De prime abord, on pourrait penser qu'il est d&eacute;licat de saisir une [popupdefinition id=11095]photographie[/popupdefinition] macro d'un flocon de neige. Mais le photographe russe Alexey Kjatov nous assure que non. Selon ce passionn&eacute;, inutile d'investir dans un mat&eacute;riel hors de co&ucirc;t. Le secret r&eacute;side dans la patience et dans la pers&eacute;v&eacute;rance. Un peu de pratique et vous aussi, vous pourrez obtenir un r&eacute;sultat int&eacute;ressant.Et peut-&ecirc;tre un jour aussi enchanteur que ce flocon saisi &agrave; Moscou, sur fond de verre r&eacute;tro&eacute;clair&eacute;. Un flocon de taille moyenne puisqu'il mesure quelque 3 millim&egrave;tres de diam&egrave;tre. &copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC BY-NC 2.0

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Flocons de neige et macrophotographie

La photographie est la technique permettant de fixer des images grâce à la lumière. Ce terme désigne également l'image obtenue par un tel procédé et la branche des arts graphiques lui étant dédiée. 
Inventée en 1826 par Joseph Niépce
Découverte et principe de la photographie
Ce procédé se base sur deux types de connaissances : l'optique, permettant de capter et de livrer une image en un point précis, et la chimie, servant à fixer l'image obtenue sur une surface. Les premières avancées d'optique sont lointaines et débutent sous Aristote qui crée déjà des images inversées à partir d'un trou dans le mur d'une chambre noire. Les alchimistes découvrent, au XVIe siècle, que le chlorure d'argent noircit à la lumière du soleil.
 Plusieurs expériences sont lancées : en 1780, Jacques Charles arrive fugitivement à fixer une silhouette sur du papier imbibé de chlorure d'argent, Thomas Wedgwood, en 1802, utilise du nitrate d'argent, John Herschel, en 1819, opte pour l'hyposulfite de sodium, futur fixateur. En 1826, Joseph Niépce, lithographe français, a l'idée d'associer les trois procédés afin de fixer l'image sur des plaques d'étain qu'il prend soin de recouvrir de bitume de Judée, durcissant à la lumière. Il tire la première épreuve positive réclamant à son auteur un temps d'exposition de huit heures. La première photographie prise par Joseph Niépce est une représentation d'une aile de sa propriété de Saint-Loup-de-Varennes.
Évolution de la photographie
 Son inventeur décède en 1833, mais Louis Daguerre poursuit les travaux et découvre le développement de l'image latente qui permet notamment de réduire le temps de pose. La photographie ne cesse ensuite d'évoluer avec les inventions du négatif, de l'image souple, de la couleur, du film et des photographies instantanées, en relief, photos numériques, de synthèse et astronomiques.

Photographie

13326_flocons-de-neige-et-macrophotographie

C'est dans les [popupdefinition id=14525]nuages[/popupdefinition] froids que les cristaux de neige se d&eacute;veloppent, par [popupdefinition id=2504]condensation[/popupdefinition] de vapeur d'eau sur de microscopiques poussi&egrave;res. D'abord pas plus grands que quelques [popupdefinition id=5146]microm&egrave;tres[/popupdefinition], ils entrent dans une phase de croissance qui leur permet d'atteindre quelques millim&egrave;tres. Environ 5 millim&egrave;tres pour ce flocon en particulier.Et la forme que prendront les flocons d&eacute;pend essentiellement de la temp&eacute;rature qui r&egrave;gne &agrave; ce moment-l&agrave;. La forme de [popupdefinition id=129]dendrite[/popupdefinition] de ce flocon, dont chaque branche ressemble &eacute;trangement &agrave; une [popupdefinition id=5910]foug&egrave;re[/popupdefinition], appara&icirc;t lorsque les temp&eacute;ratures sont comprises entre -12 et -16&nbsp;&deg;C.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Fougère ou flocon de neige ?

Un micromètre, de symbole µm, vaut 10-6 m soit 0, 000 001 mètre. L'utilisation du mot micron a été retirée du Système Internationale en 1968.

Micron

Une dendrite est un prolongement filamenteux du neurone servant à recevoir et conduire l'influx nerveux.
Structure des dendrites
Les dendrites sont des prolongements du corps cellulaire des neurones. Elles se divisent par dichotomie, créant une arborescence du neurone sous forme de filaments courts et ramifiés. Elles s’opposent à l’axone pour plusieurs raisons :
les dendrites reçoivent l’influx nerveux, alors que l’axone le transmet ;les dendrites sont nombreuses alors que l’axone est unique.
Fonction des dendrites
Les dendrites ont pour fonction de recevoir et de conduire l'influx nerveux (signal) provenant d'autres cellules nerveuses, vers le corps cellulaire du neurone. S’il est excité, il enverra alors un influx nerveux par le biais de l’axone, vers un autre neurone, vers un muscle ou un autre type tissulaire.

Dendrite

Les ptéridophytes (du grec pteros, aile et phytos, végétal), ou fougères, sont un embranchement du règne des végétaux. Les plantes de cet embranchement sont des végétaux terrestres vasculaires : ils disposent d’un système de conduction de la sève.
Les ptéridophytes se reproduisent sans graine ni fleur, uniquement par l’intermédiaire de spores. A ce titre, ce sont des cryptogames (du grec cryptos, caché et gamos, mariage).
Leur appareil végétal est caractérisé par la présence d’une fronde qui tient le rôle de feuille.

Ptéridophyte

Un nuage correspond à un amas visible de gouttelettes d’eau (et de glace) issues de la condensation et d’aérosols, en suspension dans l’atmosphère d’une planète. Sur Terre, on les retrouve principalement dans la troposphère (la couche la plus basse).
La formation des nuages
La quantité maximale possible de vapeur d’eau dans une masse d’air dépend de la température et de la pression. Ainsi, lors d’un refroidissement, une partie de la vapeur d’eau se condense en fines gouttelettes, parfois au niveau du sol (brouillard), mais le plus souvent en altitude. Parfois, des particules en suspension dans l’air (aérosols) font office de noyaux de condensation ou de congélation, facilitant le changement d’état de l’eau. Ensemble, et grâce à des phénomènes microphysiques, comme l’effet de Bergeron, puis par agrégation, on obtient un nuage. Lorsque les gouttelettes ou les cristaux de glace deviennent trop massifs pour rester en suspension, ils tombent au sol sous forme de précipitations (pluie, neige, grêle).
L'ascension du nuage dans le ciel dépend notamment de la stabilité de la masse d'air. © P.P.Feyte.
 Fin de vie des nuages : la dissipation
Les nuages se dissipent lorsque la température augmente. En effet, dans cette configuration, l’air peut contenir davantage d’eau sous forme de vapeur. La quantité de gouttelette d’eau ou de cristaux de glace diminue, dégonflant progressivement la masse nuageuse.
Différents types de nuages
Un nuage peut exister sous de nombreuses formes, en fonction de l’altitude à laquelle il se forme, de sa dimension, de son mode de croissance, de son opacité ou encore de sa composition. Comme pour les plantes, ils sont classifiés en genres (une dizaine), puis déclinés en espèces et en variétés. On peut par exemple penser aux cirrus, aux cumulonimbus, aux stratus ou aux altocumulus.
Nuages nacrés et nuages noctulescents
Si l’essentiel des nuages que l’on observe se forment au niveau de la troposphère, la couche la plus basse de l’atmosphère, des masses nuageuses peuvent aussi se former dans les couches supérieures. Au niveau de la stratosphère, entre 15 et 25 km d’altitude, se forment parfois des nuages nacrés, surtout au niveau des pôles durant l’hiver. Plus haut, vers 80 km d’altitude, dans la mésosphère, apparaissent occasionnellement des nuages noctulescents, qui semblent briller la nuit. En réalité, ils ne sont visibles que lorsque le soleil brille en dessous, donc à l’aube ou au crépuscule.

Nuage

Le terme de condensation désigne un phénomène physique de changement d’état de la matière et plus exactement, le passage de l’état de gaz à un état condensé, solide ou parfois liquide.Dans ce dernier cas, il est toutefois préférable de parler de condensation liquide ou même, d’employer le terme de liquéfaction. On peut d’ailleurs également parler de condensation solide ou de cristallisation pour évoquer un passage de l’état gazeux à l’état solide.Des exemples de condensationSi dans le langage courant le terme de condensation désigne généralement le changement d’état gaz-liquide, pour les physiciens il reste rattaché à un changement d’état gaz-solide.On peut l’observer, par exemple, lorsque la vapeur d’eau présente naturellement dans l’atmosphère se transforme en glace au contact d’une vitre très froide en hiver, formant du givre.Dans les températures normales de température et de pression, le diiode est à l’état solide. Mais, lorsque l’on chauffe des pastilles de diiode dans un tube à essai, des vapeurs violettes sont émises. Celles-ci sont d’ailleurs toxiques et irritantes et il faut prendre toutes les précautions nécessaires lors de l’expérience. La part de vapeurs qui touche le haut du tube, plus froid, se retransforme immédiatement en cristaux, sans passage par un état liquide. On dit qu’il y a condensation des vapeurs de diiode.

Condensation

13328_fougere-ou-flocon-de-neige--

Pour la Commission internationale de la neige et de la glace, fondue depuis dans l'Association internationale des sciences cryosph&eacute;riques, il existe sept formes principales de flocons de neige&nbsp;:<ul><li>la [popupdefinition id=2812]plaquette[/popupdefinition] qui fait penser &agrave; une fleur&thinsp;;</li><li>l'[popupdefinition id=3730]&eacute;toile[/popupdefinition] qui est la plus commune&thinsp;;</li><li>la colonne&thinsp;;</li><li>l'aiguille repr&eacute;sent&eacute;e en fait par deux aiguilles crois&eacute;es&thinsp;;</li><li>la [popupdefinition id=129]dendrite[/popupdefinition]&thinsp;;</li><li>le bouton de manchette&thinsp;;</li><li>et la forme irr&eacute;guli&egrave;re.</li></ul>Ici, un magnifique exemplaire d'un flocon &eacute;toil&eacute; de 4 &agrave; 5 millim&egrave;tres de diam&egrave;tre tomb&eacute; sur Moscou en d&eacute;cembre 2014.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC BY-NC 2.0

Sept types de flocons de neige

Une étoile est une boule massive et lumineuse de plasma liée par sa propre gravité dont le diamètre et la densité sont tels que la région centrale, le cœur, atteint la température nécessaire à l'amorç...

Étoile

Les plaquettes, aussi appelées thrombocytes, sont des éléments retrouvés dans la circulation sanguine. Elles sont surtout connues pour leur rôle dans la coagulation du sang, et s’activent en cas de lé...

Plaquette

Une dendrite est un prolongement filamenteux du neurone servant à recevoir et conduire l'influx nerveux.
Structure des dendrites
Les dendrites sont des prolongements du corps cellulaire des neurones. ...

