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BIOGRAPH
IE
Présentée par:
RAJAA SAMMANI
Edition: 6/11/2016
Story time!!!
Il ya tout juste un siècle une équation de 4 symboles voyait le jour!
Sa géniale simplicité nous a permis de comprendre comment le monde est né et
comment il fonctionne! Son auteur était un jeune homme : ALBERT
EINSTEIN!! Par une toute petite simple intuition il a tout dépassé !
La biographie de E=m c^2 est une histoire d’amour, d’ambition , de trahison…
allons -y la découvrir ensemble!!
Plan ???• Cette mystérieuse histoire que je vais vous la
raconter n’a guère commencé avec EINSTEIN or, il est l’auteur!!!
• Guidé par une géniale inspiration il va faire aboutir tout le travail de ceux qu’ils le précédaient : des scientifiques qui ont donné leur vie pour révéler chaque élément de l’équation!
• L’histoire de l’équation commence longtemps avant EINSTEIN avec la découverte de E pour énergie !!!
ENERGY!!!
Au début du 19 ème siècles les physiciens ignorent encore la
notion d’énergie!Ils croyaient en terme de la
puissance et aux forces déconnectés !!
Mais cela va tout à l’heure changer avec le brillant …
Le jeune michael faraday passait son temps libre et son maigre
salaire à faire la lecture, à dévorer les livres scientifiques et aussi faire
des expériences d’où sa passion par les sciences physiques et la
chimie!!
Un jour quelqu’un va lui offrir un billet pour un show
scientifique du chimiste HUMPHREY DAVY !!
Faraday passionné par son nouveau rôle model va
collecter ses notes sous forme d’un bouquin (il était un
relieur) et il va l’offrir à Davy pour faire sa connaissance!!Davy était un scientifique du
premier rang plein d’orgueil, il ne va nullement s’intéresser à ce petit jeune homme …pour
le moment !
Malgré cet échec humiliant, Faraday na va pas perdre de l’espoir !
Sa patience va plutôt être récompensée !!À la suite d'un accident le blessant à l'œil gauche, Davy embauche le jeune Faraday
comme assistant!!!
Faraday va tout dévorer de la connaissance de Davy!!
Et l’élève va bientôt surpasser son maitre !!!
Le grand sujet du moment était l’électricité!!!
La pile vient d’être inventé et toute sorte d’expériences sont réalisées
et personne ne savait ce qu’est c’est cette mystérieuse
électricité !!
Ils ont imaginé l’électricité comme un fluide circulant dans un fil!!
Mais en 1821, un chercheur danois montre que si on fait passer un courant dans un câble avec une boussole à coté le courant dévie
l’aiguille à un angle droit!!!Et bel est bien la surprise !!!
Les forces qu’on croyait qu’elles
étaient tout à fait distincts ( électricité
et magnétisme) affectent l’un l’autre
d’une manière inexplicable!!
En observant de loin l’expérience reproduit par Davy et quelques
amis, Faraday a suggéré que peut être l’électricité projette une autre
force à l’extérieur ce qui affecte l’aiguille du boussole!!
Quelle bonne idée!!!or, Les « scientifiques » se sont
moqués de lui sous le prétexte que en Cambridge ils ont prouvé que
l’électricité ne circule nullement en dehors du fil mais dans le fil!!
Nonstant, Faraday était obsédé !!Il a imaginé que des lignes de forces
circulés autour du fil et que l’aiment avait des lignes similaires sont soumis à l’action de ce flux d’électricité comme un drapeau
dans le vent
Faraday n’arrêta pas là il renversa l’expérience !!
Au lieu de dévier l’aiguille avec le câble électrique Il essaya de déplacer le câble avec un aiment statique !!!
C’est l’ expérience du siècle !« L’invention du moteur électrique ».
Et le plus important ce qu’il a inventé un nouveau type de physique !
Faraday ne se rend pas compte que les produits chimiques de la pile ont été
transformé en électricité dans le câble!Elle s’est combinée à l’aimant et produire
une force mécanique qui génère un mouvement !!! Derrière toutes ces forces il
y a une énergie commune!!
En parallèle, Davy est devenu le président de la société royale.
Quand il a vu la découverte de son ancien assistant, la jalousie le
brulait !!Il accusé Faraday d’avoir plagier les
travaux d’un autre scientifique britannique!!
Plus tard, Davy va mourir et Faraday va s’intégrer dans la
société royale, le monde invisible des forces de Faraday va nous déclencher ce que Einstein va appeler par la suite LA grande
Révolution !
En 1885, le jeune Einstein apprit de ces profs que non seulement l’énergie peut
être transformer d’une forme à une autre comme la démontrer Faraday mais encore que toutes les formes d’énergie sont alors
découvertes!!Mais Einstein va leur prouver le contraire,
en découvrant une nouvelle énergie cachée la bas où personne a pensé la
chercher :au cœur même de la matière !!
