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Liste des articles dans la catégorie sciences et mathématique.

430.Qu’est-ce que le Big Bang ?

 Amis scientifiques en herbes, curieux de natures ou simplement visiteurs occasionnels de ce blog, le moment est venu pour moi de vous parler d’un événement survenu il y a 13,7 milliards d’années et auquel finalement, on n’a jamais assisté : le Big Bang.Le terme est une invention de Georges Lemaître, Belge de Charleroi.

   En gros, le Big Bang signifie que l’univers à une histoire, de sa création à son probable crépuscule.On a un lien avec notre univers.Tout ce qu’on voit est apparenté aux origines de celui-ci.L’univers s’étend, bouge…c’est ce qui explique l’écart qui sépare les galaxies et qui augmente d’années en années.

   Mais le Big Bang, c’est d’abord une idée.Il est né d’un accident : un rayonnement très ancien (fossile, dans le jargon) a été émis sur nous en 1965 et datant de 380 000 ans.Mais le plus fou c’est que la matière le composant (les photons ou grains de lumières) dataient de 13,9 milliards d’années…comme quoi, il faut du temps pour que l’on reçoivent les infos.On voit les choses telles qu’elles étaient il y a un certains laps de temps…mais ce qu’on reçoit n’est déjà plus tout à fait la réalité au moment où on le capte.Plus tard ce sont les satellites Cobaye et Planck qui viendront confirmer la théorie du Big Bang.

   On pense que la matière originelle, le 1e noyau d’atome si vous préférez, composé d’hydrogène, d’hélium et de deutérium, a été crée 1min40 après le Big Bang.Mais que c’est il passé au moment où le Big Bang a eu lieu ? Au point de départ ? Et avant ? Ces questions demeurent sans réponses…dire qu’après cet événement, tout l’univers a vu le jour n’es pas certains…tout n’a peu être pas été crée en cet instant.

   La science évoluant, on essaye aujourd’hui de recréer les conditions qui ont permis que l’univers se conçoivent et se développe tel qu’il le fait aujourd’hui.Pour cela, les scientifiques ont recours au cyclotron, machine géniale qui projette des particules à une vitesse proche de celle de la lumière.

 La théorie du Big Bang c’est aussi le nom d’une série qui entame bientôt sa 9e saison…mais ça, c’est une autre histoire…

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422.Un peu de philo…

   Beaucoup d’entre vous connaissent le nom d’Aristote, philosophe grec ayant vécu il y a plus de 2000 ans.Mais peu d’entre vous ont prit le temps de comprendre un peu plus sa philosophie et les idées qu’il a véhiculées et qui pourtant sont forts intéressantes.L’homme était intéressé par énormément de domaines et son oeuvre transpire de cet éclectisme foisonnant.   

   Mais d’abord, une question existentielle pour poursuivre : qu’est-ce que la philosophie ? Le mot vient du grec et signifie « amour de la sagesse ».Dans la philosophie, le grand moment est celui de l’étonnement : il faut se poser des questions sur les choses, les remettre en questions, balayer leur simplicité.En pensant et en élaborant des raisonnements, on avance.La philosophie pose des questions aussi diverses que : « Comment bien vivre ? » ou encore « Comment être heureux ? « Philosopher c’est argumenter  et se situe entre l’ouverture du débat relativiste et l’imposition de quelque chose tenu pour vrai.    

   Revenons donc à Aristote.Il s’intéressait beaucoup à l’éthique (savoir quand une action est morale ou non) et avait même élaborer une typologie des comportements.Le penseur avait fini par conclure qu’une bonne  action était celle qui était réalisée quand on savait qu’elle était bonne (au moment où on la réalisait), de manière volontaire et ce par ce que cette action était en effet vertueuse.  

   Une autre invention d’Aristote est le concept de phronésis (ou de sagesse pratique), définit comme étant l’aptitude d’arriver au bout de son chemin de façon claire et intelligente, sans dévier ni faire erreur sur la destination.Tout cela est métaphorique bien sur mais c’est en gros arriver là où on doit arriver.


419.E-penser : un scientifique de vrai de vrai 2.0 sur le web.