13330_sept-types-de-flocons-de-neige

C'est &agrave; une fleur de [popupdefinition id=11400]tournesol[/popupdefinition] que le photographe russe Alexey Kjatov pense lorsqu'il regarde ce flocon de neige tr&egrave;s particulier. Des &laquo;&thinsp;[popupdefinition id=11194]p&eacute;tales[/popupdefinition]&thinsp;&raquo; courts et larges. Des lignes internes de &laquo;&thinsp;graines&thinsp;&raquo;. Le motif dessin&eacute; par ce flocon est d&eacute;cid&eacute;ment des plus inhabituels avec son centre spacieux, plat et quasiment vide de glace, son rebord ext&eacute;rieur et ses bras en relief. Sans parler de cet incroyable motif qui appara&icirc;t dans les coins de l'hexagone central. Une authentique merveille de la nature immortalis&eacute;e sur un fond de verre r&eacute;tro&eacute;clair&eacute; &agrave; la [popupdefinition id=326]lumi&egrave;re[/popupdefinition] LED.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC BY-NC 2.0

Un flocon de neige aux allures de tournesol

On désigne par le terme de « lumière visible » le spectre du rayonnement électromagnétique perceptible par l’œil humain.
La lumière blanche
Les longueurs d’ondes de la lumière visible s’échelonnent d’environ 380 nm (violet) à 780 nm (rouge). Le spectre visible est obtenu par décomposition de la lumière blanche par un prisme. Les caractéristiques et les propriétés de la lumière sont étudiées dans le cadre de l'optique.
Vitesse de la lumière
La lumière se propage dans le vide ainsi que dans la matière ; sa vitesse de propagation dépendant du milieu dans lequel elle se déplace. Dans le vide, la lumière se propage à la vitesse c de 3.108 m.s-1., c'est-à-dire 300.000.000 mètres par seconde, ou encore 300.000 kilomètres par seconde. La vitesse de la lumière dans le vide est l’une des constantes fondamentales de la physique.
Lumière, longueur d'onde et couleur
Autre caractéristique importante : sa longueur d’onde. Dans un milieu dispersif, celle-ci peut d’ailleurs influer sur la vitesse de propagation de la lumière. La longueur d’onde influe aussi sur la perception sensorielle de l’œil et donne ainsi à la lumière sa couleur.
Ondes électromagnétiques et photons : la dualité onde-corpuscule
D’un point de vue théorique, la lumière peut être représentée soit par des ondes électromagnétiques, soit par des photons. C’est ce que les physiciens appellent la dualité onde-corpuscule. Ainsi, certains phénomènes optiques (rayonnement du corps noir et loi de Planck, etc.) s’expliquent bien à l’aide de la théorie ondulatoire qui suppose que la lumière est une onde électromagnétique. Pour d’autres (effet photoélectrique, effet Compton, etc.), il faut supposer que la lumière est composée de corpuscules d’énergie nommés « photons ».
Physique : optique quantique et photons intriqués
La théorie quantique a formalisé cette surprenante dualité. Les photons possèdent à la fois les propriétés de particules – on peut les compter, par exemple – et celles d’ondes : ils peuvent interférer.
Les physiciens sont capables de manipuler des photons uniques ou des paires de photons dits intriqués. Ils étudient les phénomènes qui en découlent dans le cadre de l’optique quantique. Les applications potentielles sont prometteuses : cryptographie inviolable, calculs basés sur le qubit, etc.

Lumière

Les pétales correspondent à l’ensemble des pièces composant la corolle d’une fleur. Ils se situent au-dessus des sépales.
Les pétales sont généralement colorés pour attirer les organismes pollinisateurs. Les plantes dicotylédones en possèdent généralement 4 à 5. Les monocotylédones en ont quant à elles 3 ou un multiple de 3.

Pétale

Une diode électroluminescente, plus connue sous l'appellation Del ou Led (light-emitting diode), désigne un composant optoélectronique qui permet l'émission de lumière monochromatique.Inventée en 1927 par Oleg Vladímirovich LósevPrincipe de la LedMis au point par O. V. Lósev en 1927, 20 ans après la première émission de lumière par un semi-conducteur, ce dispositif émet de la lumière lorsqu'il est traversé par un courant électrique, un courant qui ne peut le parcourir que dans un seul sens. Le procédé repose sur l'émission d'un photon produit grâce à la recombinaison d'un électron et d'un trou dans un semi-conducteur. On peut distinguer différents types de diodes électroluminescentes en fonction de leur puissance (inférieure ou supérieure à 1 W), ou de leur spectre d'émission (diodes chromatiques, blanches ou à infrarouges). La première couleur obtenue a été le rouge en 1962 (par Nick Holonyak Jr et S. Bevacqua). Il faudra attendre les années 1990 pour voir apparaître d'autres couleurs.Avantages et inconvénients de la LedSa facilité de montage sur un circuit imprimé, sa faible consommation, sa résistance mécanique, sa petite taille, sa longue durée de vie et d'autres caractéristiques font de la diode électroluminescente un composant de plus en plus inévitable. Certaines critiques, comme le prix de cette technologie dans les écrans de téléviseurs ou la présence de matériaux toxiques dans sa fabrication, tentent cependant de freiner son développement. Les Led font partie des dispositifs d’éclairage les plus performants du point de vue énergétique, car elles convertissent très peu d’électricité en chaleur. Pour l’instant, les Del bleues demeurent les moins efficaces de la gamme et beaucoup de recherches sont en cours pour la production et l'amélioration des dispositifs de production de lumière blanche à partir de Del.Domaines d'utilisation des LedAujourd'hui, la diode électroluminescente est un composant de plus en plus utilisé dans différents domaines tels que l'éclairage, les écrans de téléviseurs, les écrans d'ordinateurs ou la décoration. Certains estiment que cette technologie représentera plus de 75 % de l'éclairage en 2020.

Plante herbacée annuelle de haute stature, le tournesol est originaire d’Amérique du Nord. Sa tige droite est couverte de feuilles vertes, ovales et alternées, tandis que ses fleurs varient du jaune pâle au rouge selon les variétés. C’est pourquoi le tournesol est souvent utilisé aussi, comme fleur d’ornement. 
Membre de la famille des astéracées, le tournesol a bien d’autres appellations souvent d’origines locales, telles que « grand-soleil », « soleil-des-jardins » ou « hélianthe ». Il est aujourd’hui cultivé partout dans le monde, notamment pour son huile mais aussi pour servir de fourrage aux animaux d’élevage. Cependant l’huile de tournesol, extraite après broiement par pression à froid, présente un double intérêt : alimentaire et… pharmaceutique. 
Le tournesol, contre les petits maux
En cuisine, l’huile de tournesol est largement appréciée pour son équilibre en acides gras. Elle ne contient en effet que 45 % d’acides gras insaturés, contre seulement 4 % environ d’acides gras saturés. Très consommée en France, cette huile de qualité est également une excellente source de vitamine E. En pharmacie, l’huile de tournesol est utilisée pour la préparation d’onguents destinés à lutter contre les douleurs rhumatismales. 
Le tournesol semblerait également efficace en poudre ou en infusion, contre les troubles inflammatoires des voies aériennes supérieures. Il serait également intéressant pour soulager certains troubles digestifs, comme les gaz intestinaux et les diarrhées. 
Source : 
Phytothérapie, la Santé par les plantes, Vidal Editeur Plantes médicinales, Gründ

Tournesol

13332_un-flocon-de-neige-aux-allures-de-tournesol

C'est &agrave; l'astronome [popupbiographie id=236]Johannes Kepler[/popupbiographie] -- plus connu pour avoir observ&eacute; les trajectoires elliptiques et non circulaires des plan&egrave;tes autour du [popupdefinition id=3727]Soleil[/popupdefinition] -- que l'on doit le premier trait&eacute; scientifique s'int&eacute;ressant aux flocons de neige. Il s'interroge notamment concernant leur sym&eacute;trie hexagonale bien visible ici.Quelques ann&eacute;es plus tard, un certain Wilson Bentley -- surnomm&eacute; depuis &laquo;&thinsp;Snowflake&thinsp;&raquo;, comprenez &laquo;&thinsp;Flocon de neige&thinsp;&raquo; -- passe &agrave; la post&eacute;rit&eacute; gr&acirc;ce &agrave; une impressionnante collection de photo de flocons de neige sur velours noir.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Les flocons de neige dans l’histoire scientifique

Chargé d’étudier l’origine et l’évolution de l’univers, ainsi que des objets et des phénomènes qui le constituent, l’astronome peut se spécialiser dans différentes branches de son métier : la mécanique céleste, l’astrométrie (qui consiste à mesurer la position des astres dans le ciel) ou encore l’astrophysique. Il étudie les corps célestes et les systèmes plus vastes en s’intéressant à leur mouvement, leur lumière, leur composition, leur histoire et leur évolution. Soleil, comètes, étoiles, matière interstellaire, galaxies, planètes, nébuleuses, supernovae… Le champ d’étude est aussi vaste que l’univers !Pour mener à bien ses observations, il peut se déplacer sur le terrain dans le cadre de missions mais passe la majorité de son temps dans son laboratoire à analyser et interpréter les données recueillies grâce aux sondes spatiales, aux satellites, aux télescopes ou autres instruments d'observation et de mesure à sa disposition. Les observatoires sont généralement situés loin des pollutions lumineuses que constituent les villes et se positionnent dans les déserts ou à haute altitude.Scientifique de terrain mais aussi chercheur, l’astronome publie ses recherches dans des revues spécialisées et partage ses connaissances avec l’ensemble de ses confrères au niveau international. Il participe également à des colloques et peut tenir des conférences.L'astronome peut être principalement observateur, s'occupant alors de l'acquisition et du traitement des données. S’il est astronome théoricien, il va chercher à établir des théories ou modèles mathématiques ou physiques afin d’interpréter les données observées. L’astronome peut également participer à l’amélioration ou la création d’instruments de mesure astronomiques.S’il est enseignant-chercheur, l’astronome donnera des cours en université.Aujourd’hui les métiers d’astronome et d’astrophysicien tendent à se confondre.Découvrez les meilleures offres de formation dès maintenant Les principales compétences et qualités à avoir L’astronome requiert des compétences et qualités propres aux chercheurs :maîtriser les instruments de mesures et d’observation ;être aussi à l’aise en observation sur site qu’en analyse en laboratoire ;savoir interpréter les résultats obtenus à l’aide de modèles issus des mathématiques, de la physique et de la chimie ;savoir émettre, confronter et vérifier des hypothèses et théories ;maîtriser l’anglais ;publier ses résultats de recherches et participer à des colloques internationaux ;aimer le travail en équipe ;assurer une veille scientifique et technologique ;être organisé, passionné et avoir le sens de l’observation.L’astronome peut exercer au sein d’un observatoire, que ce soit en France ou à l’étranger. Une des missions de l’astronome : l’observation de nuit, sur le terrain, ici à l’Observatoire du Pic du Midi. © Alain Sallez, picdumidi.org. Les conditions de travail d'un astronomeSur le terrain, l’astronome ne compte pas vraiment ses heures. Il peut travailler de jour comme de nuit, sur le terrain pour réaliser ses observations ou en laboratoire pour en éplucher les fruits. C'est dans les laboratoires de physique, d'astronomie ou d'astrophysique que s'effectue l'essentiel de son travail, ceux-ci étant souvent rattachés à des observatoires. Grâce aux puissants instruments de mesures, l’astronome a accès à de nombreuses données sans avoir forcément à se déplacer. Il peut néanmoins se rendre à l’étranger dans le cadre de missions d’observation ou alors, et c’est plus courant, pour assister à des colloques ou conférences. Il faut dans ce cas avoir une bonne condition physique car les observatoires sont généralement situés en altitude ou dans des lieux reculés tels que les déserts et donc soumis à des conditions difficiles. Sachez par ailleurs qu’il y a très peu de postes d’astronomes en France. La concurrence est donc féroce et les possibilités d’emplois sont rares. Comment devenir astronome ? Un bac + 8 voire + 11 est demandé pour exercer le métier d’astronome. Voici quelques diplômes possibles :Master Sciences et technologies, mention astronomie, astrophysique et sciences de l’espace, spécialité astronomie et astrophysique ;Master Sciences de l’univers et techniques spatiales ;Master Astrophysique, sciences de l’espace et planétologie ;Master Physique, option Astrophysique ;Grandes écoles ou écoles d’ingénieurs spécialisées en optique ou physique ;Doctorat puis postdoctorat.Le salaire d’un astronomeSelon son statut, un astronome débutant percevra une rémunération brute comprise entre 1700 et 2500 euros.En observatoire ou à l’université, un astronome maître de conférences gagne par exemple aux alentours des 2100 euros à ses débuts.Au CNRS, un ingénieur débutant gagne environ 1700 euros et finit sa carrière avec un salaire brut mensuel de 4000 euros. Les perspectives d’évolution d’un astronomeUn astronome maître de conférences peut évoluer vers un poste de professeur des universités. Quant au chargé de recherche, il peut à terme devenir directeur de recherche. Un astronome évolue surtout grâce à la publication d’articles scientifiques et à la participation à des colloques internationaux. C’est comme ça qu’il se fait connaître et repérer. Entreprises qui emploient des astronomesCNRS ;observatoires en France et à l’étranger ;universités.Accédez aux meilleures offres de formation