MASSE
Grace à l’Lavoisier, la masse fut l’une des parties qui composent la matière
tout au long avec l’énergie!!La nature se divisait alors en Energie
( force qui anime les objets) et la Masse ( la matière physique dont se
compose ces objets)!!Les lois qui gouverne la première ne
s’appliquent pas à l’autre. Einstein ne peut satisfaire de cette
contradiction!!
Einstein, depuis toujours, était obsédé par la lumière !!
Il posait beaucoup de question à ses amis notamment son épouse qui va lui pousser de réinventer
tout et bel et bien trouver un chemin secret réunissant l’énergie
et la masse !!
C pour Celiritas
Avant Einstein, la célérité de la lumière était déjà mesurée !
Cependant, les physiciens ne savait pas encore qu’est ce cette
mystérieuse lumière ?Mais il y avait un homme qui avait
sa petite idée!!!
Welcome back Faraday
Faraday proposait que la lumière n’est que une autre forme de cette union
électromagnétique!!Pendant 15 ans il va tenter de convaincre
les sceptiques que la lumière est une onde électromagnétique !!Mais ses compétences en
mathématiques étaient trop limitées pour qu’il parvient à prouver sa théorie!!
Jusqu’à ce que quelqu’un lui vient enfin en aide …
Le professeur James Clerck Maxwell croit en cette intuition et il dispose bel et bien de la connaissance
mathématique nécessaire pour la
prouver!!!
Maxwell et le vieux professeur Faraday deviennent des amis!!
Maxwell constate que l’électricité produisant du
magnétisme et le magnétisme
produisant de l’électricité ne
peut arriver qu’à une vitesse
particulière …
C’est c=…
Eh comme cela Faraday avait bien raison la lumière est une onde
électromagnétique!!!
Mais l’histoire de la lumière est au-delà !!
Einstein avait d’autres visions pour cette mystérieuse lumière !!
Mais avant il faut noter que : selon les équations de maxwell on ne peut jamais rattraper un rayon de lumière meme si on voyage à
300km/s
Et cela tracassait Einstein qui pensait maintenant que la lumière ne
ressemble à aucune autre onde!!!!!Einstein commence à
se pénétrer dans un univers surréaliste où l’énergie, la masse et la vitesse de la
lumière s’entremêlent d’une façon totalement insoupçonné!!
Mais il reste un outil mathématique dont il va avoir besoin !!!
2 pour ‘’au carré’’
En faite, la création de cette équation n’est nullement
masculine …
Je vous présente …
Emilie châtelet
Jetons un petit coup d’œil sur sa biographie..
1- elle vit dans le meme atmosphère que Newton et son ami voltaire
2- elle était amie de voltaire( emm)3- elle était mariée et maman de trois
enfants 4- elle faisait des petits salon au sein de sa maison ou elle invite des scientifiques pour
discuter…
Parmi ses révélations…
Notre émilie a soupçonné une grande faille dans la théorie du
grand seul Newton …ce dernier affirme que l’énergie
d’un objet( la force par laquelle il heurte un autre objet) est égale à
sa masse multipliée par sa vitesse !
Mais Madame du chatelet découvre une autre hypothèse …
celle de Leibniz…
Leibniz
« l’énergie d’un corps est sa masse multipliée par sa vitesse
au carré »
Mais bien que l’opinion générale soit au faveur de Newton ..
Emilie ne change pas d’avis elle continue à croire en leibniz
Elle publiera son livre qui avait un grand
bruit dans le domaine scientifique parce
qu’elle a pris le parti de leibniz et non pas de newton et de son ami voltaire qui a vu cet acte comme un
acte de trahison
La pauvre va bientôt mourir lors de son accouchement mais pas avant
de finir la traduction de ‘’Principia’’ de newton et de
son commentaire très scientifiques …
Après sa mot il va falloir attendre un tout siècle pour que la
conviction d’émilie du carré soit enfin accepté!!!
Le parfait temps qui va permettre à Einstein d’unir son
équation!!!L’énergie avec la masse et le carré
du vitesse!!!
Mais avant il ya un tout puissant élément qui va faire son apparition
…
temps
Avant Einstein, les gens ont cru que les horloges trottent à un rythme constant quelques soit
l’endroit de l’univers où elle tic-tocait …
Einstein était le premier à dire NON!
Ce tic-tac n’est qu’un click de transformation de l’électricité en
magnétisme et du magnétisme en électricité et ainsi de suites …
En d’autres termes c’est le rythme régulier de la lumière elle-meme!
