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« A l’échelle astronomique, la lumière progresse à pas de tortue. Les nouvelles qu’elle nous apporte ne sont plus fraîches du tout ! »

« Si deux théories expliquent également bien un résultat, il convient de trancher en faveur de la plus simple. »

 



« Donnez-moi un point fixe et un levier et je

soulèverai la Terre. »

 

 

 

 



Leur déclenchement

Deux charges électriques opposées sont fortement attirées l’une vers l’autre. Au bout d’un moment, la couche d’air intermédiaire, isolante, ne peut plus empêcher les charges de se rejoindre, et une décharge électrique a lieu (ionisation). Les charges négatives dans la partie basse du nuage se déplacent vers les charges positives de la terre selon un parcours aléatoire en zigzag (invisible) appelé traceur par bonds ou amorce échelonnée (Le traceur par bonds met un centième de seconde pour arriver au sol et se déplace à environ 200 km/s).

Par bonds successifs, l’éclair pilote, sorte de boyau rempli d’électrons, descend en direction de la terre en suivant la plus forte intensité de charge. Quand il atteint les derniers décamètres qui le séparent de la Terre, une décharge (autre boyau similaire) partant d’un point du sol monte à sa rencontre. Lorsque la liaison s’établit entre les deux boyaux se produit ce qu’on appelle la décharge principale, un courant circulant du sol vers le ciel tantôt suivi de plusieurs post-décharges.

Cette charge positive se propage extrêmement vite. Tout cela se répète rapidement dans le même coup de foudre, ce qui donne à l’éclair son apparence vacillante. Le processus continue jusqu’à ce que toutes les charges se soient dissipées.

La plupart des coups de foudre qui ont lieu se produisent entre nuages. Toutefois, s’il y a assez de charges dans l’air, la décharge s’effectuera entre un nuage et le sol. Seul un coup de foudre sur quatre frappe le sol. 90% des éclairs nuage/Terre s’allument dans la couche chargée négativement. Si celle-ci est chassée par le vent, des éclairs nuage/Terre peuvent également s’échapper de la zone supérieure, qui est de charge positive. Mais des éclairs peuvent aussi se précipiter vers un nuage en partant de points élevés d’un relief. L’intensité du courant augmente à la puissance cinq en fonction de l’importance de l’orage. Les gros orages peuvent déclencher plus de 100 éclairs à la minute.

Différents noms d’éclairs

  • Fulminants: en sillons qui ne sont ni rectilignes ni en zigzag, mais courbés avec des arrondis graduels.
  • Ramifiés: lorsqu’ils se subdivisent en plusieurs branches.
  • Sinueux: lorsqu’ils ont de nombreux traits et segments assez apparents.

En fait, ces trois appelations réfèrent à l’éclair fulminant.

Longueur de la trajectoire d’un éclair

La longueur des éclairs peut aller de 100 m à 20 km dans le cas de l’éclair sinueux. Sa vitesse atteint 40000 km/s, donc un peu plus d’un dizième de la vitesse de la lumière. Sont épaisseur est d’environ 3 cm.

Température de l’air autour de l’éclair

La température de l’air est très élevée, environ 30000 degrés (5 fois la température à la surface du soleil!) le long du trajet de l’éclair. (L’air traversé par l’éclair est « grillé »!).

Energie dégagée par l’éclair

On connaît aujourd’hui la puissance de la foudre: un courant de 30000 ampères correspondant à une tension de 100 millions de volts.

Couleur d’un éclair

La couleur de l’éclair nous informe sur la composition de l’air ambiant.

  • rouge indique de la pluie dans l’air.
  • Un éclair bleu la présence de grêle.
  • Un éclair jaune est un signe d’une quantité importante de poussière dans l’atmosphère.
  • Un éclair blanc est signe d’un air très sec.

 

Éclairs de chaleur

Vous avez déjà vu des éclairs sans avoir entendu le tonnerre qui l’accompagne? Ce genre d’éclair est souvent appelé « éclair de chaleur ».

Les « éclairs de chaleur » sont en fait produit par des orages lointains… si loin que vous pouvez voir l’éclair mais le tonnerre ne peut se rendre à l’endroit ou vous trouvez.

Voici pourquoi: la vitesse de la lumière (300 000 000 m/s) est extrêmement rapide par rapport à celle du son (300 m/s) (1 milion de fois plus rapide pour être plus précis). De plus, le coup de tonnerre et son onde se dissipent plus facilement en se propageant et, lorsqu’on est trop loin, le tonnerre ne se fait plus entendre.