Astronome

Etoile centrale du système solaire. 
Le Soleil est l'étoile la plus proche de la Terre, dont elle est distante d'environ 150 millions de kilomètres. Le Soleil est situé à 8,5 kparsecs du centre de la Voie lactée. Dans la classification des étoiles, le soleil est une étoile de type G2.
La masse du Soleil représente la majeure partie de la masse du système solaire. Elle est utilisée comme unité de masse pour les étoiles. L'énergie solaire, d'une importance capitale pour la Terre et notamment pour la vie, est produite par les réactions nucléaires qui se déroulent au coeur du Soleil. Agé d'environ 5 milliards d'années, le Soleil continuera à briller, avec une luminosité augmentant lentement, pendant une durée équivalente, avant d'évoluer en géante rouge et finalement de mourir.
Le mouvement apparent du Soleil par rapport à la Terre donne lieu aux saisons, dues à l'inclinaison du plan de l'écliptique par rapport à celui de l'équateur terrestre. 
La rotation de 27 jours du Soleil autour de lui-même a été découverte par Galilée en 1611. 
On distingue dans le Soleil diverses couches parmi lesquelles le noyau ou coeur, la zone radiative, la zone de convection, la photosphère (qui émet la majeure partie de la lumière solaire), la chromosphère et sa partie extérieure, la couronne. La densité décroît avec l'altitude, du noyau vers l'atmosphère. La température régnant dans le noyau est de l'ordre de 15 millions de kelvins. Elle décroît dans les zones radiatives et convectives. Dans la photosphère, qui constitue la surface visible du Soleil, elle est de l'ordre de 5800 K en moyenne. Dans les plus basses couches de la chromosphère, la température décroît avec l'altitude jusqu'à environ 4500 K, avant de croître à nouveau, surtout dans la zone de transition, où cette croissance est très forte sur une épaisseur réduite. La température de la couronne atteint des températures de l'ordre de 106 K. Cette température extrêmement élevée n'est pas encore totalement expliquée. 
L'atmosphère solaire est un milieu complexe constitué de plasma soumis à un champ magnétique intense, siège d'éruptions solaires et qui émet le vent solaire. Les taches solaires, qui apparaissent sombres à cause de leur température plus basse sont, comme la couronne, des radiosources. L'activité solaire liée à ces phénomènes varie de manière cyclique.
Récemment, l'héliosismologie a permis de mieux appréhender la structure interne du Soleil. La couche convective interne n'est connue que par les ondes étudiées dans cette discipline et par l'étude des neutrinos solaires, produits au cours des réactions nucléaires se déroulant dans le coeur. Le déficit des neutrinos solaires observés par rapport à ceux attendus est l'une des interrogations de l'astrophysique solaire. 
L'observation du spectre solaire s'effectue grâce à des spectrohéliographes. Ce spectre comprend des raies, connues depuis Fraunhofer (1814), qui signalent la présence d'hydrogène et d'hélium principalement et d'une soixantaine d'autres éléments. Il comprend également des bandes qui trahissent la présence de molécules dans l'atmosphère solaire.

Soleil

Universellement connu pour les trois lois planétaires qui portent son nom, Kepler a aussi marqué l'optique. On peut donc le considérer comme fondateur de deux branches de la science.
Fils d'un bourgmestre ayant des prétentions à la noblesse, Johannes Kepler naît en 1571 à Weil der Stadt. Son père, ruiné à la suite d'une banqueroute, le retire de l'école et l'oblige à travailler dans un cabaret. Mais l'affaire ne prospère pas. Ainsi son père s'engage-t-il dans l'armée autrichienne, et disparaît laissant la famille dans la détresse. Johannes Kepler est donc élevé par le grand-père maternel qui l'oblige à travailler, le bat et le martyrise. La mère de Kepler, analphabète, dure et tracassière, préfère nettement ses autres enfants, car Johannes est malingre, souvent malade, myope et souffre de vision multiple. Johannes vit très mal cette situation et sa seule satisfaction vient à 13 ans lorsqu'il intègre l'une des écoles que le duc du Wurtemberg avait ouvert pour former le clergé après la Réforme. Il y devient l'élève de Michel Maestlin (1150-1631) qui aura une forte influence sur sa personnalité : non seulement ce maître l'intéresse aux thèses coperniciennes mais devient aussi un fidèle ami.

Après sa formation, Kepler souhaite devenir pasteur protestant. Mais ses doutes sur la prédestination le rendent suspect et on préfère donc lui proposer le poste de Mathematicus à l'école protestante de Graz en Styrie. Cette charge comprend à la fois l'enseignement de l'astrologie mais aussi la confection d'horoscopes. La première année Kepler fait deux prédictions réussies : la rigueur de l'hiver et l'invasion de l'Autriche par les Turcs. Il devient donc un astrologue renommé.
Pendant son séjour à Graz, Kepler écrit le Mysterium Cosmographicum, mélange de copernicanisme et de mysticisme, où il postule que les dimensions du système solaire sont parfaites. Peut-on en effet, se demande-t-il, imaginer que Dieu, qui est un être parfait, puisse bâtir un monde non parfait ? Il se pose également une deuxième question : pourquoi existerait-il seulement six planètes et cinq solides parfaits. Cette deuxième question se justifie car à son époque on ne connaissait pas ni Neptune, ni Uranus ni Pluton, et les cinq solides parfaits sont ceux de Platon, le tétraèdre, le cube, l'octaèdre, le dodécaèdre et l'icosaèdre. A partir de ces deux considérations mystiques, Kepler se persuade que le Soleil est centre du monde, que l'orbite de la planète la plus proche du centre, Mercure, est une sphère inscrite dans le premier solide parfait. Ce solide est à son tour inscrit dans une deuxième sphère, qui n'est autre que l'orbite de Vénus. Et ainsi de suite. On voit bien donc que six planètes ne créent que cinq intervalles. 
Une fois qu'il établit cette théorie, Kepler a besoin d'au moins une distance, par exemple celle de la Terre au Soleil ou de la Terre à Mars, pour calculer les autres dimensions du système solaire et obtenir ainsi le « secret du monde ». Voici le terrain mystique où il puisera la force pour produire le travail titanesque nécessaire à l'établissement de ses lois. Kepler est donc, comme le dit Alexandre Koyré, un Janus bifronts, une face tournée vers le mysticisme et une autre vers la science moderne dont il est l'un des fondateurs.
Cliquez sur l'image pour l'agrandir
Pour obtenir cette distance si indispensable, Kepler se mettra au service du plus grand observateur à l'oeil nu de son époque, et probablement aussi de tous les temps, Tycho Brahe (1546-1601). Ce dernier décède presque aussitôt laissant à Kepler ses mesures et son poste de Mathématicien Impérial auprès de l'empereur Rodolphe II. Comme Tycho, Kepler est chargé par ce souverain d'établir de nouvelles tables planétaires, qui verront le jour en 1627, donc bien après la mort de l'empereur, mais qui seront malgré tout dénommées « Tables Rudolphines ».
Il a fallu huit ans de calcul acharné à Kepler pour trouver les deux premières lois planétaires, publiées en 1609 dans l'Astronomie Nouvelle. Le plus redoutable des obstacles est psychologique. Kepler détaille dans ce livre sa résistance inconsciente à toute solution qui ne fût pas circulaire et uniforme pour les orbites planétaires. Il nous raconte même ce moment émouvant et pathétique où l'évidence s'impose à lui, où il découvre qu'elles sont non seulement elliptiques mais également non uniformes. Il s'exclame alors : « J'ai nettoyé les écuries d'Augias ! ». La troisième loi de Kepler sera publiée dans l'Harmonie du Monde en 1619, et on ignore comment il l'a trouvée.
En sa qualité de Mathématicien Impérial Kepler joue un rôle important dans la défense de Galilée en 1610, après que ce dernier ait découvert les satellites de Jupiter. Et pourtant Galilée n'avait cessé de mépriser Kepler en raison de son mysticisme, bien loin de la rationalité de Galilée. C'est en voulant expliquer la lunette de Galilée (dont l'objectif est une lentille convergente et l'oculaire divergente) que Kepler publie un fascicule, Compléments à Vitelion, où il explique la formation de l'image sur la rétine et défend l'idée d'une meilleure lunette (dont l'objectif est une lentille convergente et l'oculaire également convergente). Cet ouvrage est considéré par certains comme fondateur de l'optique.
La vie de Kepler est une succession de drames : toutes les tragédies d'une époque d'intolérance affectent son existence, notamment celle qui va de 1618 à 1648, connue comme la Guerre de Trente Ans, où un tiers de la population d'Europe Centrale a été tuée ou déplacée. Non seulement Kepler doit déployer d'immenses efforts pour sauver sa mère du bûcher, accusée de mauvais œil et de sorcellerie, mais il meurt en 1630 dans le dénuement matériel le plus extrême en raison de la mévente des Tables Rudolphines, et sans recevoir les derniers sacrements. Le pasteur luthérien les lui a refusées car il n'avait pas auparavant voulu condamner les calvinistes. 
Lectures complémentaires en français. 
Il y a de très nombreux ouvrages, signalons uniquement ces trois :
- KOESTLER Arthur, Les Somnambules, Calmann Levy, 1960 ;- SIMAAN Arkan et FONTAINE Joëlle, L'Image du Monde des Babyloniens à Newton, Adapt Editions, 1999 ;- SIMON Gérard, Kepler Astronome Astrologue, Gallimard, 1960.

Johannes Kepler

13334_les-flocons-de-neige-dans-l-histoire-scientifique

La forme d'un flocon de neige est essentiellement d&eacute;termin&eacute;e par la temp&eacute;rature et le taux d'humidit&eacute; que les cristaux rencontrent sur leur parcours. Un parcours al&eacute;atoire fix&eacute; au gr&eacute; des courants d'[popupdefinition id=4452]air[/popupdefinition]. Comme il est tr&egrave;s peu probable que deux flocons descendent vers le sol selon le m&ecirc;me chemin, il est en revanche fort probable qu'ils croissent tous diff&eacute;remment.Depuis que la [popupdefinition id=4725]Terre[/popupdefinition] est Terre, il serait ainsi tomb&eacute; 1034 flocons de neige et statistiquement, une forme donn&eacute;e ne pourrait s'&ecirc;tre reproduite que cinq fois durant toute l'histoire de notre plan&egrave;te.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Des flocons tous différents ?

