23 avril 2008
Vulgarisons la science : rayonnement du corps noir
Tout d'abord, qu'est ce qu'un corps noir? C'est un truc que les physiciens ont inventé, et c'est sensé absorber tout les rayons électromagnétiques. Il est donc de couleur noire, car il absorbe la lumière, mais il absorbe aussi les autres rayons électromagnétiques comme le son, les rayons X, les ondes radio...L'intérêt d'un corps noir, c'est que si il absorbe toutes les longueurs d'ondes, il ne peut ni les réfléchir, ni la laisser se transmettre comme le ferait un objet transparent. Un corps noir est donc l'émetteur d'ondes électromagnétiques le plus parfait possible.Vous vous doutez bien qu'un tel objet n'existe pas en réalité, et l'objet qui s'en rapproche le plus est un four, dont l'intérieur est recouvert d'une substance quasi noire. Il ne nous reste plus qu'à percer un trou dans ce four afin de laisser passer des rayons, et tout rayonnement pénétrant dans la cavité par cette ouverture va collisionner plusieurs fois la paroi et sera donc totalement absorbé avant d'avoir pu ressortir. Nous plaçons un petit objet en terre cuite à l'intérieur de ce four et nous chauffons notre four. Que va-t-il se passer ?
Premièrement, nous avons fait le vide dans notre four, ce qui fait que l'énergie que va produire notre corps noir ne pourra ni être transmise par convection, ni être transmise par diffusion, car ces deux modes de transferts nécessitent de la matière. L'énergie va donc être transmise par rayonnement.
Notre
four va donc rayonner, et transmettre son énergie à
notre objet en terre cuite, ce dernier va donc absorber cette énergie
et rayonner lui aussi jusqu'à ce que notre système soit
en équilibre selon la deuxième loi de la
thermodynamique : "Tout
système laissé à lui-même tend vers un
équilibre thermodynamique pour lequel son entropie est
maximale. Il y a alors uniformité pour la température." (l'entropie étant une mesure du désordre)
Nous allons ainsi exploiter ces résultats en traçant l'intensité du rayonnement émis en fonction de la fréquence de l'onde, soit en d'autres termes : l'énergie de la lumière, en fonction de sa vitesse d'oscillation.
Or les calculs prouvent que plus on fait osciller rapidement la lumière, plus elle doit être intense. Car notre corps étant à l'équilibre thermodynamique, il ne peut plus s'échauffer, il doit donc compenser ce trop-plein d'énergie qu'il a reçu en rayonnant. Nous avons vu que la température était un moyen de mesurer la vitesse des molécules. D'où, en chauffant, notre corps va augmenter la vitesse d'oscillation de ses molécules . Mais vu qu'il reçoit de l'énergie en continu, et qu'il ne peut plus s'échauffer (car il est déjà en équilibre à cause de la deuxième loi de la thermodynamique, il ne peut donc plus bouger thermodynamiquement), il va compenser en fournissant de l'énergie lumineuse. Et plus la lumière fournie a une vitesse d'oscillation importante, plus son intensité lumineuse doit être importante. Mais nous n'observons pas du tout ce phénomène. À partir des ultraviolets, plus la fréquence augmente, plus l'intensité baisse... c'est la catastrophe ultraviolette.
Les physiciens étaient perdus, eux qui pouvaient tout expliquer, restaient bloqués sur un truc apparemment simple. En 1900, Planck fit une hypothèse : la lumière n'est pas envoyée continuellement, mais par quantités, et l'énergie que nécessite l'émission de cette lumière est donc proportionnelle à la fréquence. Ce qui veut dire que plus une lumière à une fréquence élevée, plus l'énergie qu'il est nécessaire de fournir pour émettre cette lumière est grande, notre corps à donc besoin de moins de quantité de lumière à émettre.