Quelques statistiques

  • Il y a environ 20 millions d’orages par an. (50000 par jour).
  • Diamètre d’un orage: 15 à 25 km.
  • Extension verticale 10, 12 ou 15 km.
  • Durée 1 ou 2 heures (ou plus si bien violent).
  • À tout moment, 100 éclairs frappent la surface terrestre: total annuel mondial: 32,000,000 éclairs

 

 



  • Le symbole de la minute est min, mais on trouve trop souvent mn, MN (méganewton?)
  • Le symbole de la seconde (de temps) est s et non pas sec.
    Ne pas confondre la seconde de temps et la seconde d’angle comme le font certains journalistes sportifs qui notent 1’41″73 le temps mis par un athlète pour courir le 800 m (alors qu’il vient de faire deux tours de stade soit 720°).
  •  Le symbole de l’heure est h. Ne pas confondre avec H qui est le symbole du henry
  •  Le symbole du kilomètre est km. Que celui qui n’a jamais vu au bord des routes, sur un panneau « KM » ou « KMS » ou « Km »me jette le premier gravillon.
  •  Le symbole du kilogramme est kg, ce n’est pas KG, Kgr, Kgrs… comme on peut le lire parfois sur des boîtes de produits alimentaires.
  • Les préfixes d’unités ne sont pas épargnés. Après l’erreur sur « kilo » des deux exemples précédents, on rencontre souvent une majuscule au symbole de milli.
    Ne pas confondre 50 mA (0,050A) et 50MA qui signifierait 50 000 000 A
  • La paresse qui fait rétrécir les mots entraîne des erreurs. On entend souvent « kilomètre-heure » à la place de « kilomètre par heure » ce qui laisse croire que l’on a multiplié les kilomètres et les heures (comme dans watt-heure) alors que la vitesse est le quotient de la longueur par le temps.
  •  Depuis de nombreuses années, les pancartes publicitaires indiquent les distances en minutes. Tout le monde semble accepter cette stupidité, même les journalistes sportifs. Comment peut-on confondre une distance et un temps. Il faudra sans doute une heure à un piéton pour aller au supermarché qui se trouve à « cinq minutes », un cycliste mettra peut-être vingt minutes tandis que l’automobiliste qui va être arrêté par une dizaine de feux rouges et ralenti par un embouteillage n’y arrivera que dix minutes plus tard à moins qu’il rencontre une autostoppeuse ou un gendarme et qu’il mette beaucoup plus de temps…
    Comme le temps, c’est de l’argent, on verra peut-être, dans quelques années, « Super Marché à 5 euros, au prochain feu à droite. »

Voici un extrait de prospectus qui illustre bien ce chapitre.
 Une poussée exprimée en livre? Je rappelle que la livre était une unité de masse; elle a disparu dès les premiers jours du système métrique (voir l’
historique). Ici on parle de poussée, donc de force. Il n’existe qu’une seule unité le newton (N). Pour être encore plus correct, il aurait fallu indiquer le moment du couple et non pas la « poussée » du moteur.
 « H » est mis à la place de « h » pour le symbole de l’heure.
Il fallait écrire « 90 ampères-heures« 