Le terme « air » désigne le fluide gazeux parfait, incolore, inodore et invisible qui constitue l’atmosphère terrestre. On l'associe plus généralement à la troposphère, la couche de l’atmosphère de la Terre la plus proche de la surface du globe. En contact direct avec cette dernière, l’air est donc sensible à l’évaporation des océans, à la photosynthèse ou encore aux activités humaines.
Composition de l'air
L’air est un mélange de différents corps purs dans leur état gazeux. La composition de l'air sec est la suivante :
78 % de diazote ;21 % de dioxygène ;environ 1 % d’argon ;des traces de néon, de krypton, de xénon et d’hélium.
Ces proportions — même si la concentration de l’air diminue avec l’altitude — sont identiques quel que soit le lieu et jusqu’à une altitude de 100 kilomètres. Au-delà, il n’y a pas quasiment plus d’air.
L’air contient également de la vapeur d’eau dans des concentrations qui peuvent beaucoup varier, aussi bien dans le temps que dans l’espace. Ainsi, dans un air froid, le volume de vapeur d’eau dans l’air ne dépasse pas les 0,6 %. En revanche, dans un air chaud, il peut monter jusqu’à plus de 4 %.
Certaines activités humaines affectent la composition de l’atmosphère. En France, la qualité de l’air est désormais surveillée. En fonction des prévisions météo, des pics de pollution peuvent être prévus sur des zones assez précises. © SD-Pictures, Pixabay, DP
Pollution de l’air
La pollution atmosphérique est susceptible de modifier la composition de l’air et d’y ajouter ou d’y supprimer de l’ozone, du méthane ou encore du dioxyde de carbone, par exemple. Les proportions de ces gaz aussi peuvent varier avec l’altitude. Ainsi, l’ozone se concentre entre 20 et 40 kilomètres d’altitude, dans la couche d’ozone.
L’air véhicule aussi des aérosols, des particules solides ou liquides formées par des phénomènes naturels — comme les éruptions volcaniques ou la dispersion du pollen — ou par des activités industrielles. La concentration des aérosols est bien sûr variable.
Mouvements de l’air
L’air est aminé de mouvements incessants provoqués par des différences de température et de pression. En effet, la température de l’air, par exemple, décroît, dans la troposphère, de quelque 6 °C par kilomètre d’altitude. De quoi créer des mouvements de convection rapide. Les mouvements de l’air se ressentent notamment lorsque le vent souffle.

Parmi les huit planètes du Système solaire, la Terre est l’une des quatre planètes telluriques, solides, de composition (roches silicatées et fer) et de densité moyenne voisines (entre 3,9 pour Mars et 6,1 pour Mercure), la densité moyenne de notre planète étant de 5,52.
Structure du globe terrestre
La densité des roches superficielles, égale à 2,7, très différente de celle de la Terre dans son ensemble, a conduit à conjecturer une composition variant avec la profondeur. En combinant la nature surtout granitique des roches de surface, celle, surtout basaltique, des roches issues des magmas rejetés par les volcans et la composition en fer et nickel de la majorité des météorites, on en vint à l’hypothèse d’une composition en trois enveloppes emboîtées. On distingua ainsi le sial — de silice et aluminium — pour la surface, le sima — de silice et magnésium —, au-dessous, jusqu’au nife — de nickel et fer —, au centre de la Terre, en un arrangement qui rend compte de la densité globale de la planète. Au début du XXe siècle, Alfred Wegener usera de cette conception avant qu’elle n’évolue vers celle de croûte-manteau-noyau.
La sismologie allait donner une mesure de ces trois enveloppes. La discontinuité de Mohorovičić, ou Moho, vers 30 kilomètres de profondeur en moyenne, marquée par la réflexion et la réfraction des rais sismiques, constitue la frontière entre la croûte et le manteau terrestre. La discontinuité de Gutenberg, vers 2.900 km de profondeur, est la limite entre le manteau et le noyau. Toutes deux portent le nom de leur découvreur (le Croate Andrija Mohorovičić et l’Allemand Beno Gutenberg), depuis 1909 pour la première, et 1921 pour la seconde. Ultérieurement, la croûte fut divisée en une croûte supérieure et une croûte inférieure, séparées par une discontinuité de Conrad, souvent discutée, tandis qu’une graine était individualisée au centre du noyau, au-delà de 5.000 km de profondeur.
La croûte fit l’objet de précisions essentielles. D’une part, la croûte océanique est différente de la croûte continentale, comme le montra Gutenberg en 1921. La première est basaltique, la seconde granitique, du moins en moyenne. D’autre part, la croûte continentale s’épaissit sous les chaînes de montagnes en une racine qui peut atteindre 70 km d’épaisseur sous la cordillère des Andes du Pérou et de Bolivie.
Une étude plus fine des vitesses de transmission des ondes sismiques dans les parties superficielles — menée dans l’archipel des Tonga, dans le sud-ouest du Pacifique, par Jack Oliver et Bryan Isacks en 1967 — allait permettre de séparer les milieux solides des milieux visqueux, les premiers conduisant les ondes sismiques plus rapidement que les seconds. Ainsi furent distinguées la lithosphère, solide, comprenant sur 100 km d’épaisseur moyenne la croûte et le manteau supérieur, et l’asthénosphère, visqueuse, correspondant au reste du manteau. Ces distinctions, qui englobent celles de croûte et de manteau, mais avec des limites différentes, constituent les fondements de la tectonique des plaques.
Puis l’application des méthodes de sismique-réflexion à écoute longue, adaptées de la sismique pétrolière, apporta des précisions sur la structure de la croûte. On citera le programme américain Cocorp (Consortium for Continental Refraction Profiling), qui eut de nombreux équivalents, dont le programme français Écors (Étude des continents et des océans par réflexion sismique).
Enfin, les progrès accomplis dans l’étude de la propagation des ondes sismiques ont permis de distinguer dans le manteau des zones chaudes, à vitesse lente, et des zones froides, à vitesse plus rapide. Cette tomographie du manteau, en trois dimensions, a ainsi authentifié la conception des courants de convection, ascendants au niveau des rides (médio)océaniques, où remonte le matériel chaud du manteau inférieur, et descendants à la périphérie des océans, où s’enfonce la lithosphère froide. Tandis que des points chauds (hot spots), dispersés à la base du manteau, déterminent des ascendances permanentes qui sont à l’origine d’un volcanisme continu.
Vue complète de la partie éclairée de la Terre par le satellite DSCOVR. © Nasa
Composition chimique de la Terre
Le deutérium, le lithium et le béryllium terrestres ont probablement été formés dans la Galaxie par action des rayons cosmiques galactiques sur le milieu interstellaire, dans la période précédant la formation du Système solaire. De la même façon, les éléments radioactifs (par exemple l’uranium ou le thorium) ont été produits par une ou plusieurs explosions de supernovae dans la Galaxie, avant la formation du Soleil. Un certain nombre d’anomalies d’abondance s’expliquent simplement par évaporation de composés volatils au cours de la formation des planétésimaux.
L’atmosphère terrestre primitive, créée en milieu réducteur, devait essentiellement consister en méthane, ammoniac et vapeur d’eau. Sa composition actuelle résulte d’une part de la dissociation de ces molécules par le rayonnement solaire, suivie de l’évaporation de l’hydrogène et des réactions subséquentes d’oxydation, d’autre part de plusieurs milliards d’années de phénomènes biologiques (assimilation chlorophyllienne) conduisant à la production d’oxygène. Certains éléments, l’hélium notamment, proviennent simplement du broyage par érosion des roches radioactives.
Fiche signalétique
Masse (kg) : 5,976 x 1024Masse (Terre = 1) : 1Rayon équatorial (km) : 6.378,14Rayon équatorial (Terre = 1) : 1Masse volumique moyenne (g/cm3) : 5,515Satellites : 1Distance moyenne du Soleil (km) : 149.600.000Distance moyenne du Soleil (Terre = 1) : 1Période de rotation (jours) : 0,99727Période de rotation (heures) : 23,9345Période orbitale (jours) : 365,256Vitesse orbitale moyenne (km/s) : 29,79Excentricité de l’orbite : 0,0167Inclinaison de l’axe (°) : 23,45Inclinaison de l’orbite (°) : 0Vitesse d’échappement à l’équateur (km/s) : 11,18Gravité de surface à l’équateur (m/s2) : 9,78Albédo géométrique visuel : 0,37Température moyenne de surface : 15 °CPression atmosphérique (bar) : 1,013Composition en volume de l’atmosphère : azote 78 %, oxygène 21 %, autres 1 %

Terre

13348_des-flocons-tous-differents--

Le flocon immortalis&eacute; ici par le photographe russe Alexey Kjatov mesure quelque 3 millim&egrave;tres de diam&egrave;tre. Ce qui, dans le monde des flocons de neige, lui donne une taille moyenne. Car, en g&eacute;n&eacute;ral, les flocons de neige mesurent entre 2 et 5 millim&egrave;tres.Tous les flocons ne grandissent pas &agrave; la m&ecirc;me [popupdefinition id=324]vitesse[/popupdefinition]. Les flocons en forme d'[popupdefinition id=3730]&eacute;toile[/popupdefinition] peuvent ainsi atteindre 4 millim&egrave;tres en une heure seulement. Les flocons en [popupdefinition id=2812]plaquettes[/popupdefinition] sont plus lents &agrave; se former. Et l'histoire ne raconte pas combien de temps&nbsp;il a fallu au plus gros flocon de neige jamais observ&eacute; pour s'agglom&eacute;rer. Le Guinness World Records, en tout cas, a mesur&eacute; quelque 38 centim&egrave;tres de diam&egrave;tre&nbsp;!&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Des flocons de tailles variables

