{"id":2059,"date":"2012-12-07T18:10:02","date_gmt":"2012-12-07T17:10:02","guid":{"rendered":"http:\/\/www.asblonweb.be\/APED\/CM\/?p=2059"},"modified":"2022-12-08T12:14:56","modified_gmt":"2022-12-08T11:14:56","slug":"la-physique-pour-quoi-faire","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/2012\/12\/07\/la-physique-pour-quoi-faire\/","title":{"rendered":"La physique, pour quoi faire\u00a0?"},"content":{"rendered":"

Il est inutile dans ce cadre de revenir sur l\u2019\u00e9tymologie du mot \u00ab physique \u00bb et sur le sens que celui-ci a pu prendre dans le pass\u00e9. Actuellement, la physique consiste en l\u2019\u00e9tude des lois de base de la nature. A l\u2019exclusion des ph\u00e9nom\u00e8nes du vivant (biologie) et des transformations de la mati\u00e8re (chimie). Mais il est important de comprendre que tous les ph\u00e9nom\u00e8nes naturels (y compris donc ceux du vivant) sont soumis aux lois de la physique : rien ne peut \u00eatre en d\u00e9saccord avec celles-ci.\u00a0Il existe de nombreuses raisons d\u2019\u00e9tudier la physique dans la formation commune. Ce n\u2019est pas le lieu d\u2019aborder tous les points qu\u2019il nous semble important de mettre au programme. Nous allons plut\u00f4t passer en revue tous les objectifs fondamentaux et montrer sous forme d\u2019exemples quels contenus sont susceptibles de les rencontrer.<\/strong><\/p>\n

Article initialement publi\u00e9 dans L’\u00c9cole d\u00e9mocratique<\/em><\/a>, n\u00b051, septembre 2012 (pp. 8-10)<\/p>\n

1\u00b0 Comprendre la d\u00e9marche scientifique<\/h2>\n

Il est utile de le faire dans diff\u00e9rents cours de sciences. En ce qui concerne la physique, on peut montrer l\u2019\u00e9volution de nos conceptions de l\u2019Univers depuis les mod\u00e8les g\u00e9ocentriques (Terre immobile au centre de l\u2019Univers) jusqu\u2019au mod\u00e8le du Big Bang. Il s\u2019agit d\u2019un bel exemple d\u2019une \u00e9volution lente, s\u2019approchant de plus en plus d\u2019une description r\u00e9aliste du Monde. On peut consid\u00e9rer un deuxi\u00e8me exemple. Celui de l\u2019\u00e9volution de nos connaissances sur la lumi\u00e8re. Il semble important d\u2019\u00e9tudier la lumi\u00e8re en suivant une d\u00e9marche historique pour deux raisons. Premi\u00e8rement, il para\u00eet impossible d\u2019appr\u00e9hender nos connaissances actuelles sur le sujet sans repasser par les grandes \u00e9tapes qui y ont amen\u00e9. Ce n\u2019est pas le cas de toutes les mati\u00e8res, mais dans ce cas pr\u00e9cis, il est in\u00e9vitable de refaire une partie du processus. Il s\u2019agit donc d\u2019une raison p\u00e9dagogique. Deuxi\u00e8mement, les diff\u00e9rentes p\u00e9rip\u00e9ties permettent de comprendre que le processus d\u2019\u00e9laboration des connaissances n\u2019est pas toujours lin\u00e9aire. Il y a parfois des rebondissements. C\u2019est \u00e0 la fois passionnant et instructif de passer les \u00e9v\u00e9nements en revue. Lan\u00e7ons-nous rapidement dans cette histoire.<\/p>\n