Nom Prénom dates nation. prof. unité son nom évoque: Nobel
A              
Ampère André Marie 1775-1836 franç. phys A Loi d’Avogadro- Ampère  
Archimède   287-212 grec math/phys   Poussée d’Archimède  
Aston Francis William 1877-1945 angl. chim/phys   Isotopes – Spectrographe de masse 1922
Avogadro Amedeo 1776-1856 ital. chim   Nombre d’Avogadro  
B              
Barlow Peter 1776-1862 angl. phys   Roue de Barlow - dynamo  
Becquerel Henri 1852-1908 franç. phys Bq Radioactivité 1903
Biot Jean-Baptiste 1774-1862 franç. phys   Polarisation – Loi de Biot – B. Savart  
Blondel André 1863-1938 franç. phys   alternateur HF – oscillographe  
Bohr Aage Niels 1922- dan. phys   Modèle nucléaire – magnéton de B. 1975
Bohr Niels 1885-1962 dan. phys   Modèle atomique 1922
Boltzmann Ludwig 1844-1906 autrich. phys   Constante k – statistique  
Born Max 1882-1970 all/angl phys   Méthode Born – Oppenheimer 1953
Bose Satyendranath 1894-1974 indien phys   Bosons  
Boyle Robert 1627-1691 irland. phys   Loi de Boyle-Mariotte  
Bragg William Henry
Lawrence (fils)
1862-1942
1890-1971
angl. phys   Structure cristalline. 
Diffraction des rayons X. Loi de B.
1915
Braun Karl Ferdinand 1850-1918 allem. phys   Oscillographe cathodique 1909
Broglie (de) Louis Victor 1892-1987 franç. phys   Mécanique ondulatoire 1929
Brown Robert 1773-1858 écoss.. bot.   Mouvement brownien  
C              
Carnot Nicolas Sadi 1796-1832 franç. ingé   Principe de thermodynamique  
Cavendish Henry 1731-1810 angl. phys   Composition de l’air et de l’eau  
Celsius Anders 1701-1744 suéd.   °C Echelle de température  
Chadwick James 1891-1974 angl.. phys   Existence du neutron (1932) 1935
Charpak Georges 1924- franç. phys   Détecteurs de particules 1992
Compton Arthur Holly 1892-1962 amér. phys   Effet Compton 1927
Copernic Nicolas 1473-1543 polon. astro   Système héliocentrique  
Coulomb (de) Charles 1736-1806 franç phys C Electrostatique. Loi de C. – Module  
Curie Marie 1867-1934 pol/fran phys (Ci) Radioactivité. Polonium. Radium 1903-11
Curie Pierre 1859-1906 franç. phys (Ci) Radioactivité. Température deCurie 1903
D              
Dalton John 1766-1844 angl. phys/chim   Atomes – Lois de D. – Daltonisme  
Descartes René 1596-1650 franç.     Loi de Descartes  
Dirac Paul Adrien 1902-1984 angl. phys   Mécanique quantique relativiste 1933
Doppler Christian 1803-1853 autrich. phys   Effet Doppler-Fizeau  
E              
Einstein Albert 1879-1955 all/amér phys   Relativité, relation 1921
F              
Faraday Michaël 1791-1867 angl. chim F; Fa Cage de Faraday  
Fermat Pierre 1601-1665 franç. phys   Principe de Fermat (optique)  
Fermi Enrico 1901-1954 ital. phys   Fermions – fission de l’uranium 1938
Foucault Léon 1819-1868 franç. phys   Courant de F., pendule de F.  
Fresnel Augustin 1788-1827 franç.     Lentilles, miroirs de F.  
G              
Gabor Dennis 1900-1979 angl. phys.   Holographie 1971
Galilée Galilei 1564-1642 ital. astro   Lunette astronomique.  
Gauss Carl 1777-1855 allem. astr (G) Magnétisme  
Gay-Lussac Louis Joseph 1778-1850 franç. phys/chim   Dilatation des gaz – Loi de G.-L.  
Gennes (de) Pierre-Gilles 1932- franç phys   Supraconductivité – Colloïdes… 1991
Gramme Zénobe 1826-1901 belge ingé   Moteur électrique, dynamo  
Gray Stephen 1670-1736 angl. phys Gy Conduction électrique. Electrisation  
H              
Heisenberg Werner 1901-1976 allem. phys   Principe d’incertitude 1932
Henry Joseph 1797-1878 amér. phys H Bobines d’induction  
Hertz Heinrich 1857-1894 allem. phys Hz Ondes « hertziennes »  
Huyghens Christiaan 1629-1695 néerl.     Optique  
J              
Joliot-Curie Irène 1897-1956 franç. phys   transmutation 1935