Une étoile est une boule massive et lumineuse de plasma liée par sa propre gravité dont le diamètre et la densité sont tels que la région centrale, le cœur, atteint la température nécessaire à l'amorçage de réactions de fusion nucléaire, c'est-à-dire de l’ordre de plusieurs millions de degrés. Ces réactions thermonucléaires libèrent de l’énergie lumineuse qui s’oppose à la contraction de l’étoile sous sa propre gravité. Pendant une grande partie de sa vie, avant que ses ressources d'énergie ne s'épuisent, une étoile est en équilibre hydrostatique sous l'action de ces deux forces et se trouve sur la séquence principale de ce qu’on appelle le diagramme de Hertzsprung-Russell.L’étoile la plus proche de la Terre est le Soleil, qui fait partie des naines jaunes. Le Soleil est une étoile assez ordinaire, dont la masse est de l'ordre de 1030 kg. Son diamètre est d’environ un million et demi de kilomètres, modeste par rapport à certaines étoiles, comme Antarès ou Bételgeuse, qui ont un diamètre des centaines de fois supérieur. Comme une étoile évolue dans le temps, en particulier lorsqu’elle quitte la séquence principale pour devenir une géante rouge, son diamètre n’est pas constant dans le temps. Il peut aussi varier régulièrement pour les étoiles variables périodiques, comme RR Lyrae et les Céphéides.Sur la gauche, on voit la structure interne du Soleil avec son cœur (core en anglais) où l'hydrogène brûle pour donner de l'hélium. L'essentiel du Soleil est dominé par la zone radiative (jaune), celle où le transfert de chaleur se fait par rayonnement. En surface, on voit la zone convective, où c'est la convection dans un fluide (comme dans l'eau d'une casserole qui bout) qui assure ce transfert. Sur la partie droite de ce schéma, on voit une géante rouge beaucoup plus grande que le Soleil (échelle en bas à droite), dominée par la convection. Elle brûle son hydrogène autour de son cœur en hélium. © ESOAu début de sa vie, une étoile est majoritairement composée d’hydrogène et d’hélium, mais les réactions de fusion font évoluer sa composition chimique, et en particulier sa métallicité. Il s’agit de la quantité Z des éléments plus lourds que l’hélium présents dans l’étoile, ou plus exactement celle déterminée à sa surface. Le Soleil possède une métallicité de 0,02, soit 2 % de la masse du Soleil. Ces « métaux » sont principalement du carbone, de l’oxygène, de l’azote et du fer.Lorsque le cœur de l'étoile atteint une température de l'ordre de 7 à 8 millions de degrés, la température est assez élevée pour que les noyaux d'hydrogène fusionnent pour donner essentiellement de l'hélium 4He, mais aussi du deutérium 2H, suivant une réaction de fusion dite du cycle proton-proton. Si la température dépasse 18 millions de degrés, une autre chaîne de réactions devient prédominante : le cycle CNO (carbone-azote-oxygène). Dans le Soleil, 2,5 % de l'énergie est générée par ce cycle découvert par Hans Bethe et Carl Friedrich von Weizsäcker.Les Pléiades sont un amas ouvert d'étoiles dans la constellation du Taureau. Ces étoiles partagent un mouvement commun à travers l'espace dans la Voie lactée. © CnesIl existe ce qu’on appelle des systèmes binaires et même multiples, formés de deux ou plusieurs étoiles gravitationnellement liées et qui se déplacent généralement l’une autour de l'autre sur des orbites stables. Quand deux de ces étoiles ont une orbite relativement proche, leur interaction gravitationnelle peut avoir un impact significatif sur leur évolution. Les étoiles peuvent faire partie d'une structure gravitationnellement liée beaucoup plus large, comme les amas ouverts, les amas globulaires et bien sûr les galaxies. Notre Voie lactée contiendrait environ 200 à 300 milliards d’étoiles selon les estimations des astronomes.La plupart des étoiles ont un âge compris entre un et dix milliards d'années. L’une des plus anciennes étoiles découvertes est l’étoile de Caffau, dont l’âge serait supérieur à 13 milliards d’années. Plus une étoile est massive, plus elles brûlent rapidement son carburant nucléaire. Les étoiles les plus massives vivent quelques millions d'années, tandis que des étoiles comme les naines rouges brûlent leur carburant très lentement et durent des dizaines, voire des centaines de milliards d'années.L'une des étoiles les plus massives connues est Eta Carinae, dont la masse est estimée entre 100 et 150 fois celle du Soleil. Une étude de l'amas ouvert des Arches suggère que la valeur de 150 masses solaires constitue la limite supérieure pour les étoiles dans l'ère actuelle de l'univers. La raison de cette limite proviendrait en partie de la limite d’Eddington, qui définit la luminosité maximale au-delà de laquelle une étoile est soufflée dans l’espace à cause de son propre rayonnement. Toutefois, les premières étoiles qui se sont formées après le Big Bang étaient probablement plus massives, jusqu'à 300 masses solaires ou plus, en raison de l'absence totale d’éléments plus lourds que le lithium dans leur composition.La naissance des étoilesGrâce à une multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine, Jean-Pierre Luminet et Hubert Reeves répondent à vos questions sur le site du projet Du Big Bang au vivant. © Dubigbangauvivant, ECP Productions, YouTubeLes grandes lignes de la formation des étoiles sont connues, mais lorsqu’on cherche à entrer dans les détails, les mystères s’accumulent. On sait que pour que s’amorce la formation d’une étoile, il faut qu'apparaissent des fluctuations de densité de matière qui possèdent certaines caractéristiques. Ainsi, un nuage de poussières et de molécules doit avoir, pour s’effondrer, une masse supérieure à ce que l’on appelle la masse de Jeans. Celle-ci dépend de la densité et de la température du nuage. S'il est trop chaud ou trop peu dense, la contraction gravitationnelle aboutissant à une étoile n’est pas possible. Bien souvent, lorsqu’un nuage se condense, il se fragmente en zones plus denses et plus chaudes, et c’est ainsi que des centaines d’étoiles peuvent se former presque simultanément à partir d’un seul nuage moléculaire.Ces nuages sont très froids, avec des températures de l’ordre de 10 K. Ils peuvent contenir jusqu’à un million de masses solaires et atteindre une taille de l’ordre de 150 années-lumière environ. Ils rayonnent peu, et surtout sont opaques à la lumière visible… mais pas à la lumière infrarouge.La vie et la mort des étoilesExtrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet parle de l'évolution des étoiles de type solaire et de leur transformation en géantes rouges puis en naines blanches. © Jean-Pierre Luminet, ECP Production, YouTubeLes étoiles dont la masse est environ huit à dix fois inférieure à celle du Soleil finiront leur vie sous forme de naine blanche, et finalement de naine noire lorsqu’elles n’émettront plus de lumière (l’univers est encore trop jeune pour cela). Une naine blanche est un astre incroyablement dense ne dépassant pas 1,44 fois la masse du Soleil. Elle est le résidu d'une étoile modeste qui a épuisé son carburant nucléaire et éjecté ses couches supérieures sous forme de nébuleuse planétaire. Une naine blanche de la masse du Soleil possède un rayon de 7.000 km, et un centimètre cube de sa matière (dite dégénérée et dominée par des effets quantiques et relativistes) pèse alors une tonne !Se refroidissant très lentement, cet astre est plutôt inerte, mais lorsqu’il fait partie d’un système binaire, vient un moment où il arrache du gaz à l’étoile voisine. Un disque d’accrétion se forme alors. Du gaz tombe sur la naine blanche et fait augmenter sa masse jusqu'à ce qu'elle atteigne la limite de Chandrasekhar. Une explosion se produit alors, soufflant la naine blanche. C'est l'origine d'au moins une partie des supernovae que l'on appelle des SN Ia. Ces supernovae sont utilisées pour étudier l'expansion accélérée de l'univers et l'énergie noire.Extrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet évoque l'évolution des étoiles massives qui finiront leur vie en explosant sous forme de supernova et donneront des cadavres stellaires, comme les étoiles à neutrons ou même un trou noir. © Jean-Pierre Luminet, ECP Productions, YouTubeLes étoiles plus massives, dépassant les dix masses solaires, exploseront en donnant des supernovae SN II, laissant comme cadavres stellaires des étoiles à neutrons et parfois des trous noirs. Avant cela, elles auront le temps de synthétiser des éléments plus lourds que le carbone en allant jusqu’au fer avec des réactions thermonucléaires de plus en plus complexes. Il faut pour cela qu’une de ces étoiles dépasse en son cœur la température de trois milliards de kelvins à un moment de sa vie. La « combustion » du carbone en néon, sodium et magnésium, puis celle du néon en oxygène et enfin celle de l'oxygène en silicium, sont alors possibles. Les « cendres » de chacune de ces réactions s'accumulent au centre de l'étoile pour servir de carburant à la combustion suivante, de sorte que l'étoile finit par avoir une structure en pelure d'oignon avec un cœur de fer et une enveloppe d'hydrogène.

Les plaquettes, aussi appelées thrombocytes, sont des éléments retrouvés dans la circulation sanguine. Elles sont surtout connues pour leur rôle dans la coagulation du sang, et s’activent en cas de lésion vasculaire afin de stopper une hémorragie. Il ne s’agit pas de cellules à proprement parler, mais de fragments énucléés issus du fractionnement de grosses cellules appelées mégacaryocytes.
Principal rôle des plaquettes
La principale fonction des plaquettes est de déclencher la coagulation du sang lors d’une lésion vasculaire. La blessure active les thrombocytes qui libèrent alors des facteurs de coagulation. S’ensuit une cascade de réactions aboutissant à la formation d’une protéine, la fibrine, qui permet la formation d’un caillot sur les lieux de la lésion, bloquant alors la sortie du sang. Ce caillot est éliminé une fois la cicatrisation opérée. 
Maladies liées aux plaquettes sanguines
Chez une personne saine, on dénombre habituellement entre 150 et 400 milliards de plaquettes par litre de sang. Lorsque la numération est plus basse, on parle de thrombocytopénie, souvent associée à des risques hémorragiques plus importants. À l’inverse, des taux trop élevés entraînent une thrombocytose, qui augmente les risques de thrombose, c’est-à-dire la formation d’un caillot dans la circulation sanguine qui altère, voire stoppe, le trafic dans certains vaisseaux.

La vitesse est le rapport d'une longueur par un temps. Son unité du système international est le mètre par seconde (m.s-1).
La vitesse ayant une direction et une intensité est représentée par un vecteur, le vecteur vitesse. La vitesse relative est la vitesse d'un corps par rapport à un autre ou par rapport à un repère.

Vitesse

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Lorsque la neige tombe, certains sont agac&eacute;s. Ils pensent aux difficult&eacute;s qu&rsquo;ils vont avoir &agrave; se d&eacute;placer ou &agrave; la neige qu&rsquo;il faudra bient&ocirc;t d&eacute;blayer sur le trottoir. D&rsquo;autres sont &eacute;merveill&eacute;s. Mais, m&ecirc;me ceux-l&agrave; n&rsquo;imaginent probablement pas quelles incroyablement belles cr&eacute;ations de la nature se cachent au milieu de ces flocons &agrave; l&rsquo;apparence duveteuse.Et le flocon que le photographe russe Alexey Kjatov a immortalis&eacute; ici en est un incroyable exemple. Une photo qui lui a demand&eacute; un important travail de mise en forme pour un flocon &agrave; 12 branches d&rsquo;environ 5 millim&egrave;tres de diam&egrave;tre.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

D’incroyables créations de la nature

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Le photographe russe Alexey Kjatov aime admirer la nature &agrave; l'&oelig;uvre dans les diff&eacute;rentes formes de flocons de neige. Mais il est des [popupmetier id=42]physiciens[/popupmetier] comme Ken Libbrecht (Caltech, &Eacute;tats-Unis) qui r&eacute;ussissent &agrave; cr&eacute;er des flocons de neige dans leur laboratoire afin d'&eacute;tudier comment de subtils changements de temp&eacute;rature, de [popupdefinition id=17466]pression[/popupdefinition] ou d'humidit&eacute; peuvent influer sur leur formation. Le seul artifice qu'ils utilisent ensuite pour en r&eacute;v&eacute;ler les d&eacute;tails structurels&nbsp;: des [popupdefinition id=326]lumi&egrave;res[/popupdefinition] color&eacute;es qui &eacute;clairent les flocons sous diff&eacute;rents angles, la glace agissant comme alors comme une [popupdefinition id=7665]lentille[/popupdefinition] complexe.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