Au 17\u00e8me si\u00e8cle, deux mod\u00e8les de la lumi\u00e8re s\u2019affrontaient. L\u2019un disait que la lumi\u00e8re \u00e9tait constitu\u00e9e d\u2019une myriade de petits corpuscules. L\u2019autre qu\u2019il s\u2019agissait d\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne ondulatoire. Comment trancher\u00a0? En testant exp\u00e9rimentalement les cons\u00e9quences de ces deux mod\u00e8les et d\u2019abord en v\u00e9rifiant s\u2019ils sont capables d\u2019expliquer les ph\u00e9nom\u00e8nes lumineux connus \u00e0 cette \u00e9poque. Le probl\u00e8me est que chaque mod\u00e8le \u00e9tait capable d\u2019expliquer les ph\u00e9nom\u00e8nes observ\u00e9s moyennant quelques hypoth\u00e8ses inv\u00e9rifiables \u00e0 ce moment. Il faudra attendre l\u2019ann\u00e9e 1800 pour qu\u2019une exp\u00e9rience d\u00e9cisive voit le jour. Un certain Young montre en effet que si on fait passer de la lumi\u00e8re \u00e0 travers deux fentes tr\u00e8s \u00e9troites, on n\u2019observera pas du tout la m\u00eame chose selon que la lumi\u00e8re est une onde ou des particules. Et l\u2019exp\u00e9rience montre que la lumi\u00e8re se comporte comme une onde. Plus tard, de nouvelles donn\u00e9es permettent de pr\u00e9ciser de quel type d\u2019onde il s\u2019agit. Puis, au tournant 19\u00e8me – 20\u00e8me si\u00e8cle, de nouvelles donn\u00e9es exp\u00e9rimentales (ph\u00e9nom\u00e8ne appel\u00e9 effet photo\u00e9lectrique) ne peuvent absolument pas s\u2019expliquer \u00e0 partir du mod\u00e8le ondulatoire. Par contre, si on admet que la lumi\u00e8re interagit avec la mati\u00e8re en \u00e9changeant des \u2026 particules baptis\u00e9es \u00ab\u00a0photons\u00a0\u00bb, tous les r\u00e9sultats s\u2019expliquent\u00a0! Alors\u00a0? On parle pendant un certain temps de dualit\u00e9 onde-corpuscule. Un physicien appel\u00e9 de Broglie a alors l\u2019intuition que cette dualit\u00e9 est aussi valable pour d\u2019autres entit\u00e9s connues jusque l\u00e0 comme des particules (les \u00e9lectrons par exemple). Cette hypoth\u00e8se est aussi test\u00e9e et v\u00e9rifi\u00e9e, ce qui permet une unification entre la lumi\u00e8re et la mati\u00e8re. Actuellement, cette unification reste plus que jamais \u00e0 l\u2019ordre du jour, mais on ne parle plus de dualit\u00e9 onde-corpuscule. Les entit\u00e9s fondamentales de l\u2019Univers sont les champs quantiques et les \u00e9lectrons et autres photons se mat\u00e9rialisent dans des conditions tr\u00e8s particuli\u00e8res.<\/p>\n

Il est possible de consacrer de nombreuses heures de cours \u00e0 ce point. Il est assez simple par exemple de r\u00e9aliser l\u2019exp\u00e9rience de Young. Pour l\u2019effet photo\u00e9lectrique, il faut se contenter d\u2019une description sch\u00e9matique. Mais cette histoire qui se d\u00e9crit comme un roman montre que la science n\u2019est pas ennuyeuse et elle est fondamentale pour comprendre l\u2019essence de la d\u00e9marche scientifique.<\/p>\n