Notre corps a une énergie qu'il ne peut pas garder (c'est le second principe de la thermodynamique qui le lui dit), il faut qu'il se débarrasse de cette énergie, et il ne le peut qu'en diffusant des quantums de lumière (ce que l'on appelle des trains d'onde). Or plus cette lumière a une fréquence importante, moins il aura besoin d'émettre de trains d'ondes pour se débarrasser de son énergie, ce qui explique la faible intensité lumineuse. Mais pour une lumière de faible fréquence, il devra émettre plus de trains d'ondes pour dépenser la même énergie que précédemment, ce qui explique une intensité lumineuse plus importante.
La théorie de la quantification de l'énergie était née : pour les grandes fréquences, l'énergie E est un multiple entier de la fréquence multipliée par une constante : la constante de Planck.
E = n . (h . f) Avec n qui peut prendre les valeurs 1,2,3,4..., h =6.625.10-34 qui est la constante de Planck et f la fréquence.
L'énergie d'une onde peut prendre une fois la valeur h.f, deux fois fois, trois fois etc, etc... mais elle ne peut pas passer de la valeur 1.4 à 1.5, comme lorsque l'on augmente une vitesse, une taille ou n'importe quoi d'autre. C'est comme si je pouvais mesurer 1 mètre ou 2 mètre, mais qu'il m'était impossible de mesurer 1.5 mètre.
Le problème du corps noir est donc résolu : pour les faibles fréquences, nous sommes dans l'approximation de la physique classique : l'énergie est tellement peu quantifiable qu'elle apparaît comme continue, et plus la fréquence augmente, plus on entre dans le domaine de la physique quantique.
A perfect day
Dans les vapeurs d’un mélange fumeux, la voix mélancolique de Lou Reed avec les Velvet Underground ramène vers une réalité floue … « just a perfect day »…
Une réalité floue et lassante, où ce qui semble être, ne l’est jamais.
Il suffit d’ouvrir le journal pour constater que chaque petite affaire cache une volonté individualiste d’un « Grand » de gagner toujours plus. « Je donnerai tout ce que j’ai pour un dollar de plus » disait Monsieur Burns.
Lassant…d’autant plus que maintenant ils ne s’en cachent même plus : Borloo doit faire voter sa loi (qui n’a aucun rapport avec celle promise au Grenelle d’ailleurs), au lieu de ça il boit un coup à la buvette du parlement. Les dirigeants d’EADS sont censés pérenniser l’entreprise et avoir la responsabilité des gens qui travaillent pour eux, au lieu de ça ils profitent de leur position pour abuser le monde et récupérer un joli pactole. Le gouvernement français dans son ensemble se moque de nous en participant à la récupération médiatique des problèmes au Tibet (voir « la flamme olympique à Paris »). Et cætera…
Le problème que tous les tyrans ont rencontré dans l’Histoire, est celui de savoir comment faire pour que ceux qu’ils asservissaient (et qui étaient plus nombreux) ne se rebellent pas.
La solution a été trouvé au XXIème siècle : il suffit de noyer la masse.
La noyer dans une mercantilisation toujours plus poussée : mercantilisation de la culture quelle soit musicale (star ac’, nouvelle star), liée à la littérature (comptez le nombre de best sellers qui sort par mois) ou idéologique. C’est sur ce dernier point que je veux insister, car c’est celui qui fait que nous manquons d’un réel contrepouvoir.
Nous avons, en France, et partout dans le monde d’ailleurs, un nombre de courants se voulant contestataires qui grandit chaque année. Ces courants se livrent une petite guerre en arguant que l’autre en face dit n’importe quoi. L’idée de « démocratie » sous-entend que les courants débattent (et non pas « se battent ») non pas pour être reconnus comme pensée unique, mais afin de proposer un consensus qui permettra à la société d’avancer et au peuple de vivre correctement. Et c’est là que l’on assiste à la naissance de courant marxiste-chrétien-nationaliste ou marxiste-internationaliste ou trotskiste-léniniste… Que de noms différents, pour des idées se ressemblant étrangement ! Et le pire, c’est que beaucoup d’auteurs en font leur fonds de commerce, et l’on peut se demander s’ils croient vraiment à ce qu’ils racontent.