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voilà une chaîne Youtube qui devrait vous passionner : intitulée « E-penser », elle suit son protagoniste principal, Bruce, nous expliquer des phénomènes, des questions que vous ne vous êtes jamais posées ou qui vous taraudaient l’esprit ou encore des histoires scientifiques complexes en les simplifiant et en y ajoutant une bonne dose d’humour.Le tout est très bien fait et donne même envie d’en savoir plus sur le sujet.Nous avons commencé avec une vidéo sur Eratosthène, l’homme qui a mesuré le rayon de la terre il y a plus de 2000 ans…et on a été impressionné du génie de ce type.

Mais il y en a pleins d’autres que vous pouvez également voir sur sa chaîne : https://www.youtube.com/channel/UCcziTK2NKeWtWQ6kB5tmQ8Q


403.La loi de Murphy…concept intéressant mais qu’est-ce donc ?

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   Il n’est pas de concepts scientifiques qui soit simple au premier abord.Mais si on creuse un peu, les choses s’éclaircissent et parviennent à trouver sens dans la réalité dans laquelle elles s’exercent.La loi de Murphy (plus connue sous le nom de « loi de l’emmerdement maximum« ) dit à peu près ceci : « tout ce qui est susceptible de mal tourner tournera nécessairement mal ».Elle fait l’apologie du pessimisme.On la doit à l’ingénieur Edward Aloysius Murphy Junior (1918-1990).

   En gros, ce principe prévoit que face à un problème il faut envisager l’hypothèse pessimiste, à savoir qu’on ne trouvera pas la solution, que le pire peut arriver.Si il y a plusieurs façon de faire une chose et que l’une d’elle conduit à la catastrophe, quelqu’un l’emploiera.Si une manière de réaliser un projet échoue, on utilisera la loi de Murphy.Dans les recherches scientifiques, on doit tenir compte de pleins de paramètres et si l’expérience ne marche pas, c’est que un événement improbable en est la cause.

   Avez-vous compris ? Si ce n’est pas encore le cas, cela ne saurait tarder, car la loi de Murphy compte 4 aspects :

-fataliste : c’est la fatalité qui a fait que l’expérience fut un échec.

-statistique : si il y a plusieurs façon de procéder et que l’une de ses façons entraîne une erreur, il bien au moins une personne qui agira ainsi.

-psychologique : « l’événement échoue » est en corrélation avec la loi de Murphy.

-humain : si on fait une erreur, ça nous stresse et on est susceptible d’en refaire d’autres.

   En France, on la dénomme aussi loi de la tartine beurrée car lorsqu’une tartine tombe sur le sol, elle tombe du côté beurré ! Ou quand un objet tombe d’un meuble, il se va se fourrer en dessous du meuble, difficile d’accès.


327.Ouverture d’un portail sciences.

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Les sciences…elles nous font rêver.Elles nous fascinent.Elles ont omnibulées les scientifiques depuis l’Antiquité et il est fort probable que ce sera toujours le cas jusqu’à la fin des temps.Et pourquoi me direz-vous ? Pour la connaissance, pardis ! L’homme est un être qui veut comprendre comment les choses sont faites, qui tente de trouver une cause tangible à tout les phénomènes dont il est victime.Mais pas seulement : il veut maîtriser ces choses, afin de pouvoir mieux les contrôler.Parfois cela donne des vaccins mais parfois ça donne la bombe nucléaire.Mais n’oubliez jamais ce point fondamental : en science, ce qui est mauvais ce n’est pas ce que des érudits propose, c’est ce qu’ils en font.L’homme qui joue au Prométhée finit toujours pas se brûler les ailes.

Donc, en vrac, il y aura de la biologie, de la chimie, des mathématiques, de la biochimie, de la physiologie, de la géologie, de l’anatomie, de la psychologie (et psychanalyse), de l’astronomie et même de l’astrologie…mais surtout…de la physique ! Car « sciences » est un mot vaste, pluridisciplinaire. Voilà qui devrait en ravir plus d’un.

En vous souhaitant de profiter au mieux de ce « portail », je vous rappelle que le plaisir réside dans le chemin et non au bout.

Bien à vous,

Le créateur.


255.Électricité : électrostatique.

I.Introduction.

1.Électrostatique = charge au repos.

2.Électrocinétique = charge en mouvement.

II.Électrostatique.

-basé sur la triboélectricité (électricité par frottement).

-Je frotte un objet : -attraction (si il s’agit du même objet ou d’un corps neutre (main) ).