La physique des flocons de neige

Le mot lentille peut désigner la lentille correctrice (lentille de contact) ou la légumineuse (détaillée ci-dessous).Saison de la lentilleLa lentille se récolte au mois d'août, mais se conserve sèche tout au long de l'année. Elle peut donc se consommer en toute saison. Ce légume se conserve particulièrement bien lorsqu’il est à l’abri de l’humidité et de la lumière, dans un récipient. C’est une plante qui se cultive facilement dans le jardin. Qualités nutritionnelles de la lentilleLégumineuse légère (89 kilocalories pour 100 grammes), riche en glucides complexes et championne des apports en minéraux divers (et en fer), elle rassasie en fournissant une belle quantité de protéines végétales. De plus, elle est pauvre en lipides et riche en fibres. La lentille fait partie des légumineuses ayant une petite taille. Les lentilles sont très appréciés par les végétariens en association avec des céréales. Variétés de lentillesDe la famille des Papilionacées, les lentilles se déclinent en quatre grandes variétés : 
la lentille verte, la plus répandue ;
la lentille blonde, un peu plus grosse mais moins goûteuse ;
la lentille rouge ou lentillon ;
la lentille corail au goût subtil.
Choisir les lentillesVerte, blonde, rouge ou corail, préférez-les bien lisses, intactes et d'une couleur attrayante et brillante. Privilégiez les graines de taille uniforme, ce qui en facilitera la cuisson. On peut aussi consommer les lentilles germées.Les lentilles en FranceEn France, la production des lentilles se développe régulièrement, ces graines sont cultivées principalement dans le Centre, la Champagne-Ardenne et les Pays de la Loire. Cependant, la quantité de lentilles produite n’est pas suffisante pour les besoins de consommation, la France importe une grande quantité, principalement les lentilles blondes et celles qui sont destinées à être mise en conserve. Cuisiner les lentillesLa durée de cuisson des lentilles varie en fonction de la variété choisie, ces graines accompagnent les volailles et les viandes blanches. Pour les lentilles vertes et blondes, démarrez la cuisson à l’eau froide et ajoutez le sel ou le bouillon seulement 10 minutes avant la fin de la cuisson pour que le temps de cuisson soit plus court (environ 30 à 40 minutes). Si vous voulez donner du goût à vos recettes, ajoutez à l’eau de cuisson un oignon, des plantes aromatiques comme le thym ou le laurier et des carottes.Préparer des lentilles corail est différent, commencez par les rincer à l’eau pour éliminer la poussière. Ensuite, versez les lentilles corail dans l’eau froide pour la cuisson et laissez cuire pendant environ 10 minutes à feu doux avec un couvercle. Ajoutez le sel uniquement à la fin de la cuisson. Les lentilles corail sont parfaites pour vos recettes de soupes puisqu’elles se transforment facilement en purée. Il existe une multitude de recettes à base de lentilles, vous pouvez les consommer en soupe, en salade ou pour agrémenter vos plats. 

Lentille

Pour le physicien, le terme pression renvoie à une force — qui se mesure en newton (N) — exercée sur une surface donnée — mesurée en mètres carrés (m2). Dans le système international et depuis 1971, l’unité de mesure de la pression est le pascal (Pa). Ainsi une pression de 1 Pa correspond à une force de 1 N qui s’exerce sur une surface de 1 min 2 s. Le pascal est donc une unité de mesure caractéristique d’une faible pression.
De fait, d’autres unités de mesure de la pression plus appropriées peuvent être employées. Le bar (bar) notamment qui correspond à 105 Pa. Ou encore l’atmosphère (atm) qui équivaut à 101.325 Pa. Voire même le millimètre de mercure (mmHg) qui vaut 133 Pa.
La pression se mesure à l’aide d’un manomètre. Le plus ancien reposait sur la variation de hauteur d’une colonne de liquide sous la pression. Il a été inventé en 1643 par Evangelista Torricelli. Aujourd’hui, on parle plus de capteurs de pression ou de sondes de pression qui exploitent par exemple des variations de résistance ou de capacité électrique.
Une mesure de pression peut aussi bien être absolue que relative. Il existe alors une valeur de référence qui est généralement la pression normale correspondant par convention à 1 atm.
Au cœur du Soleil, la pression est de l'ordre de 1016 Pa ! © Pexels, Pixabay, CC0 Creative Commons
Le résultat des mouvements moléculaires
D’un point de vue microscopique, la pression est en fait le résultat de l’agitation incessante des atomes et des molécules et de leurs collisions, entre elles ou sur des obstacles. Le résultat d’un transfert de quantité de mouvement dans un gaz ou un liquide et ses effets sur des parois, réelles ou virtuelles. La pression s’exerce naturellement dans toutes les directions. Dans un gaz, elle augmente lorsque la vitesse à laquelle se déplacent les particules augmente. Lorsque la température du gaz augmente donc. Idem lorsque la masse volumique augmente puisqu’alors les collisions sont plus nombreuses.
Parmi les pressions les plus connues, remarquons celle que l’on appelle la pression atmosphérique. C’est la pression exercée par l’air contenu dans notre atmosphère. Sa valeur moyenne au niveau de la mer est de 101.325 Pa soit 1 atm et environ 1 bar. Notons qu’une pression atmosphérique élevée est synonyme de temps calme. En revanche lorsque la pression atmosphérique baisse, le temps tourne généralement à la pluie.

Pression

Présent dans de nombreux domaines et secteurs d’activité, le physicien est un scientifique spécialisé dans la matière et l’énergie. Il travaille généralement comme théoricien, dont le but est de comprendre, au travers d’expériences, le comportement de la nature. Il retranscrit ensuite ses observations via des modèles mathématiques ou des théories. Le physicien peut effectuer de la recherche fondamentale ou bien de la recherche expérimentale.En recherche fondamentale, le physicien doit rédiger des hypothèses sur les lois fondamentales, procéder à des tests et analyses pour son projet de recherche, interpréter les résultats de ses expérimentations afin de permettre une meilleure compréhension du monde. En recherche expérimentale, il a plus un rôle d’observation, de mesure, de conception et de réalisation d’expériences. De là, il met en œuvre des applications concrètes, pratiques et innovantes de ses découvertes dans plusieurs domaines (optique, mécanique, électronique, spatial, médical…) pouvant déboucher sur des prototypes en vue de commercialisation.Les principales compétences et qualités à avoirPouvant travailler dans de multiples secteurs et sur diverses spécialités, le physicien doit être multi-tâches :être passionné, curieux, persévérant et avoir une forte capacité d’analyse ;assurer la maintenance des machines et du matériel ;maîtriser les modèles mathématiques ;capacité de rédaction et de vulgarisation afin de partager ses résultats ;maîtriser l’anglais oral et écrit ;participer à des conférences scientifiques ;aimer le travail en équipe ;faire une veille scientifique.Le physicien peut étudier l’infiniment petit comme l’infiniment grand et peut travailler aussi bien en recherche fondamentale qu’en recherche expérimentale. © auremar, FotoliaLes conditions de travailLe physicien peut exercer aussi bien dans le public que dans le privé. Il peut travailler dans la recherche, l’industrie, l’informatique, l’enseignement, la médecine... Selon le poste et le lieu de travail, les horaires peuvent être plus ou moins étendus.Comment devenir physicien ?Un bac + 8 voire + 11 est souvent demandé pour être physicien :master Physique ;écoles spécialisées (ESPI Paris, Grenoble INP-PHELMA, Télécom Physique Strasbourg) ;grandes écoles d’ingénieurs de type Mines ou Polytechnique ;doctorat en physique puis post-doctorat.Le salaire d’un physicienUn physicien débutant gagne entre 2200 et 3500 euros bruts par mois, selon s’il travaille dans le secteur public ou dans le privé. Après plusieurs années d’expérience, son salaire peut facilement atteindre les 5000 euros bruts par mois dans le privé.Les perspectives d’évolution d’un physicienUn physicien peut évoluer, selon son poste de départ, vers des fonctions de directeur de recherche, d’enseignant-chercheur, évoluer en interne selon la grille indiciaire pour les fonctionnaires, se spécialiser sur une activité, ou encore intégrer une industrie de pointe.Entreprises qui emploient des physiciensCNRS ;CEA ;CERN ;Centres hospitaliers ;Industrie aéronautique. 

Physicien

13350_la-physique-des-flocons-de-neige

Six bras principaux. Trois grandes branches chacun. La [popupdefinition id=129]dendrite[/popupdefinition] stellaire est probablement la forme de flocon de neige la plus courante. Sa structure est m&ecirc;me g&eacute;n&eacute;ralement visible &agrave; l'[popupdefinition id=14131]&oelig;il[/popupdefinition] nu. Elle appara&icirc;t dans des conditions de temp&eacute;ratures inf&eacute;rieures &agrave; -12&nbsp;&deg;C et lorsque l'humidit&eacute; est relativement importante.Mais celle qui a &eacute;t&eacute; photographi&eacute;e ici par le russe Alexey Kjatov pr&eacute;sente tout de m&ecirc;me deux belles particularit&eacute;s qui la rendent unique&nbsp;: un hexagone central allong&eacute;, un relief marqu&eacute; et un brillant qui sort de l'ordinaire.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Une dendrite stellaire pas si banale que ça

L'œil, également appelé globe oculaire, correspond à l’organe de la vue, captant le signal lumineux avant que l’information ne soit réinterprétée par le cerveau et transformée en formes et en couleurs. Il se compose de différentes régions lui permettant d’assurer sa fonction, de la cornée jusqu’à la rétine. Il est inséré dans une orbite, et on en retrouve une ou plusieurs paires chez bon nombre d’espèces animales, aussi bien chez les arthropodes, les mollusques ou les vertébrés.
Anatomie de l’œil humain
L’œil humain correspond grossièrement à une petite boule de 2,5 cm de diamètre, pesant sept à huit grammes. Comme chez beaucoup de mammifères, le globe oculaire se compose de différentes couches. La plus externe correspond à la sclère, membrane résistante qui donne sa couleur blanche à l’œil en le recouvrant à 80 %, sur laquelle s’insèrent les muscles oculomoteurs. Au centre se trouve la cornée, qui permet de capter les premiers rayons de lumière et de commencer la réfraction.
Sous la sclère, on trouve la choroïde, couche fine irriguée de vaisseaux sanguins et assurant la nutrition de la rétine et de l’iris.
La rétine, située dans le fond du globe oculaire, au contact de la choroïde, correspond à la région directement sensible à la lumière, polarisée principalement par la cornée et le cristallin. Elle est composée de cellules en cônes et en bâtonnets, sensibles aux détails de l’environnement et à la luminosité. C’est à ce niveau que le signal lumineux va être traduit en message nerveux, et être envoyé au cerveau par le nerf optique.
Au centre de l’œil, derrière la cornée, on trouve l’iris, région qui confère sa couleur particulière au globe oculaire. En son centre, on trouve la pupille, région sombre qui, sous l’action de muscles, se contracte ou se dilate pour laisser passer plus ou moins de lumière, à l’instar d’un diaphragme sur un appareil photo.
L’essentiel du volume de l’œil (90 %) est dû à l’humeur vitrée, liquide gélatineux situé en arrière du cristallin, qui donne au globe oculaire sa consistance. Il contribue également à la réfraction de la lumière.
Les yeux composés
Si l’Homme, les autres vertébrés et d’autres groupes possèdent deux yeux simples, ce n’est pas le cas chez tous les animaux. Ainsi, de nombreux arthropodes, comme les mouches, les libellules ou les crabes possèdent des yeux composés, c’est-à-dire un ensemble de photorécepteurs appelés ommatidies. Certains de ces animaux peuvent posséder jusqu’à cinq yeux composés.