Joule James 1819-1889 angl. phys J Effet Joule  
K              
Kastler Alfred 1902-1984 franç. phys   laser, pompage optique 1966
Kelvin (Lord) William Thomson 1824-1907 angl.   K Echelle de température  
Kepler Johannes 1571-1630 allem. astro   Mouvement des astres  
Kirchhoff Gustav 1824-1887 allem. phys   Loi de K  
Koënig Karl Rudolf 1832-1901 all/franç phys   Trombone de K (acoustique)  
L              
Langevin Paul 1872-1946 franç. phys   Rayons X, relativité…  
Laplace Pierre Simon 1749-1827 franç. math/phys   Force, loi de L. – Probabilités…  
Laue (von) Max  1879-1960 allem. phys   Structure cristalline. Rayons X 1914
Lenz Heinrich 1804-1865 russe phys   Loi de Lenz  
Libby Willard Frank 1908-1980 amér. phys   Datation au carbone 14 1960
Lorentz Hendrik 1853-1928 néerl. phys   Equations 1902
M              
Mariotte Edme 1620-1684 franç.     Loi de Boyle-Mariotte  
Maxwell James 1831-1879 angl. phys (Mx) Equations de Maxwell  
Melde Franz 18321901 allem. phys   Vibrations  
Mendeleïev Dimitri 1834-1907 russe chim   Classification des éléments  
Michelson Albert 1852-1931 amér. phys   Interféromètre. Vitesse lumière 1907
Millikan Robert  1868-1953 amér. phys   Charge de l’électron 1923
Mulliken Robert  1896-1986 amér. phys   Orbitales atomiques 1966
N              
Newton Isaac 1642-1727 angl. phys/astr N Gravitation- Optique  
Néel Louis 1904 franç. phys   Magnétisme 1970
O              
Oersted Christian 1777-1851 dan. chim (OE) Aiguille d’Oersted  
Ohm Georg 1787-1854 allem. phys W Loi d’Ohm  
P              
Pascal Blaise 1623-1662 franç. phys/philo Pa Pression, tonneau de Pascal  
Pauli Wolfgang 1900-1958 aut/amé phys   Principe d’exclusion 1945
Peltier Jean Charles 1785-1845 franç. phys   Effet Peltier 1945
Perrin Jean  1870-1942 franç. phys   Rayons cathodiques 1926
Planck Max 1858-1947 allem. phys   Constante de Planck 1918
Planté Gaston 1834-1889 franç phys   Accumulateur électrique  
Pouillet Claude 1790-1862 franç. phys   Loi de Pouillet (circuits)  
Ptolémée Claude 100-170 grec astro   système géocentrique  
R              
Richardson Owen Williams 1879-1959 angl. phys   Emission thermo-ionique 1929
Röntgen Wilhelm 1845-1923 allem. phys (R) Rayons X 1901
Rutherford Ernest 1871-1937 angl. phys   Atome 1908
S              
Savart Félix 1791-1841 franç. phys   Loi de Biot et Savart  
Schrödinger Erwin 1887-1961 autr phys   Equation 1933
Seebeck Thomas Johann 1770-1831 allem. phys   Effet Seebeck  
Shockley William 1910-1989 amer. phys   Transistor à jonction (1948) 1956
Siemens (von) Werner 1816-1892 allem. ingé S Dynamo, télégraphie  
Sievert Rolf 1896-1966 suéd. phys      
T              
Tcherenkov Pavel 1904- soviet. ingé   Effet Tcherenkov. Compteur T. 1958
Tesla Nikola 1856-1943 youg ingé T Moteur asynchrone  
Thomson Joseph John 1856-1940 angl. phys   Structure atomique. Spectrographe 1906
Thomson William 1824-1907 angl. phys   Galvanomètre - Effet Joule-Thomson 1906
V              
Volta Alessandro 1745-1827 ital phys V Electrophore, électroscope, pile  
Van der Waals Johannes 1837-1923 néerl phys   Forces inter-moléculaires 1910
W              
Watt James 1736-1819 ang phys W Machine à vapeur  
Weber Wilhelm 1804-1891 allem. phys Wb Electromagnétisme  
Wilson Charles 1869-1959 écoss. phys   Chambre de Wilson (brouillard) 1927
Y              
Young Thomas 1773-1829 angl phys   Trous et fentes, module d’Young.  
Yukawa Hideki 1907-1981 japon. phys   Existence du méson pi 1949
Z              
Zeeman Pietr 1865-1943 néerl phys   Effet Zeeman – raies d’émission 1902
Zernicke Frederik 1888-1966 néerl phys   Microscope à contraste de phase. 1953