2\u00b0 Comprendre la base des technologies<\/h2>\n

L\u2019Aped plaide pour une instruction polytechnique. Ce n\u2019est pas le lieu de reprendre ici l\u2019ensemble de l\u2019argumentation en faveur d\u2019une telle formation. Mais une des raisons, c\u2019est qu\u2019elle \u00e9claire les influences entre les \u00e9volutions technologiques et les changements sociaux, \u00e9conomiques et culturels. Or, les sciences \u00e9clairent elles-m\u00eames les bases des technologies. Les progr\u00e8s de ces derni\u00e8res permettent des avanc\u00e9es scientifiques. Par exemple, l\u2019invention du microscope permet de faire avancer la biologie. Alors que les d\u00e9couvertes scientifiques favorisent les progr\u00e8s technologiques. Exemple\u00a0: les lois de l\u2019optique sont \u00e0 la base de l\u2019invention du microscope. Les connaissances scientifiques sont donc, via les technologies, \u00e0 la base des \u00e9volutions soci\u00e9tales.<\/p>\n

Outre les cours pratiques et les cours th\u00e9oriques de technologie proprement dite, les lois fondamentales sur lesquelles celle-ci repose doivent imp\u00e9rativement \u00eatre \u00e9tudi\u00e9es. Une bonne coordination dans les programmes entre sciences et technologies est tout \u00e0 fait n\u00e9cessaire. Sans doute est-il pr\u00e9f\u00e9rable que certaines notions scientifiques soient abord\u00e9es directement au cours de technologie alors que d\u2019autres seraient r\u00e9serv\u00e9es au cours de physique parce qu\u2019elles repr\u00e9sentent des notions fondamentales bien plus larges que leur application technologique. Quoi qu\u2019il en soit, les lois du mouvement (m\u00e9canique), les notions d\u2019\u00e9nergie et de puissance, les lois de l\u2019\u00e9lectrostatique, les concepts de courant \u00e9lectrique, de r\u00e9sistance, de force \u00e9lectromagn\u00e9tique sont capitales.<\/p>\n

3\u00b0 Conna\u00eetre notre place dans l\u2019Univers<\/h2>\n

R\u00e9sister \u00e0 l\u2019obscurantisme, faire preuve de sens de la mesure dans une analyse n\u00e9cessite, entre autres, de pouvoir se situer dans le Monde. Nous nous trouvons sur une plan\u00e8te assez petite. Cette plan\u00e8te tourne autour du Soleil c \u00e0 d une \u00e9toile tout \u00e0 fait banale. Cette \u00e9toile fait partie d\u2019une galaxie qui en compte environ cent milliards. Et il existe probablement une infinit\u00e9 de galaxies dans l\u2019Univers. A partir de ce constat, les divergences \u00ab\u00a0insurmontables \u00e0 jamais\u00a0\u00bb entre les populations terrestres peuvent souvent \u00eatre relativis\u00e9es\u2026<\/p>\n

Il est aussi important de prendre conscience des dimensions de l\u2019Univers. Nous sommes \u00e0 150 millions de km du Soleil. Mais entre les \u00e9toiles, les distances se mesurent en ann\u00e9es-lumi\u00e8re (al). Une al repr\u00e9sentant la distance parcourue par la lumi\u00e8re en un an. Quand on sait que la lumi\u00e8re parcourt 300.000 km\/s et que l\u2019\u00e9toile la plus proche se trouve \u00e0 4 al, c\u2019est tr\u00e8s impressionnant. Surtout si on sait que les galaxies comme la n\u00f4tre ont un diam\u00e8tre de l\u2019ordre de 100.000 al et que les distances entre elles se mesurent en millions d\u2019al (pour les plus proches \u2026). Ces chiffres donnent le tournis, mais ils permettent de comprendre l\u2019importance de r\u00e9fl\u00e9chir en tenant compte des ordres de grandeur et que les notions de \u00ab\u00a0loin\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0pr\u00e8s\u00a0\u00bb sont tr\u00e8s relatives en fonction de l\u2019\u00e9chelle \u00e0 laquelle on travaille.<\/p>\n