Et maintenant va venir l’an le plus important dans notre vie, l’an le plus important pour einstein, la physique et toute l’humanité…
1- Einstein commence l’année 1905 par la publication d’ un article sur la nature de la
lumière qui lui voudra un prix nobel!2- deux mois plus tard il expliquera
comment calculer la véritable taille de l’atome!
3- un mois plus tard, il va publier un autre article sur le comportement des atomes
quand on les chauffe et sur les dimensions de l’atome!
C’est trop huh?
Et c’est pas encore fini!!!
4- un quatrième article où il va unir le temps, l’espace et aussi la
lumière!
Bienvenue Dans ce nouveau univers où ni le temps, ni l’espace
sont absolus…
What did you just say ?
Oui, c’est la vitesse de la lumière
qui est constante !!
No!!!!!!Impossible!!!!!
Mais l’année de tous les miracles n’est pas encore finie!
Au printemps 1905, Einstein formalise une nouvelle inspiration!
Après avoir révolutionner les concepts de l’espace et de temps il donne une
impulsion encore plus extraordinaire à cette théorie en proposant des idées
novatrices à propos de l’énergie et de masse!
Au lieu de les séparer comme chez Newton ..
I DIDN’T SAY THAT !!!!!
EMMMM…
Einstein a unifié l’énergie et la masse par la vitesse de la lumière!!
L’énergie est donc peut devenir une masse et la masse peut de
venir une énergie!!Or, elles ne sont pas égale, la
première est égale à la deuxième fois C au carré!!
Einstein l’a bien dit :quand le corps est immobile l’inertie est égale à sa masse et donc lorsqu’il
est en mouvement son énergie augmente et donc son inertie
augmente ce qui veut dire que plus le corps va vite plus il est difficile
d’aller encore plus vite et donc on aboutit à une vitesse limite!!!
Par la suite Einstein réalise que la vitesse de lumière est une
constante cosmique!Rien ne peut aller plus vite
qu’elle !!!
Exemple….
Imaginons un train qui roule à une vitesse soit-disant celle de la
lumière !!!Meme si on lui fournit plus
d’énergie pour rouler encore plus vite il ne va jamais dépasser la
vitesse de la lumière!
Mais où elle va donc cette énergie?
Une chose incroyable!C’est dans la masse de l’objet
qu’elle va! Le train devient plus lourd!
Elle ne va pas nous donner
une demonstration?
JE veux bien mais…
OKKKKKK !!!!
publiée en 1946 sous le titre : "Une démonstration élémentaire de l'équivalence entre masse et énergie" (cf. Albert Einstein,
Œuvres choisies, tome 2, Editions Seuil/CNRS).La démonstration ne fait appel qu'à trois lois
classiques : 1) la conservation de la quantité de mouvement 2) la pression de radiation (quantité de mouvement d'une onde électromagnétique) 3) l'aberration de la lumière (composition de la
vitesse de la source et de la vitesse de la lumière).
Le schèma est la voici!!
Vous pouvez faire la suite!!!!
Récapitulons!La masse n’est qu’une
condensation de l’énergie!Si On arrive à la libérer elle jaillirait avec une force comparable à celle
d’une bombe atomique!
Ah oui!!!J’explique!!!
L’aventure de l’atome
Lise Meitner!Berlin 1907, Lise a 27ans!
Elle est l’assistante de
Max planck qui va lui offrir de travailler avec Otto-Hahn !
Cette femme va nous déclencher une épisode dans la série de la physique que personne n’a pu
anticiper! Meme l’histoire!
Mais à vrai dire que ses propres découvertes poursuivent d’autes
révélations comme: la découverte de la radioactivité et je cite là…
Les Curies et monsieur Becquerel
Revenons…la collaboration de Hahn et Lise va
durer pendant des années, pendant lesquelles Lise va souffrir
de sa situation ( femme) mais quand même elle va devenir la
première femme d’Allemagne qui a le titre du professeur!
poursuivant,…à cet époque on connaissait male l’atome – on vient de prouver son existence théorique par calcul du
mouvement brownien -…on croyait que l’atome est une
miniature du système solaire!( un solide au centre et des électrons
qui gravitent autour de lui!)
des recherches ont montré par la suite que ce noyau lui-même n’est pas un solide mais il se compose
de neutrons et de protons!
De plus , pour les atomes radioactifs les noyaux ne sont pas
stables ils libèrent de l’énergie!Et voilà un exemple de E=mc2
Et la physique nucléaire est née!On a découvert :
1- le neutron2- le noyaux est composé de neutron
et de proton reliés par une force « incassable » !! Et donc beaucoup
d’énergie3- les réactions nucléaires sont
possibles! ( la radioactivité officielle)et l’histoire n’est pas encore finie!