                                        -répulsion

-électricité :-avant (=fluide) : -vitreuse (ex. : du plexiglas) : on disait qu’on avait un fluide en plus →électricité positive.

                                                             -résineuse (ex: du P.V.C.) : on disait qu’on avait un fluide en moins →électricité négative.

                        -aujourd’hui (= quantifiable, il y a un quantum) :-chargé :-positivement : le positron

                                                                                                                           -négativement : l’électron (la charge élémentaire).

                                                                                                                        -si charge positive : il y a un déficit d’électron (ex. : un corps neutre perdant un électron).

                                                                                                                        -si charge négative : il y a un excès d’électron (il gagne des électrons).

-un conducteur : milieu (solide,liquide) permettant le déplacement de q (charges) (ex. : les organes, les métaux (car beaucoup d’électrons libres)).

-un isolant : milieu ne permettant pas aux q de se déplacer (ex. : le plexiglas).On peut l’électriser en l’isolant électriquement.

III.L’électroscope à feuille d’or.

-Pourquoi de l’or ? Car la sensibilité est maximale.

électroscope à feuilles d'or 1

 

électroscope à feuilles d'or 2

 

L’électroscope permet de détecter les charges électriques.

On peut ainsi déterminer deux propriétés capitales :

– les q de mêmes signes se repoussent.

- les q de signes contraires s’attirent.

Pour décharger l’électroscope : par contact (avec mon doigt).


254.L’électricité : introduction.

Le mot électricité vient du grec « elektron » qui signifie « ambre jaune ».Les grecs avaient remarqués que en frottant de l’ambre jaune sur un tissus, ils pouvaient attirer de petits objets voir provoquer des étincelles.

L’électrocardiogramme est un petit appareil qui imprime sur une bande de papier, un résultat, qui bien interprété me donne l’état de santé du coeur.

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211.Incroyable : le poisson rouge a de la mémoire !

 Non, vous ne rêvez pas, c’est ce qu’il ressort d’une étude scientifique menée aux U.S.A. le poisson rouge aurait de la mémoire ! Et plus que 4 secondes.Ils peuvent associer un son à de la nourriture et faire l’association 2 mois plus tard.Ils apprécieraient le contact humain et auraient même une ouïe très développée.On peut leur apprendre a activer un levier pour avoir de la nourriture à une certaine heure de la journée.

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   Ce que l’on sait moins en revanche c’est que si l’on s’en occupe bien, il peut vivre jusqu’à 30 ans ! Le record de longévité est de 49 ans.Pas mal pour une aussi petite bête…


170.La T.E.P.

1.Qu’est-ce que la T.E.P. ?

La Tomographie par émission de positons (T.E.P.) appelée aussi P.E.T. Scan ou P.E.T. (position emission tomography) est une méthode d’imagerie médicale permettant de mesurer en trois dimensions l’activité métabolique d’un organe (l’ensemble des dépenses d’énergies de celui-ci) grâce aux émission des positons (ou positrons) obtenu par la désintégration d’un produit radioactif (un traceur) injecté par voie intraveineuse au patient auparavant.

2.Le principe physique.

Le principe de la T.E.P. est de coupler une molécule naturellement présente dans l’organisme, ici le glucose (C6-H12-06) à un produit de contraste (qui augmente le contraste, ce qui permet de visualiser une structure anatomique (organe) ou pathologique (tumeur), le plus couramment utilisé étant le F.D.G. (ou fluor 18, isotope du fluor).

Le glucose est donc tout naturellement ingéré par les cellules, leur apportant ainsi l’énergie nécessaire à leur développement, leurs divisions,…les cellules intègrent ainsi le fluor 18.Dans celles-ci, il n’est pas consommé mais s’accumule puis se désintègre de façon spontanée (désintégration radioactive B+ où un positron est créé).L’interaction de ces positrons avec les électrons créée des rayons gammas (ondes électromagnétique, sorte de faisceaux lumineux) dans lesquelles on trouve une particule appelée photon.Lors d’une seule interaction, deux rayons gammas sont produits en directions opposées.Les photons émis à 180° l’un de l’autre sont détectés par les cristaux du collimateur de la caméra gamma.L’endroit où a eu lieu l’interaction se trouve sur la ligne rejoignant ces deux cristaux, l’ordinateur le calcule et obtient ainsi le lieu exact où s’est déroulé l’absorption du F.D.G. Les observations sont enregistrées et on obtient des images en 3 dimensions (et en couleurs ! ).Ces images permettront de connaître la consommation des organes observés par la caméra gamma en glucose.