Par ailleurs, une des d\u00e9couvertes les plus importantes du 20\u00e8me si\u00e8cle est l\u2019historicit\u00e9 de l\u2019Univers. La th\u00e9orie du Big Bang montre en effet que celui-ci n\u2019a pas toujours exist\u00e9 sous sa forme actuelle. Il nous para\u00eet donc important d\u2019\u00e9tudier d\u2019une part la structure de l\u2019Univers\u00a0: galaxies, \u00e9toiles, plan\u00e8tes et les ordres de grandeurs des dimensions et des distances entre les \u00e9l\u00e9ments de structure. Et d\u2019autre part la chronologie de l\u2019\u00e9volution de celui-ci\u00a0: \u00e9normes temp\u00e9rature et densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie il y a un peu plus de 13 milliards d\u2019ann\u00e9es, expansion et refroidissement, formation des premi\u00e8res particules, puis des noyaux, des atomes, des mol\u00e9cules, des galaxies et des premi\u00e8res \u00e9toiles, etc.
\nIl devient difficile d\u2019affirmer que \u00ab\u00a0l\u2019Histoire est un \u00e9ternel recommencement\u00a0\u00bb si l\u2019Univers lui-m\u00eame \u00e9volue en permanence \u2026<\/p>\n

4\u00b0 Comprendre les d\u00e9fis qui se posent \u00e0 l\u2019humanit\u00e9<\/h2>\n

La compr\u00e9hension d\u2019un certain nombre de d\u00e9fis majeurs que l\u2019humanit\u00e9 devra affronter dans les prochaines d\u00e9cennies n\u00e9cessite une bonne connaissance de certaines notions de physique. Prenons deux exemples parmi beaucoup d\u2019autres.<\/p>\n

Le d\u00e9fi \u00e9nerg\u00e9tique\u00a0:
\n<\/strong><\/p>\n

Le probl\u00e8me le plus grave auquel l\u2019humanit\u00e9 sera bient\u00f4t confront\u00e9e n\u2019est pas le r\u00e9chauffement climatique (m\u00eame s\u2019il devra aussi \u00eatre g\u00e9r\u00e9). C\u2019est la rar\u00e9faction des ressources \u00e9nerg\u00e9tiques \u00ab\u00a0classiques\u00a0\u00bb. L\u2019organisation actuelle de nos soci\u00e9t\u00e9s et l\u2019aveuglement de nos dirigeants politiques et \u00e9conomiques sont tels que nous risquons un v\u00e9ritable cataclysme quasi du jour au lendemain lorsque la rar\u00e9faction entra\u00eenera une explosion des prix. Qu\u2019on songe \u00e0 notre d\u00e9pendance au p\u00e9trole et \u00e0 l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 pour voir comment notre quotidien sera boulevers\u00e9 ainsi que l\u2019organisation de nos soci\u00e9t\u00e9s. Si on veut \u00e9viter le chaos et la barbarie qui l\u2019accompagnera in\u00e9vitablement, il est vital que l\u2019ensemble des citoyens ma\u00eetrisent les enjeux. Et pas seulement les \u00ab\u00a0responsables\u00a0\u00bb qui semblent plut\u00f4t \u2026 irresponsables. Pour cela, il faut que chacun puisse r\u00e9pondre \u00e0 des questions comme\u00a0: qu\u2019est-ce que l\u2019\u00e9nergie\u00a0?, pourquoi parle-t-on de \u00ab\u00a0conservation de l\u2019\u00e9nergie\u00a0\u00bb et en m\u00eame temps de \u00ab\u00a0gaspillage\u00a0\u00bb d\u2019\u00e9nergie\u00a0?, qu\u2019est-ce qu\u2019une \u00e9nergie renouvelable\u00a0? A partir des diff\u00e9rentes formes de l\u2019\u00e9nergie et de leurs transformations, la physique est capable de r\u00e9pondre \u00e0 ces questions. Et donc d\u2019armer les citoyens pour cet immense d\u00e9fi.<\/p>\n