Œil

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Les macrophotographies du russe Alexey Kjatov r&eacute;v&egrave;lent g&eacute;n&eacute;ralement les structures des flocons de neige avec une grande nettet&eacute;. Comme de fines dentelles glac&eacute;es qui auraient &eacute;t&eacute; adroitement d&eacute;coup&eacute;es par la nature.Ici, ce n'est pas la qualit&eacute; de la photo qui doit &ecirc;tre remise en question. C'est simplement que le photographe a choisi de mettre en [popupdefinition id=326]lumi&egrave;re[/popupdefinition] ce flocon de neige dont la forme de [popupdefinition id=129]dendrite[/popupdefinition] n'est pas des mieux dessin&eacute;es. Le r&eacute;sultat reste saisissant gr&acirc;ce &agrave; la brillance et au relief donn&eacute;s &agrave; la surface de ce flocon et de ses d&eacute;licates &laquo;&thinsp;feuilles de [popupdefinition id=5910]foug&egrave;res[/popupdefinition]&thinsp;&raquo; glac&eacute;es.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Les flocons de neige peuvent aussi être grossiers

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Six plumes glac&eacute;es entrem&ecirc;l&eacute;es dans une &eacute;tonnamment fine [popupdefinition id=2812]plaquette[/popupdefinition] stellaire. Voil&agrave; un flocon de neige comme on n'en croise pas tous les jours. Et pour en magnifier les d&eacute;tails, le photographe russe Alexey Kjatov a, comme &agrave; son habitude, proc&eacute;d&eacute; &agrave; une s&eacute;rie de photos &agrave; l'identique. Il en fait au moins 8 et parfois, plus de 16 selon la complexit&eacute; de la structure du flocon. Puis, il a simplement calcul&eacute; la moyenne de chacun des [popupdefinition id=591]pixels[/popupdefinition]. Une m&eacute;thode efficace pour supprimer le bruit. Celui-ci en effet est constitu&eacute; de fluctuations al&eacute;atoires qui n&eacute;cessairement diminuent par intervention des moyennes.&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Des flocons plus fins grâce à un calcul de moyennes

Le pixel est une unité de mesure. Appelé px, il signifie picture element. Il permet de mesurer la qualité d’une image numérique matricielle sur ordinateur ou télévision par exemple. Le pixel a généralement une forme rectangulaire ou carrée. Il contient des informations concernant les nuances de couleurs, leur nombre, mais aussi la transparence ou la texture. Plus une image contient de pixels et de couleurs, plus sa résolution sera haute et sa qualité élevée.Lorsqu’on agrandit une image, on voit alors apparaître tous les pixels dont elle est composée. Le pixel occupe une place lors de son affichage, ainsi les pixels des écrans noir et blanc occupent une place d’un octet seulement. À l’inverse, aujourd’hui, les plus hautes définitions peuvent posséder des pixels allant jusqu’à 32 bits. Les écrans 16,8 millions de couleurs comportent des pixels de 24 bits, mais parfois, ils prennent davantage de place pour coder et afficher la transparence notamment. Plus le pixel comportera d’espace mémoire, plus l’image possédera de couleurs et sera nette.À quoi sert le Pixel ?Le pixel définit la résolution ainsi que la définition d’une image. Il permet l’affichage correct d’une image numérique sur écran. Sous forme codée avec une succession de 0 et de 1, il va apporter les informations nécessaires pour afficher l’image dans une certaine dimension. De plus, il va aussi apporter des informations sur sa qualité ainsi que sur les nuances de couleurs et de textures à afficher.La résolution d’une image correspond au nombre de pixels que l’image contient en termes de longueur. Elle peut s’écrire dpi, ppp ou encore en points par centimètres. La définition, quant à elle, représente le nombre de pixels présents dans l’image en hauteur et en largeur. On retrouve l’utilisation des pixels sur les écrans d’ordinateurs ou de télévisions, sur les tablettes, mais aussi dans les appareils mobiles ou encore dans les appareils photos numériques. Son utilisation est donc très importante pour le milieu high-tech et les nouvelles technologies. Comment pixeliser une image ?Il existe plusieurs raisons pour lesquelles on peut souhaiter pixeliser une image. Vous pourriez notamment vouloir préserver l’anonymat d’une personne en pixelisant sa photo ou encore, vouloir créer un effet artistique par cette technique. Pour ce faire, différents moyens s’offrent à vous. Vous pouvez utiliser un outil en ligne comme « I love Img » ou « Pixlr », il vous faudra alors télécharger l’image que vous voulez pixeliser.Vous pouvez également faire appel à un logiciel de traitement d’image comme Gimp ou Photoshop. Si vous utilisez ce dernier, vous pourrez donner du style à vos photos, en décidant de pixeliser une partie de votre photo par exemple. Pour ce faire, vous devrez ouvrir la photo dans le logiciel Photoshop et déverrouiller le calque d'arrière-plan. Vous pourrez utiliser différentes techniques pour arriver à créer un effet esthétique qui vous plaise.Des photos à 200 mégapixels, c’est possible chez HasselbladPour pixeliser votre sujet, vous pouvez cliquer sur Sélectionner un sujet et le logiciel va alors pixeliser avec une grande précision l'endroit souhaité. Si vous souhaitez y apporter des précisions, vous pouvez appliquer un masque. Si vous n'avez pas installé Photoshop, vous pouvez quand même pixeliser votre image grâce à Microsoft Paint. Pour cela, rendez-vous dans Microsoft Paint, puis ouvrez l’image à redéfinir. Ensuite, vous pouvez sélectionner tout ou partie de l’image. Dans l’onglet Images, cliquez sur Redimensionner, selon votre version de Microsoft, vous pouvez avoir Resize/Skew au lieu de Redimensionner, mais cela correspond à la même action.Le bouton de redimensionner correspond à un carré en pointillé. Une fois dans la boîte de dialogue, vous pouvez décider de redimensionner en pourcentage ou en pixels, c’est à vous de voir ce qui est le mieux. Choisissez les valeurs horizontales et verticales, puis cliquez sur Ok. Vous pouvez également cocher la case conserver les proportions pour garder un effet réaliste. 

Pixel

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&Agrave; en croire le Guinness Book, Nancy Knight, une chercheuse am&eacute;ricaine du centre national de recherche sur l'[popupdefinition id=850]atmosph&egrave;re[/popupdefinition] est tomb&eacute;e par hasard, en 1988, sur deux flocons de neige parfaitement identiques, en forme de colonne creuse. C'&eacute;tait alors qu'elle &eacute;tudiait les cristaux form&eacute;s au c&oelig;ur d'une [popupdefinition id=14551]temp&ecirc;te[/popupdefinition] qui s'abattait sur le Wisconsin (&Eacute;tats-Unis).M&ecirc;me si le [popupdefinition id=11130]microscope[/popupdefinition] n'a pas pu r&eacute;v&eacute;ler de diff&eacute;rence entre ces flocons, Kenneth Libbrecht, un [popupmetier id=42]physicien[/popupmetier] am&eacute;ricain, met en garde. &laquo;&thinsp;M&ecirc;me si deux flocons sont identiques en apparence, si l'on y regarde au niveau atomique, il est certain que l'on pourra les diff&eacute;rencier. Ne serait-ce que par la configuration et par la diversit&eacute; des [popupdefinition id=783]mol&eacute;cules[/popupdefinition] d'eau qui les forment.&thinsp;&raquo;&copy; Olga &amp; Alexey, Flickr, CC by-nc&nbsp;2.0

Et si l’on avait finalement trouvé deux flocons de neige identiques ?

Une molécule est un ensemble d’atomes (au moins deux) identiques ou non, unis les uns aux autres par le biais de liaisons chimiques. Ces dernières sont les résultats de la mise en commun d’un certain nombre d’électrons gravitant sur la couche externe des atomes.
La liaison dite covalente simple est la plus simple des liaisons que l’on puisse rencontrer entre deux atomes lorsque ceux-ci mettent en commun un unique électron de leur couche externe chacun. Les deux électrons en question forment ainsi un doublet liant.
La structure d'une molécule est déterminée par le nombre de doublets d'électrons, liants ou non. Une molécule qui compte quatre liaisons covalentes simples, comme le méthane (CH4), présente une forme tétraédrique. En revanche, une molécule qui présente quatre liaisons covalentes dont une triple, comme l'acétylène (C2H2), sera de forme linéaire. L'objectif étant de minimiser les forces de répulsions entre doublets.
Composition chimique et représentation des molécules
La formule chimique d’une molécule renseigne sur sa composition chimique. La molécule d’eau, de formule H2O, par exemple, est constituée de deux atomes d’hydrogène, H, et d’un atome d’oxygène, O.
D’autres représentations peuvent renseigner sur la structure de la molécule comme par exemple les représentations suivantes : 
La formule développée fait apparaître les doublets d'électrons liants. Pour la molécule d’eau, on obtient : H – O – H ;La formule de Lewis figure les liaisons entre les atomes ainsi que les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons. C'est en quelque sorte, une formule développée plus complète ;La représentation de Cram met en évidence la structure de la molécule dans l'espace mais elle ne distingue pas les liaisons chimiques simples des liaisons doubles.
Une formule unique mais des molécules différentes
Ces différentes représentations peuvent être très utiles pour distinguer des molécules que l'on nomme isomères. Celles-ci possèdent une même formule brute mais des formules développées ou des représentations différentes. Elles peuvent donc avoir des propriétés différentes.
C'est par exemple le cas du butane et du méthylpropane (ou isobutane) : ils sont tous deux représentés par la formule brute C4H10 mais se distinguent par la configuration de leurs chaînes carbonées.

Molécule

La tempête correspond à un événement météorologique violent. Elle est caractérisée par des vents forts, souvent accompagnés de précipitations intenses. La tempête est distribuée sur une zone de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre.
Il n’existe pas de caractéristiques précises pour définir la tempête sur la terre. Sur la mer en revanche, il est question de tempête dès lors que les vents moyens dépassent les 90 km/h, même s’ils ne sont pas systématiquement mêlés à la pluie. À noter que les vents peuvent parfois amener avec eux des particules, donnant naissance à des tempêtes de sable ou de neige.
Il existe deux types de tempêtes : les dépressions dans les latitudes moyennes, dites cyclones extratropicaux, et les cyclones tropicaux.
Formation des tempêtes
Les cyclones extratropicaux naissent le plus souvent au-dessus des océans, consécutivement à la rencontre d’un air chaud en bordure océanique et d’un air plus froid sur les terres, entraînant une circulation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre au niveau de l’hémisphère nord, et l’inverse au niveau de l’hémisphère sud. Les mouvements en altitude favorisent la condensation de l’eau et la formation d’importantes précipitations. La formation d’un fort gradient de pression atmosphérique génère des vents violents, parfois à l’origine de gros dégâts.
Au niveau tropical, les ouragans, aussi appelés typhons, se forment au niveau des océans chauds des régions intertropicales. De par l’importance de la condensation et le dégagement de chaleur, les tempêtes tropicales génèrent des conditions climatiques très violentes, avec des vents ravageurs et parfois même des tornades, ainsi que des ondées torrentielles favorisant des inondations et des glissements de terrain.
Tempêtes célèbres
Certaines tempêtes, particulièrement violentes, sont affublées d’un nom. Par exemple, en février 2010, la tempête Xynthia a durement frappé la façade ouest de la France ainsi que de nombreux autres pays européens. En 2018, c’est Eléanor qui frappait une grande partie de la France ainsi et d'autres pays européens. Les ouragans possèdent eux aussi des noms, comme le terrible cyclone Sandy qui a durement frappé l’Amérique du Nord en octobre 2012. 2017 connut un enchainement d'ouragans intenses : notamment Harvey, Irma et Maria.

