Remue-méninges - Science on Stage

Remue-méninges
à Bruxelles
100 ans de conseils de physique solvay
du 14 octobre au 21 décembre 2011
au Palais des Académies de Bruxelles
À partir de 2012, itinérante
dans les provinces belges
Au pays de la physique quantique comme si vous y étiez né !
Une exposition proposée par les Instituts Internationaux
de Physique et de Chimie, fondés par Ernest Solvay ASBL et
conçue par des enseignants et chercheurs de l’Université
Libre de Bruxelles et de la Vrije Universiteit Brussel.
informations pratiques
Palais des Académies - Écuries Royales,
1, rue Ducale, 1000 Bruxelles
Du 14 octobre au 21 décembre 2011
Du lundi au samedi de 9h à 16h30. Fermé le dimanche.
À partir de 2012, itinérante dans les provinces belges.
Public : adapté à tout public, contenu compatible avec le
programme du 3ème degré de l’enseignement secondaire.
Entrée gratuite
Visites guidées pour les groupes (15 personnes max.) : 30 €
Réservation obligatoire par internet :
www.solvayinstitutes.be
Cahier pédagogique disponible
contact
Mme Bogaerts
Instituts Internationaux de Physique et de Chimie Solvay,
ULB/Campus Plaine, CP 231
Boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles.
[email protected]
eXpo
La famille Solvay

l’eXposition
L’exposition « Remue-méninges à Bruxelles » raconte
cette histoire de la révolution quantique. Elle est organisée
à l’occasion du centenaire du premier Conseil de Physique
Solvay qui s’est tenu en 1911 à l’initiative d’Ernest Solvay
qui fut à la fois un industriel, un mécène et un humaniste.
Placée dans un contexte social, l’exposition permet au public
de découvrir le côté passionnant de la recherche scientifique,
aventure humaine faite d’étonnements, de victoires
et d’échecs, de doutes, de patience et de conflits d’idées.
Divisée en cinq chapitres, elle propose un parcours de
la physique classique aux principes de la mécanique
quantique et aux applications de celle-ci. De nombreuses
expériences et des vidéos permettent de rendre concrets
et d’appréhender sans complexe des concepts qui vont
à l’encontre de l’intuition ordinaire.
des eXpériences pour comprendre
La physique à la fin du XIXe siècle
Billard : la physique classique est déterministe, les trajectoires
des particules peuvent être prédites.
Eclairs : il existe des charges électriques.
Dynamo : l’électromagnétisme explique comment l’énergie
mécanique est transformée en énergie électrique.
Moulinet à électrons : les électrons sont des particules.
Fentes de Young : la lumière est constituée d’ondes qui peuvent
former des figures d’interférence.
Propriétés des ondes (cordes vibrantes, canal et cuve à ondes) :
notions de fréquence, de longueur d’onde et d’interférence.
Des phénomènes non expliqués
Corps noir : un corps chauffé émet une lumière dont l’intensité
augmente avec la température.
La radioactivité : certaines substances émettent
des rayonnements aux propriétés particulières.
Le spectre de l’atome d’hydrogène : il est formé de raies
séparées.
La révolution quantique
L’effet photoélectrique : s’explique si la lumière a un caractère
corpusculaire, comme le montre un analogue mécanique.
Trajectoire d’électrons : dans un champ magnétique,
ils se comportent comme des particules.
Diffraction d’électrons par une poudre : les électrons ont un
caractère ondulatoire. Ils forment la même figure d’interférence
que la lumière passant à travers un réseau tournant.
Expérience de Taylor : la dualité onde-particule de la lumière.
En résumé
Ondes stationnaires sur un cercle : le caractère ondulatoire
des électrons explique les niveaux discrets d’énergie dans l’atome.
Le spectre de l’hélium : il peut être comparé à celui calculé
par la théorie quantique.
l’histoire
À la fin du XIXe siècle la physique est triomphante
et les physiciens ont de grandes certitudes. La mécanique
de Newton et l’électromagnétisme de Maxwell semblent
pouvoir tout décrire. Toutefois, quelques détails échappent
à ces théories : le rayonnement du corps noir, la radioactivité
et les spectres atomiques notamment. La recherche
d’explication à ces problèmes va être à l’origine de la théorie
des quanta qui sera souvent discutée aux Conseils Solvay
de 1911 à 1930. Les discussions
sont animées et intenses entre
les plus grands physiciens
de l’époque qui s’appellent
Einstein, Marie Curie, Poincaré,
puis Bohr, Heisenberg,
Schrödinger, …
Elles portent successivement
sur les quanta de lumière
et d’énergie, la structure
des atomes, le spin et le principe d’exclusion de Pauli,
la nature ondulatoire des électrons, le principe d’incertitude
d’Heisenberg, le caractère probabiliste de la mécanique
quantique, la dualité onde-particule, des concepts
que l’exposition invite à venir comprendre. De cette
révolution résultera une théorie cohérente et efficace
dont l’interprétation a troublé plus d’un esprit, dont celui
d’Einstein. Pourtant, cette théorie, encore en évolution
aujourd’hui, a radicalement changé notre mode de vie
par ses applications !
VENEZ DÉCOUVRIR ET EXPÉRIMENTER
CES NOTIONS DE PHYSIQUE MODERNE
QUI ONT REVOLUTIONNÉ NOTRE QUOTIDIEN.
Einstein et Bohr à Bruxelles
Reconnaissez-vous ces personnes ?