Lisa était passionnée par l’atome d’uranium étant la dernière atome dans
le tableau de Mendeleiv à l’époque!Elle voulait la bombarder avec un
neutron pour augmenter sa taille c-à-d que ce neutron va se coller aussi avec
les autres nucléons!Et Oui c’était cela la première
réflexion...…
L’ Allemagne maintenant, 1930, est un endroit dangereux meme pour
des scientifiques de premier classe!
Hitler ( les nazies ) sont au pouvoir maintenant, ils ont chassé les juifs
de leur territoire de leurs universités et …
Einstein et Lise sont juifs!
Einstein était l’un des premiers qui sont partis vers Usa mais Lise?
Elle était autrichienne et donc elle s’est évadée de l’Allemagne vers
on sait pas où! mais dansune maison où il y a ni de
laboratoire, ni de rien du tout sauf que…
Elle avait un neveu ( professeur de physique) et une correspondance
continue avec Otto !!
Otto lui a envoyé les résultats de ses premiers expériences!
En envoyant un neutron dans un atome de l’uranium , il a trouvé du
Radium!Alors comment? Il chercherait un atome plus grand et il finissait par trouver une plus petite ? Absurde
huh?
Lise pensait que le noyau en le bombardant devient plus lourd et puis il se désintégrait en un autre
plus léger!Lise et son neveu pensaient:si l’uranium se devisait, il va
libérer une énergie alors d’où vient cette énergie.?
Neveu:Le calcul de la répulsion mutuelle entre Les noyaux
résultants de cette est d’environ 200 000 000 ev
Lise: on calcule premièrement l’énergie de liaison des noyaux
résultants( pour calculer la variation d’ énergie)
elle est inférieur à celle de l’uranium d’environ 1/5 de proton
en masse
Neveu: de la masse a été perdu?E=mc2 de Einstein?
Lise: si on multiplie la masse perdue par le carré de la vitesse de
la lumière on obtient…( calcul…)
Le calcul prend un peu de temps…
E= 200 000 000 evdonc on a dévisé
l’atome!
Lise et son neveu ont publié un article pour expliquer qu’est ce
qu’une FISSION NUCLEAIRE!
Mais la prix nobel va etre attribué a Otto pour la découverte de la
fission nucléaire!Mais l’Histoire va la récompenser
par la suite par plusieurs prix!
Et voilà le monde de nucléaire est ouvert maintenant, les
découvertes se poursuivent par la détection des réactions de chaines
et les lois mathématiques-statistiques!
Et c’est de la politique qui va avoir lieu!
Einstein alerte le président Roosevlte du danger de voir les nazies se doter de tel arme – les
bombes atomiques!
Les Etats-unis a déclenché son premier nucléaire projet : Manhattan pour fabriquer des bombes atomiques!
Lise a refusé l’invitation de l’Amérique de joindre le projet!
Cependant sont neveu- frish- va jouer un role très important dans le projet
de l’intention de convaincre les nazies!
Einstein l’a regretté toute sa vie!Non à cause de l’équation mais à cause de la lettre qui l’a envoyé à
Rosevelet !!Les Allemands étaient loin de tel
fabrication!
Le future de E=mc2
Cern, Suisse
Depuis sa création E=mc2 est utilisée pour dégarnir le monde
inconnu jadis « de l’atome » essentiellement pour répandre à
la fameuse question sur notre originale d’où venons nous?
Cette gigantesque structure repose sur notre équation.
Avec une vitesse proche de celle de la lumière on envoi des petits particules pour provoquer leur
collision!Ces expériences recrée les conditions du big-bang
!Aujourd’hui, grace à cette équation, on étudie
notre origine. On étudie ce grand refroidissement de l’univers, sa dilatation, ses composantes …
Vous savez maintenant que le soleil perd 4millions de tonnes de sa
masse en une seconde pour nous fournir de l’énergie, notre système
solaire!
Mais non seulement les étoiles créent de l’énergie, le processus
lui-même a créé la vie!
Comment?
Contraction d’un nuage d’hydrogène et d’hélium appelé : Nébuleuse solaire
Aplatissement du système ( le nuage
s’effondre sur lui-même et se fragmente en une
série de nuage de dimension plus réduite
Formation de planétésimaux : les
poussières et les gaz restants s’étalent autour du soleil
Mise en route des réactions nucléaires
an centre ( du soleil et des protoplanètes
aussi )
Apparition du système solaire sous
sa forme actuelle
1
2
3
4
5
Vous étes un produit de E=mc2!
FIN
Einstein le savait bien, le chemin de la découverte est souvent
douloureux…
parfois joyeux.C’est un chemin qui remonte aussi
loin de la curiosité humaine…
Et il est SANS FIN!
Bibliographie Articles et références :
*WIKIPEDIA Discussions explicatives: *Physics forum
*PR. Allen titan
*PR. Driss Aouidi Documentaire inspirant: *Biographie d’une
équation