Tempête

Le microscope est un instrument d'optique qui permet d'examiner des objets ou des éléments invisibles ou difficilement visibles à l'œil nu, grâce à une lentille.Inventé en 1595 par Zacharias JanssenInvention du microscopeL'invention de cet appareil reste contestée, plusieurs sources différentes se contredisant.En effet, l'invention de la lentille grossissante fonctionnant à la manière d'une loupe et permettant de grossir des détails, daterait du XVe siècle, mais il semblerait que le microscope fut inventé par Zacharias Janssen, un opticien hollandais, en 1595. Ce dernier aurait été le premier à combiner deux lentilles convexes, l'une ayant un effet grossissant, et l'autre une utilité oculaire. Son père l'aurait également aidé à mettre au point ce système. À cette époque, cet instrument sert avant tout à observer des bactéries ou des globules. Peu de temps après, en 1609, Galilée conçoit le sien, composé cette fois-ci d'une lentille convexe et d'une lentille concave, qu'il appela occhiolino. Le terme microscope, quant à lui, ne fut fixé qu'en 1645 par Demisiano.Évolution et utilisation du microscopePar la suite, l'outil évolua, tant au niveau de sa forme que de ses lentilles : en 1667, Robert Hooke réalise le premier modèle complet tel que nous le connaissons : composé d'une table, d'un système de mise au point et d'un éclairage à condenseur, l'appareil lui servira à découvrir la cellule. À cette époque, ce ne sont déjà plus deux, mais trois lentilles qui sont utilisées, fabriquées en verre coulé. À la fin du XVIIe siècle, Christiaan Huyghens réalise un nouvel instrument composé de deux lentilles corrigeant toute aberration chromatique. Utilisé en biologie et en médecine, le microscope a depuis permis la découverte de la division cellulaire, des agents pathogènes à l'origine des premiers vaccins, ou encore des bacilles de la lèpre et de la tuberculose. Un microscope c'est quoi ? Un microscope est un instrument scientifique utilisé pour observer ce qui est trop petit pour être vu à l’œil nu. Le terme est formé des mots grecs "micros" (petit) et "skopein" (observer, voir). Les premiers microscopes utilisaient des lentilles de verre, mais les dernières décennies ont vu naître différents types et sous-types de microscopes.Des lentilles sont déjà utilisées pour magnifier des objets depuis l’Antiquité lorsque Zacharias Janssen et son père Hans glissent 2 verres convexes dans un tube coulissant, inventant ainsi le microscope vers la fin du 16ème siècle, avec un grossissement x10. Par la suite les microscopes sont améliorés, notamment par les scientifiques Antoine van Leeuwenhoek et Robert Hooke.Au début des années 1930 les allemands Ernst Ruska et Max Knoll inventent le microscope électronique, technologie qui permet de dépasser la résolution des microscopes optiques. Dans les années 1980 d’autres microscopes sont mis au point comme le microscope à effet tunnel, le microscope à fore atomique ou le microscope numérique. Si la fonctionnalité d’un microscope ne change pas, les technologies utilisées sont donc en constante évolution. Un microscope, comment ça marche ? Le but d’un microscope est toujours de créer une image grossie d’un objet observé, mais la manière dont il fonctionne dépend des technologies utilisées. Il existe de nombreux types de microscopes dont voici les principaux. Le microscope optiqueSimilaire à un appareil photo, le microscope optique utilise un objectif fait de plusieurs lentilles et un oculaire. Il grossit plus ou moins l’image tout en séparant les détails pour être observable à l’œil. Il existe aujourd’hui plus d’une dizaine de types de microscopes optiques dont les meilleurs ont un grossissement x2000. Le microscope électroniqueDans un microscope électronique, l’objet est illuminé par un faisceau d'électrons. Les meilleurs microscopes électroniques peuvent atteindre un grossissement de 2 millions de fois. Le microscope à force atomiqueLe microscope à force atomique est un type de microscopes à champ proche. Il utilise l’interaction entre les atomes d’un objet à observer et ceux du bout d’une pointe. Un logiciel reconstruit ensuite une image de synthèse. Le microscope à force atomique permet de visualiser des détails de quelques nanomètres seulement. Le microscope numériqueCette technologie bon marché utilise une caméra numérique qui envoie l’image vers un moniteur branché via un câble USB. Il permet notamment de pouvoir être utilisé partout et facilement. Un microscope, à quoi ça sert ? Les microscopes sont utilisés dans divers domaines scientifiques pour observer ce qui est invisible à l’œil nu, comme des cellules, des bactéries, mais aussi des matériaux. Ils sont donc indispensables en :biologie;pétrographie (l’étude des roches);physique;métallurgie;médecine;science médico-légale;gemmologie (étude des pierres précieuses) et bijouterie;géologie et autres sciences environnementales.

Microscope

L’atmosphère est, au sens large, une couche gazeuse qui enveloppe certains astres. La Terre ainsi que d’autres planètes ou les étoiles en sont pourvues. Une atmosphère peut contenir des particules en suspension (poussières, aérosols, etc.) ou atteindre des températures très élevées, comme c’est le cas pour les étoiles, engendrant alors une émission de lumière.Composition de l'atmosphère terrestreL’atmosphère terrestre est la partie la plus proche du sol de la Terre. C'est une couche de gaz qui entoure le globe maintenue par la force gravitationnelle et qui l'empêche de se disperser dans l'univers. Elle correspond à la couche de gaz et de particules qui entoure notre planète. L’air, inodore et incolore, se compose très majoritairement de diazote (78 %), de dioxygène (21 %) et d’autres gaz, dont l’argon et le dioxyde de carbone. Ceux-ci, cumulés aux particules en suspension, jouent un rôle fondamental dans le maintien de la vie : absorption partielle du rayonnement ultraviolet, tampon thermique ou réchauffement de la surface par effet de serre. Ainsi, entre le jour et la nuit, les températures fluctuent peu. Autre gaz, la vapeur d'eau peut se modifier et contenir aussi bien des éléments liquides tels que les embruns, la pluie…) ou solides tels que les grêlons, flocons de neige, particules de poussières. L'atmosphère transporte également des corps étrangers, résultant de l'activité humaine (pesticides, oxydes d’azote…) ou de processus naturels (pollens, particules issues d'éruption volcanique).L'atmosphère terrestre. © meteotek08, Flickr, Wikimedia Commons, CC by-sa 2.0Les couches de l'atmosphère terrestreSa limite est difficile à déterminer car il n’existe pas de frontière nettement dessinée. La Fédération aéronautique internationale a placé la frontière entre l'atmosphère et l'espace à 100 km et a baptisé cette limite Ligne de Kármán.Néanmoins, l’atmosphère terrestre se compose de plusieurs couches :
la troposphère, présente au niveau du sol jusqu’à une dizaine de kilomètres d’altitude et concentrant la majeure partie de la masse de l’air et des phénomènes météorologiques ;
la stratosphère, qui compose le niveau supérieur, jusqu’à 50 km d’altitude, et héberge la couche d’ozone, absorbant une grande partie du rayonnement solaire ;
la mésosphère, située entre 50 et 80 km d’altitude ;
la thermosphère, jusqu’à 800 km d’altitude ;
l’exosphère, qui se poursuit jusqu’à 50 000 km d’altitude, avec une densité gazeuse très faible.
L’atmosphère comme unité de pressionEn métrologie, symbolisée atm, l’atmosphère peut aussi désigner une unité de pression non incluse dans le système internationale. Elle équivaut à la pression atmosphérique normale au niveau de la mer, soit 101 325 pascals (Pa).

Atmosphère

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Flocons de neige

Macrophotographie

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La physique est une science de la nature expérimentale qui étudie les phénomènes naturels et leurs évolutions. Elle établit des théories qui permettent de les modéliser et, de fait, de les prévoir.
Les théories établies par la physique s’appliquent dans des cadres bien définis.
La physique classique
La physique classique, par exemple, étudie le monde des solides, des liquides et des gaz. Elle nous apprend à concevoir des voitures ou à bâtir des immeubles. Elle repose sur des définitions anciennes de temps, d’espace, de matière et d’énergie. Elle peine toutefois à expliquer certains phénomènes observés dans la nature.
La physique quantique
La physique quantique prend alors le relais. Son domaine d’application, c’est le monde des particules et des champs de force. La physique quantique a permis des progrès dans la conception des lasers, entre autres. Elle introduit aussi de nouvelles définitions de la matière et de l’énergie.
La relativité générale
La relativité générale s’intéresse au monde macroscopique. C’est à la relativité générale que nous faisons appel, par exemple, pour traiter l’information utile au fonctionnement de nos GPS. Elle introduit de nouvelles définitions de l’espace et du temps.
Mécanique, optique, magnétisme, astrophysique…
Il existe d’autres façons de classer les disciplines de la physique en fonction des phénomènes qu’elle étudie. Ainsi, par exemple :
la mécanique s’intéresse au mouvement des corps ;l’optique s'intéresse à la lumière et à ses propriétés ;le magnétisme s'intéresse aux champs magnétiques et aux forces qu’ils engendrent ;l'astrophysique concerne l'étude des propriétés des objets de l'univers.
Les physiciens célèbres
Parmi les physiciens célèbres, citons notamment :
Archimède ;Galilée ;Evangelista Torricelli ;Blaise Pascal ;Isaac Newton ;Daniel Gabriel Fahrenheit ;André-Marie Ampère ;Léon Foucault ;Max Planck ;Pierre et Marie Curie ;Albert Einstein ;Erwin Schrödinger ;Werner Heisenberg ;Georges Charpak ;Hubert Reeves ;Stephen Hawking.

Physique

L’hiver est une saison qui commence avec le solstice d’hiver et se termine à l’équinoxe de printemps. L’existence des saisons est due à l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre. Dans l'hémisphère nord, le solstice d’hiver correspond à la nuit la plus longue, vers le 21 décembre, alors que dans l'hémisphère sud il a lieu vers le 21 juin car les saisons sont inversées. Le solstice d’hiver de l’hémisphère nord correspond au moment où le Soleil est le plus haut dans le ciel au pôle sud. En même temps, le nord du globe terrestre est dans l’obscurité, avec une zone d’ombre qui s’étend jusqu’aux limites du cercle polaire arctique. Le jour du solstice de l’hémisphère nord, les rayons du Soleil sont au zénith au tropique du Capricorne, ou tropique sud.Lors de l’équinoxe de printemps, qui a lieu vers le 21 mars, le Soleil est au zénith à l’équateur. Entre le solstice d’hiver et l’équinoxe de printemps, la durée des jours rallonge et celle des nuits diminue.La symbolique culturelle du solstice d’hiverLes saisons ont beaucoup influencé les cultures humaines dans le monde, comme le rappellent deux chercheurs de l’université Trent de Nottingham dans un article paru dans The Conversation. Avant l’apparition de la chrétienté, certains peuples du nord de l’Europe fêtaient Yule, avant que cette fête ne devienne Noël. Pendant l’Antiquité, les Romains fêtaient les saturnales, des fêtes données en l’honneur du dieu Saturne, une semaine avant le solstice d’hiver. Les Saturnales se terminaient par le dies natalis solis invicti, à savoir « l’anniversaire du soleil invaincu », qui avait lieu le 25 décembre.Un hiver sur Mars aussiComme l’axe de rotation de la planète Mars est lui aussi incliné, la planète rouge connaît, tout comme la Terre, des saisons et donc un hiver. En 2018, le solstice d’hiver sur Mars a eu lieu le 16 octobre. Comme décrit dans The Conversation, le prochain solstice d’hiver dans l’hémisphère Nord de Mars est prévu pour le 2 septembre 2020. Cependant, contrairement à la Terre qui a une orbite presque circulaire autour du Soleil, celle de Mars est très excentrique. Cela signifie que la distance entre Mars et le Soleil varie dans l’année ; la durée des saisons varie elle aussi.