Du nuage à la boue : scruter l'eau autour de soi
nuage, pression partielle et aérosol
Le baromètre indique nuageux.
Comme toute transition de phase, l'évaporation est un phénomène statistique : plus de molécules passent de la phase liquide à la phase gazeuse que l'inverse. L'équilibre est atteint lorsque la phase liquide a entièrement disparu. De façon générale, les diagrammes de phases décrivent les équilibres possibles, qui ne dépendent que de la pression* et de la température**. On n'a rien oublié, hein ?
[ physique ❄️ 17 min ]
*pression partielle **et la courbure de la surface
Vous aussi vous cherchez des formes dans les nuages ?
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[ physique ❄️ 4 min ]
instabilité de Kelvin-Helmholtz
(en anglais)
Toujours à chercher des formes dans les nuages ? On peut y passer beaucoup de temps.
Vous avez sûrement déjà observé que quand le vent souffle sur un plan d'eau, ça forme des petites vaguelettes. Il s'agit d'un phénomène d'instabilité : petite vaguelette deviendra grande. Cette instabilité de Kelvin-Helmholtz se retrouve aussi dans la forme de certains nuages.
bonus (en anglais) : mise en place de l'expérience sur l'instabilité de Kelvin-Helmholtz
[ physique ❄️ 4 min ]
(en anglais)
La sensation d'un flocon sur la langue.
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[ physique ❄️ 18 min ]
forme et taille des gouttes de pluie
(en anglais)
C'est quand même plus sympa d'être du bon côté de la vitre quand il pleut des cordes.
La forme c'est facile, c'est ça 💧 bien sûr ! Et pour la taille, c'est une question piège : c'est variable, voilà. Vous le voyez venir : pour la forme c'est pas ça 💧 du tout (ça c'est une goutte qui coule sur une vitre plutôt) et pour la taille, variable oui, mais selon quelle distribution et pourquoi ?
[ physique ❄️ 11 min ]
La pluie dans Fantasia… Vous l'avez ?
Ça fait du bruit parce que ça vibre. Mais qu'est-ce qui vibre précisément ? Indice : quand on jette un gros cailloux dans l'eau, à quel moment on entend le plouf ?
[ physique ❄️ 12 min ]
théorie ondulatoire de la lumière et tache d'Arrago
En regardant une flaque…
Une onde, c'est une perturbation qui se propage. Une phrase classique certes concise, mais un peu obscure. Par perturbation, on désigne une zone dans laquelle une certaine grandeur n'est pas constante. Par exemple, si on déforme la surface d'une flaque en tapant dessus avec un cure-dent, dans la zone de l'impact, la grandeur altitude de la surface n'est pas constante : on a perturbé cette grandeur. Et dire que cette perturbation se propage, c'est dire que si on attend un peu, les zones voisines aussi verront cette grandeur perturbée. Au cœur des théories ondulatoires, il y a le principe de superposition qu'on peut résumer ainsi : les perturbations se somment et les propagations s'ignorent. En clair, si on perturbe la surface de l'eau avec deux cure-dents, on peut décrire la surface de l'eau une seconde plus tard comme suit : en tout point, la déformation de la surface est la déformation qu'on aurait eu avec seulement un cure-dent plus la déformation qu'on aurait eu avec seulement l'autre cure-dent. Et c'est littéralement une somme : on manipule une grandeur, ici l'altitude de la surface. Plus mathématiquement, si :
déformation( t | cure-dents A et B ) = déformation( t | A ) + déformation( t | B )
alors
déformation( t + 1 s | A et B ) = déformation( t + 1 s | A ) + déformation( t + 1 s | B )
Pour raisonner sur une onde, on peut donc la décomposer comme une somme d'ondes simple à traiter mathématiquement (onde ---décomposer--> ondes simples ---propagation--> ondes simples ---sommer--> onde). La vidéo se centre sur la décomposition en points sources : on prend comme onde simple l'onde qu'on observe quand un cure-dent frappe régulièrement la surface de l'eau. Et ça marche aussi pour la lumière. Juste que pour expliquer, la grandeur
[ optique 🌈 10 min ]
(en anglais)
Il est à quelle distance l'arc-en-ciel ? 🙃
La vitesse de propagation d'une onde dans un milieu peut dépendre de sa fréquence. C'est le cas de la lumière dans l'eau. À partir du même point d'entrée, dans une goutte d'eau, les différentes composantes de la lumière blanche vont donc être diffractées dans des directions légèrement différentes, suivre des chemins légèrement différents dans la goutte et ressortir avec des directions légèrement différentes. Du point de vue de l'observateur, les gouttes dans certaines directions du ciel enverront du rouge dans sa direction, et celles dans d'autres directions du ciel lui enverront du bleu. Ça, c'est l'explication concise qu'on donne usuellement. La description rigoureuse est légèrement plus subtile, car si effectivement tous les rayons du Soleil viennent de la même direction, pour autant ils ne rentrent pas tous au même point sur une goutte : ils rencontrent une variété d'orientations de la surface de la goutte par rapport à leur direction de propagation. Alors comment se fait-il qu'en sortie il y ait une correspondance entre fréquence et direction ?
[ optique 🌈 19 min ]
percolation de l'eau dans le sol
(en anglais)
Ça y est, il a plu des trombes d'eau et il y a de la boue partout…
Dans un fluide lorsque rien ne bouge, la pression correspond au poids de la colonne de fluide au-dessus. C'est un peu différent en cas d'écoulement. En particulier le sol est un milieu poreux et l'écoulement de l'eau (dit écoulement de percolation) y est différent du cas des écoulements à surface libre.
[ physique ❄️ 4 min ]
Fin !