En chimie générale, au début du XIXe siècle, le problème qui se posa aux chimistes fut la classification des éléments. Le monde vivant ou minéral apparaît comme extrêmement varié et complexe. Partout les chimistes ont réussi à extraire des composés bien définis qui se comptent aujourd’hui par millions. Cependant, tous ces composés sont constitués en dernier ressort d’un nombre restreint d’éléments qui permet de réaliser tous ces édifices chimiques. Les chimistes remarquèrent des analogies entre certains éléments et eurent l’idée d’une classification.La première véritable version du tableau périodique des éléments, incomplète car tous les éléments n’étaient pas encore connus, a été créée par le Russe Dimitri Ivanovich Mendeleïev en 1869. Une première classification avait déjà été réalisée auparavant par Lothar Meyer en 1864 mais celle-ci ne comportait que 28 éléments, ceux-ci n’étant classés que par valence seule. De plus, Meyer ne pensa pas à prédire d’autres éléments et à corriger la masse atomique des éléments à partir de son tableau.

Mendeleïev remarqua que certaines propriétés variaient de manière périodique avec la masse atomique. Ainsi, au lieu de classer tous les éléments sur une même colonne, il les classa sur cinq colonnes de dix-huit éléments, en laissant des cases vides, prévoyant que d’autres éléments seraient découverts plus tard.

En 1913, la classification évolue : on s’aperçoit que si on tient compte des propriétés chimiques des éléments naturels, les éléments ne doivent pas être classés selon les masses atomiques mais selon les nombres de charges.

 

 

 



1.  HISTORIQUE

Beaucoup de légumes et de fruits contiennent des colorants. Les premiers colorants alimentaires étaient donc

naturels.  Ils étaient extraits :

- de végétaux comestibles comme la betterave, la carotte, le safran ;

- d’animaux comme la cochenille.

Par exemple, le safran était utilisé au Moyen Âge pour colorer en jaune les infusions.

Ils provenaient également de la transformation de substances naturelles comme le brun de caramel.

En 1856, le chimiste W.H.Perkin prépare le premier colorant synthétique, la mauvéine, à goudron de houille. Depuis cette date, les chimistes ont synthétisé des colorants qui résistent mieux  que les colorants naturels à l’action de la lumière, du dioxygène ou des bactéries.

2.  LA RÉGLEMENTATION DE L’USAGE DES COLORANTS ALIMENTAIRES:

De nos jours, des quantités de plus en plus importantes de colorants naturels ou synthétiques sont  utilisées dans l’industrie alimentaire, en particulier dans la charcuterie, dans la pâtisserie, dans les boissons…

Mais certains colorants peuvent provoquer des allergies, des maladies cardio-vasculaires ou des cancers.

Il appartient donc aux industriels de l’alimentation de fournir la preuve que les colorants qu’ils utilisent sont utiles et ne présentent pas de danger pour la santé. Si tel est le cas, un numéro de ce de code leur est attribué par l’Union Européenne. 

 

 

Quelques exemples de colorants alimentaires vous sont proposés dans le tableau  ci-dessous

Code

Nom

Couleur

Usages

D.J.A

E102

Tartrazine

Jaune

Pâtisserie, boissons

7,5

E124

Chochenille

Rouge

Grenadine, confiserie

0,15

E131

Bleu patenté

Bleu

Sirops, glaces

2,5

 

 

 

 

D.J.A = Dose Journalière Admissible (elle s’exprime en mg par kg )

Ce numéro commence par la lettre E suivie du chiffre 1. Le chiffre suivant indique la couleur (0 pour le jaune, 1 pour l’orange, 2 pour le rouge, 3 pour le bleu, 4 pour le vert, 5 pour le brun, 6 pour le noir).

 



Un élément est une substance pure qui ne peut être décomposée en substances plus simples.
Le tableau périodique, inspiré par Mendeleïev, en donne la liste complète. Sur la Terre, il existe 90 éléments naturels, le plus léger étant l’hydrogène et le plus lourd l’uranium. Les autres éléments ont été fabriqués par les scientifiques.

Un corps pur composé (à ne pas confondre avec mélange ou solution) est constitué d’atomes d’éléments différents, groupés en molécules.

Les propriétés d’un composé sont différentes de celles des éléments qui les constituent.

Les molécules des corps purs élémentaires sont constituées d’atomes identiques (O 2); les molécules des corps purs composés sont constituées d’atomes d’éléments différents (H 2 O). 

L’atome est la plus petite partie d’un élément qui puisse réagir chimiquement. 

 On utilise les symboles chimiques pour représenter les éléments et leurs atomes. Le symbole commence par l’initiale (en majuscule d’imprimerie) du nom international de l’élément suivi, éventuellement, d’une deuxième lettre (en minuscule) pour éviter la confusion.



Atomes

  1 atome d’oxygène s’écrit : ………..O…… ——— -Visualiser2 atomes d’oxygène s’écrivent :.2 O ————Visualiser
 
Molécules
  1 molécule de dioxygène s’écrit : ……..O2 ——–2 molécules de dioxygène s’écrivent :.2 O2 —-

 

  Rappel :
  - Le nombre « 1″ n’est jamais écrit en langage chimique.
  - Les nombres écrits en indice dans la formule chimique d’une molécule indiquent le nombre de chaque atome constituant cette molécule.
  —–O2 est l’écriture chimique d’une molécule de dioxygène constituée de 2 atomes d’oxygène. ——————————— -
  —–CH4 est l’écriture chimique d’une molécule de méthane constituée de 1 atome de Carbone et 4 atomes d’Hydrogène