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3.La caméra gamma.

La caméra gamma (ou caméra à scintillation) est un appareil permettant d’effectuer des scintigraphies (faculté de certains cristaux de scintiller sous l’effet des rayonnements.)Elle est composée de 3 couches (la plus proche du patient est le collimateur, celle au centre le scintillateur et celle à l’extérieur le photomultiplicateur).Elle filtre les photons gammas et les mets bout-à-bout pour avoir une image sur l’ordinateur d’observation de la T.E.P.

4.Utilités.

La T.E.P. permet de dépister des maladies (cancer, maladie d’Alzheimer, schizophrénie,…) mais aussi d’observer le métabolisme du cerveau afin de déterminer quelles parties du cerveau sont en fonctionnement selon les différentes activités d’une personne et de constater les ravages de certaines substances sur le cerveau comme l’alcool.

5.Le déroulement d’un examen.

L’examen se déroule en deux temps. À son arrivée, le patient est installé sur un lit et doit se reposer. Un technicien spécialement formé injecte dans une veine du bras ou dans une perfusion posée au préalable, une dose de traceur radioactif (le fluor 18)  diluée dans une solution salée (sérum physiologique).Lors de l’examen, le patient est allongé sur un lit qui se déplace à l’intérieur d’un anneau détecteur. Seule une partie du corps se trouve à l’intérieur de l’appareil .

6.Les limites de la T.E.P.

Comme tous les appareils d’examens médicaux, il y a un risque d’artéfact avec la TEP. Un artéfact est une altération du résultat d’un examen d’imagerie, une dégradation de l’image. Le radiologue doit reconnaître l’artéfact afin de ne pas interpréter à tort une image susceptible de traduire une véritable lésion. 

La TEP présente un défaut majeur : elle ne permet pas de situer géographiquement avec précision les cellules observées. C’est pourquoi, pour plus d’exactitude, il faut la combiner avec une autre forme d’imagerie qui permet de localiser ces cellules : le scanner.


168.Le cyclotron.

168.Le cyclotron. dans sciences et mathématique principe-cyclotron-12

1.Qu’est-ce que le cyclotron ?

Le cyclotron est un accélérateur de particules circulaires inventé en 1931 par le physicien américain Ernest Orlando Lawrence (Prix Nobel de physique en 1939). Il est de taille minime (de l’ordre de 6 m3 ).

2.Comment ça marche ?

Dans un cyclotron le champ magnétique est appliqué perpendiculairement dans une chambre vide en forme de disque contenant deux électrodes semi-circulaires en forme de D. Les portions rectilignes de ces électrodes se font face. Le flux d’électrons ou d’ions traversant un champ magnétique perpendiculaire est soumis à une force perpendiculaire à la direction du mouvement (ce principe est utilisé pour le fonctionnement des moteurs électriques). Ici, dans le vide, ces particules chargées suivent un parcours circulaire. Si les particules perdent de l’énergie elles suivront une spirale intérieure. Si l’appareil est capable d’augmenter leur énergie elles suivront une spirale en expansion (ce qui est le cas ici). C’est ce principe qui est utilisé dans un cyclotron. Une tension alternative de haute fréquence uée aux électrodes en D, ce qui accélère les particules à chacun de leurs passages de l’une à l’autre

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3.Fréquence du cyclotron.

f  = (B .q)/(2. π. m)

où B est le vecteur caractérisant le champ électromagnétique, q la charge de la particule (en coulomb (C) ) et m la masse de la particule (en kilogramme (kg) ).L’unité de la frequence est le Hertz (Hz ou 1/s).

4.Utilité et lien avec la T.E.P.

Le cyclotron sert à produire des isotopes radioactifs (comme l’oxygène 15 ou le fluor 18) utilisés notamment en médecine.Le fluor 18 (isotope à demi-vie courte : 109 minutes) permet de fabriquer du fluorodésoxyglucose (FDG), un sucre radioactif inutilisable par la cellule, qui va s’accumuler préférentiellement dans les zones cancéreuses, fortes consommatrices de glucose. Une T.E.P. permettra de détecter de façon particulièrement fine certains cancers puis de les traiter à des stades très précoces.


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