Le d\u00e9bat nucl\u00e9aire\u00a0:
\n<\/strong><\/p>\n

Faut-il ou non fermer les centrales nucl\u00e9aires\u00a0? Ce d\u00e9bat est tr\u00e8s pr\u00e9sent en Belgique, mais il concerne l\u2019humanit\u00e9 enti\u00e8re. La mani\u00e8re dont il se m\u00e8ne dans notre pays est r\u00e9v\u00e9latrice du caract\u00e8re pseudo-d\u00e9mocratique de notre soci\u00e9t\u00e9. Quelques experts (ind\u00e9pendants\u00a0?) \u00e9tablissent un rapport. Puis le politique d\u00e9cide. Sans consulter le moins du monde les citoyens. Qui n\u2019ont donc fondamentalement rien \u00e0 dire sur un d\u00e9bat crucial pour notre avenir\u00a0: s\u00e9curit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, risques de catastrophes, gestion des d\u00e9chets, etc. D\u00e9mocratie\u00a0? Il est vrai que pour que les citoyens participent s\u00e9rieusement \u00e0 ce d\u00e9bat, il faut qu\u2019ils soient en mesure d\u2019en comprendre les termes. Qu\u2019est-ce qu\u2019une r\u00e9action nucl\u00e9aire\u00a0? Quelle est la diff\u00e9rence entre fission et fusion\u00a0? Que pratique-t-on dans une centrale nucl\u00e9aire\u00a0? Qu\u2019entend-on par \u00ab\u00a0d\u00e9chet nucl\u00e9aire\u00a0\u00bb\u00a0? Etc. Un cours de physique doit apporter des r\u00e9ponses \u00e0 ces questions vitales pour notre avenir et pour la d\u00e9mocratie.<\/p>\n

5\u00b0 D\u00e9mystifier certaines notions<\/h2>\n

Un certain nombre de concepts sont totalement inconnus, sauf leur nom, de la majorit\u00e9 de la population\u00a0: radioactivit\u00e9, champ magn\u00e9tique, la c\u00e9l\u00e8bre formule E = mc2. Cette m\u00e9connaissance d\u2019une part laisse la part belle au charlatanisme et \u00e0 l\u2019\u00e9sot\u00e9risme\u00a0:\u00a0\u00ab\u00a0il faut d\u00e9magn\u00e9tiser votre maison pour que vous dormiez mieux\u00a0\u00bb. D\u2019autre part, elle donne aux citoyens un sentiment d\u2019ignorance et favorise la technocratie\u00a0:\u00a0\u00ab\u00a0je laisse \u00e7a aux sp\u00e9cialistes, moi je n\u2019y comprends rien\u00a0\u00bb. Or, un cours de physique bien con\u00e7u peut parfaitement d\u00e9mystifier ces notions. C\u2019est n\u00e9cessaire afin de pouvoir exercer une vraie \u00ab\u00a0citoyennet\u00e9 critique\u00a0\u00bb.<\/p>\n

Cet article fait partie du dossier \u00abPourquoi \u00e9tudier les sciences<\/a>\u00bb
\n<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Il est inutile dans ce cadre de revenir sur l\u2019\u00e9tymologie du mot \u00ab\u00a0physique\u00a0\u00bb et sur le sens que celui-ci a pu prendre dans le pass\u00e9. Actuellement, la physique consiste en l\u2019\u00e9tude des lois de base de la nature. A l\u2019exclusion des ph\u00e9nom\u00e8nes du vivant (biologie) et des transformations de la mati\u00e8re (chimie). Mais il est important de comprendre que tous les ph\u00e9nom\u00e8nes naturels (y compris donc ceux du vivant) sont soumis aux lois de la physique\u00a0: rien ne peut \u00eatre en d\u00e9saccord avec celles-ci.<\/p>\n","protected":false},"author":6702,"featured_media":2058,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["post-2059","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2059","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6702"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2059"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2059\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2058"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2059"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2059"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.skolo.org\/CM\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2059"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}