En nous faisant croire que la « liberté totale » était ce qui s’apparentait le plus à la « liberté » que nous recherchions, nos bons dirigeants ont permis la division de tous ces courants, et l’éclatement de l’opposition. Alors certes, chacun a sa propre sensibilité et il faut le plus de partis possible afin de représenter tout le monde (à ce rythme là, on peut très bien avoir 60 millions de courants de pensée différents !!). La notion de liberté nous a fait oublier que c’est dans l’unité et la solidarité que l’on arrive à faire changer les choses. Si l’on rajoute à ça le tri systématique des informations rendues publiques à travers les médias et l’appauvrissement des systèmes éducatifs et de recherche, l’abrutissement devient complet. Or les gens ne peuvent pas se soulever contre quelque chose qu’ils ne comprennent pas, voire qu’ils n’appréhendent même pas. Je crois que c’est le moment de planter un « Cqfd » cher à nos amis matheux.
Que faire ? Aller chercher le fondement des idéaux de révolte populaire dans le passé ? L’Histoire est non pas faite mais détournée par les vainqueurs, et l’on entend de plus en plus que le Che, symbole de révolte populaire et de libération, est à mettre au même niveau qu’un Staline. J’ai même entendu quelqu’un me dire que dans le contexte de la Guerre Froide et Allende étant un communiste (oui moi aussi j’ai failli m’étrangler en entendant ça), le soulèvement militaire orchestré par les États-Unis peut se comprendre !!!
Dés que l’on parle d’égalité, et de taxer les capitaux ou les riches, on nous brandit le spectre du communisme sauce URSS, alors qu’au lieu de révolte et de système rigide, beaucoup demandent simplement que les revenus et la création de valeur soient mieux redistribués, afin que tout le monde y gagne. Alors certes, certains gagneront moins (je pense notamment aux actionnaires des grandes entreprises) mais beaucoup gagneront plus, au moins en terme de niveau de vie.
C’est à la faillite de la république et de la démocratie que l’on est en train d’assister : ce système est en train d’échouer dans sa mission de garantir un équilibre entre liberté et égalité (cf. Tocqueville) qui aurait pu permettre à une société meilleure d’apparaître, pas la meilleure, mais la moins pire comme disait Churchill.
Cette faillite est due à la récupération systématique du pouvoir par des irresponsables et des sophistes, à l’obsession maladive de faire du chiffre pour faire du chiffre des dirigeants des entreprises, à la redistribution clairement inégale et injuste des richesses que l’on créer dans ce pays, et, au niveau international, à l’orientation des flux financiers entre pays du Nord qui a conduit à amplifier les inégalités avec le Tiers Monde.
Quand a-t-on arrêté de penser à prendre le pouvoir pour mener un projet de société pour le peuple et non pour soi même ? Quand a-t-on commencé à considérer la finance et l’économie comme fin à toute chose, au lieu d’un simple outil permettant de comprendre et d’améliorer le fonctionnement d’une société ?
Quand a-t-on renoncé à notre nature humaine pour devenir des esclaves, des robots, d’un ordre établi financier et injuste ?
C'est dans un poème qu'il a mis en musique sur l'album "an american prayer" que Jim Morrison déclare que ceux qui ont le pouvoir sont les servants de l'ordre établi, les esclaves d'un modèle qu'ils veulent nous imposer : créer une Grande Famille en fait, celle de l'entreprise, de la république, de la nation, de la religion, et puis se réunir autour d'évènements marquants cette Grande Famille (fête religieuse, réunion du pôle, fêtes en commémoration de guerres vieilles de presque 100 ans etc...). Il termine en déclarant "I prefer a Feast of Friends [un festin d'amis] to the Giant Family". La seule chose que je puisse rajouter c’est que nous faisons tous partie d’une grande famille, celle des êtres humains, et que pour cela nous nous devons d’être solidaires et unis.
Non vraiment, it’s such a perfect day…
Signé : Sylve