supra- conductivité - Tout est quantique

supra-
conductivité
une histoire
d’électrøns
Découvrir les électrons par le pliage, à partir de 6 ans.

La matière qui nous entoure est constituée de milliards de
milliards de minuscules particules: électrons, neutrons,
protons… Ces particules sont invisibles et se compor-
tent de façon très étrange, parfois comme des nuages ou
des vagues dans la mer, d’autres fois comme de petites
billes. On les appelle « particules quantiques ».
Dans ce manuel, vous allez construire vous même avec
des ciseaux et un peu de scotch ces particules. D’abord
un électron, puis un deuxième, et enfin, l’objet le plus
étrange du monde quantique: un supraconducteur, un
matériau capable de léviter comme une soucoupe vo-
lante au-dessus des aimants !
Vous trouverez au milieu du livret les pliages et les instruc-
tions à détacher pour les fabriquer. Il vous faudra juste des
ciseaux et un peu de colle ou de scotch. Vous trouverez aus-
si un quizz, petit questionnaire qui vous accompagnera dans
la lecture du livret. Les solutions se trouvent sur le web.
instructions
couper
coller
plier
assembler

l’électrøn
dans l'atome
La matière qui nous entoure, les solides, les liquides
et même les gaz comme l’air, est faite de milliards de
milliards d’atomes. Un atome, c’est un tout petit noyau
très lourd, et des électrons très légers qui forment un
nuage autour du noyau. Mais attention, ne vous imagi-
nez pas un atome comme une pêche ou une cerise. Car
d’abord, il est un milliard de fois plus petit que nous. Il
mesure moins d’un nanomètre, et un nanomètre, c’est
un milliard de fois plus petit qu’un mètre. Et en plus,
ces électrons se comportent de façon très étrange...
Parfois comme des petites billes, parfois comme de
grandes vagues. L’électron est une particule très im-
portante car il permet de mieux comprendre la matière
qui nous entoure: comprendre pourquoi un fil de mé-
tal peut conduire un courant électrique, pourquoi un
aimant colle sur le frigo, comment marchent les am-
poules LED... C’est aussi l’électron qui a permis d’in-
venter les ordinateurs, les téléphones portables ou
les baladeurs numériques que nous utilisons tous les
jours.
Bienvenue dans le monde fascinant des électrons et
de la matière.

ø
électrøn
dans l’atome
Un électron, quelle tête est-ce que ça a ? Dur à
dire. Car un électron est un objet bien étrange,
qu’on appelle « quantique ». Il forme une sorte de
nuage autour du noyau et se trouve un peu partout
à la fois dans ce nuage. Pourtant, ce nuage est
impossible à voir. Dès qu’on essaye de l’obser-
ver, même avec les outils les plus perfectionnés, il
rétrécit immédiatement et devient une minuscule
bille. Mais alors comment imaginerce nuage si on
ne peut pas le voir ? Un peu comme la boule frois-
sée que vous voyez, pas vraiment une bille, mais
pas non plus un simple nuage...
À vous de jouer: en suivant les instructions dans
le livret central, essayez de fabriquer votre propre
maquette d’électron. Regardez le bien : est-il en
un endroit précis ? Est-il infini ? Maintenant, ima-
ginez que vous êtes un physicien et que vous es-
sayez de mesurer où il est.
électron de
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Les atomes ne sont pas tous les mêmes. Le noyau
des atomes peut être plus ou moins gros. Et au-
tour de ce noyau, il peut y avoir un, deux ou des
dizaines d’électrons. En plus, ces électrons n’ont
pas tous la même forme. Ceux qui ressemblent à
la grosse boule ronde froissée sont appelés « s »,
ce sont les plus simples. Regardez ces autres
formes, chacune représente un électron différent,
appelé de noms de code, comme des agents se-
crets: « p », « d », ou « f ». Leur forme est très impor-
tante, car ce sont les électrons qui vont permettre
aux atomes de s’accrocher entre eux. Un atome
de l’oxygène qui est dans l’air ou dans l’eau par
exemple a des électrons « s » et « p ». Un atome
d’un métal comme le cuivre ou l’argent a aussi des
électrons « d ».
Ce tableau, la « classification périodique de Men-
deleïev » indique tous les atomes qui existent et
quels types d’électrons les composent. En jaune
par exemple, les atomes ont à la fois des électrons
s, p et d.
les formes
de l’élecrøn
sdp