensemble un film de vulgarisation.

L’équipe de la Physique Autrement, en collaboration avec Ulysse Delabre (Université de Bordeaux) et Julien Basset (Université Paris Sud) a mené la traduction en français de l’application PhyPhox. Cette application, gratuite, développée par l’Université d’Aix La Chapelle, permet de faire des mesures de physique en utilisant les capteurs du smartphone. Cela permet de repenser l’enseignement de la physique expérimentale, et de sortir de la salle de TP classique, comme nous avons commencé à le faire dans certains de nos enseignements ici à l’Université Paris Sud. Cette traduction permettra une diffusion plus large en France de ces pratiques.

La traduction française n’est pour l’instant disponible que sur la version bêta de l’application, mais sera rapidement incorporée dans la version principale.

1896. Le jeune Piotr Zeeman profite des vacances de son directeur pour tenter une petite expérience. Ce qu’il observe va déboucher sur une incroyable épopée scientifique dans le champ de la physique quantique.

Les Mardis de l’Espace des sciences avec Julien Bobroff, Physicien expert de la physique quantique dans les solides, et enseignant-chercheur à l’Université Paris Sud.

Arduino est un outil incontournable des projets électroniques dans les FabLab, mais on peut également l’utiliser pour faire des expériences de physique. Découvrez les fiches pour apprendre à utiliser et pouvoir mener des projets originaux : machines incroyables, mesures de physique, jeux, travaux pratiques, votre imagination sera votre limite.

– Six fiches « défi » pour découvrir les fondamentaux des cartes Arduino.
– Des fiches « savoir » pour approfondir les notions.
– Des fiches « outil » pour connaître le matériel.

Ces fiches sont disponibles en français et en anglais.

Vous trouverez rassemblées sur cette page diverses informations qui vous permettront de faire des expériences sur la supraconductivité : matériel nécessaire et vidéos mode d’emploi. Le site supraconductivite.fr propose également de nombreuses informations utiles.

Attention, ces expériences demandent l’utilisation d’azote liquide et d’aimants puissants, sources de danger potentielles. Prenez bien toutes les précautions, et si possible faîtes vous former au départ par des personnes habituées au maniement de l’azote liquide.

Les aimants

Les aimants dits « néodymes » sont les plus puissants et rendent les expériences plus impressionnantes, ce sont les aimants que nous utilisons. Attention : ces aimants peuvent être dangereux quand ils sont gros (plus de 1 cm cube environ), car les forces qu’ils créent deviennent alors importantes. Il existe de nombreux revendeurs d’aimants sur internet. Nous utilisons beaucoup le site supermagnet qui permet le paiement des commandes par mandat administratif, après réception de la commande, mais nous n’avons pas testé tous les revendeurs, loin de là.

Les supraconducteurs

Attention, il existe différents types de supras en fonction de leur “piégeage” et donc de leur utilisation. Nous les avons séparés en 3 catégories, et reportez vous aux vidéos juste après pour comprendre les différences. Voici les fournisseurs que nous utilisons pour nos expériences. Cette liste ne se veut pas exhaustive, et ne prétend pas regrouper les meilleurs sources d’échantillons supraconducteurs, seulement ceux que nous utilisons (et qui acceptent des commandes suivant les règles des universités françaises).

• Échantillons supraconducteurs pour lévitation Meissner

Nous les achetons chez can-superconductors.com. Ces échantillons sont polycristallins, et les vortex ne s’accrochent que très peu. Les aimants qui peuvent léviter sur de telles pastilles doivent être légers (par exemple, un disque de 1mm d’épaisseur et 10 mm de diamètre, comme sur la vidéo).

• Échantillons supraconducteurs pour piégeage fort (les trains)

Pour fabriquer les trains où faire des lévitations à fort ancrage, il faut des échantillons monocristallins. Les aimants en lévitation sont alors « bloqués » en position et peuvent êtres plus lourds. Ces pastilles sont plus couteuses (jusqu’à plusieurs centaines d’euros selon les dimensions) . Nous achetons nos pastilles chez ATZ. Les épaisseurs standard sont de 12 mm, mais nous nous sommes rendus compte que des échantillons de 6 mm convenaient à nos besoins : nous demandons donc lors de la commande que les pastilles soient coupées en deux dans le sens de l’épaisseur, de façon à obtenir deux pastilles pour le prix d’une.

Voici ce que nous demandons pour faire nos trains :

1 HTS YBCO element, melt textured tile, single grain
Composition: Y1.65Ba2Cu3O7-x – bulk
OD 30 mm x > H 14 – 15 mm
Cut to OD 30 mm x H 6 – 7mm (2 pcs., passivated for protection)

La société can-superconductors.com propose également de telle pastilles, mais nous ne les avons pas testées.

• Échantillons à piégeage intermédiaire

Ces pastilles ont un piégeage suffisamment fort pour faire léviter à une distance raisonnable (1 cm) un aimant assez lourd (30 mm de diamètre et 5 mm d’épais), mais suffisamment faible pour que l’aimant puisse être facilement déplacé à la main, permettant des démonstrations faciles et impressionnantes (mais compliquées à expliquer dans le détail !). Nous nous fournissons chez ATZ. Les épaisseurs standard sont de 12 mm, mais nous nous sommes rendus compte que des échantillons de 6 mm convenaient à nos besoins : nous demandons donc lors de la commande que les pastilles soient coupées en deux dans le sens de l’épaisseur, de façon à obtenir deux pastilles pour le prix d’une. La qualité de ces pastilles varie d’une fois à l’autre, car il s’agit de chutes de production.

Voici ce que nous demandons pour faire nos démonstrations :

1 piece of HTS YBCO elements
melt textured tile, seeded / polycrystalline material
Composition: Y1.65Ba2Cu3O7-x – bulk
Medium quality for levitation effects
OD > 40 mm x H 10 – 12 mm

Cut to OD > 40 mm x H 5 – 6 mm into 2 pieces, and passivated for protection.

• Échantillons pour étudier la résistance électrique

Nous les achetons chez can-superconductors.com. Ces échantillons ont des contacts électriques déjà préparés, et ont une transition autour de 100 K. Les détails pratiques permettant cette mesure ainsi que l’électronique nécessaire sont décrits dans le projet « loi d’Ohm dans un supra ».

Voici un petit livre qui propose un regard décalé sur la physique quantique. En une dizaine d’expériences, parmi les plus sidérantes de la physique moderne, découvrez de drôles de laboratoires, de folles inventions et surtout des physiciens aussi géniaux que bricolo…