Quatre expériences du palais de la découverte illustrent- d’une part le comportement corpusculaire de la lumière et celui ondulatoire d’électrons en mouvement- d’autre part l’influence d’un aimant sur la trajectoire d’un faisceau d’électrons. La notion de lentille électrostatique est introduite.Pour en savoir plus, des exposés sur ces thèmes sont proposés aux visiteurs du palais de la découverte.Générique :Réalisation : Samia SerriImage et son : David BentoMontage et animation : Thierry MaillotMoyens techniques : Université Paris Diderot / Palais de la découverteDirectrice de production : Michèle Brédimas
Mot(s) clés libre(s) : Broglie, diffraction des électrons, effet photoélectrique, fentes de Young, force de Laplace, force électromagnétique, lentille électrostatique, lumière, microscope électronique, nature ondulatoire des électrons, photon, théorie corpusculaire newtonienne

Associer des figures de diffraction et des ouvertures diffractantes
Mot(s) clés libre(s) : diffraction, écran diffractant, lumière, onde, diffraction de Fraunhofer, diffraction à l'infini, diffraction à grande distance, figure de diffraction, transformée de Fourier, transformée de Fourier à deux dimensions, transformée de Fourier 2D, transformée de Fourier spatiale, ouverture diffractante, diffraction par une fente, diffraction par un trou, interférence, interférences

Le rayonnement synchrotron est devenu en quelques années la principale source de rayons X. Il est émis par des particules chargées (électrons) qui sont accélérées par des champs magnétiques dans des machines construites au départ pour étudier la physique des particules. Ce rayonnement est très intense et sa brillance peut atteindre 1011 fois celle d'un tube à rayons X. Ceci a ouvert des possibilités complètement nouvelles dans de nombreux domaines : possibilité de faire des images sur des objets qui absorbent très peu les rayons X et de faire des hologrammes, possibilité d'étudier la structure de la matière dans des conditions extrêmes de pression et de température qui règnent au centre de la terre, résolution de structures biologiques complexes tels que le ribosome, le nucléosome ou des virus de grande taille, étape importante pour la réalisation de nouveaux médicaments. Le but de cette conférence est d'illustrer ces possibilités par des résultats récents.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, biologie moléculaire, diffraction, imagerie X, matière, onde électromagnétique, rayon X, rayonnement synchrotron

Montage expérimental dans lequel est visualisé le spectre d'une image au niveau du plan de Fourier. Deux exemples de traitements d'images sont présentés : le floutage et le démultiplexage.Vidéo issue du projet VideoManip dont l'objectif est la réalisation de courtes séquences filmées, montrant des expériences réelles, qui seraient à la fois trop complexes pour être montées et montrées en amphi, et pas assez riches d'enseignement pour justifier un TP de plusieurs heures. Les sciences de l'ingénieur consistent à utiliser un phénomène physique pour construire un objet répondant à un besoin donné. Cela suppose de la part des scientifiques, des (futurs) ingénieurs et des (futurs) enseignants qui les forme(ro)nt une connaissance assez intime des phénomènes physiques exploitables. Dans le processus d'acquisition de cette connaissance, rien ne remplace la confrontation directe au phénomène étudié au travers de l'expérimentation. La "manip de cours" ou "manip d'amphi" (expérimentation par le professeur pendant le cours magistral) permet de confronter immédiatement les étudiants au phénomène étudié sans avoir à attendre qu'ils aient acquis suffisamment de compétence pour pouvoir manipuler eux-mêmes. Ce genre d'illustration représente un investissement important, tant pour la mise en place de l'expérimentation elle-même que pour celle des dispositifs annexes permettant de la faire visualiser par un grand auditoire.
Mot(s) clés libre(s) : démultiplexage, diffraction, floutage, optique de Fourier, traitement d'images, transformée de Fourier

sous-chapitre du cours "Fenêtres sur l'Univers" Ce sous-chapitre se propose de développer divers principes instrumentaux, et de découvrir quelques instruments, plus en détail que dans les chapitres précédents, mais donc aussi avec un plus grand niveau de difficulté. - Observer avec une caméra CCD : Quelques éléments simples pour montrer comment fonctionne l'observation avec une CCD. - Optique adaptative : Ou comment, tel un carrossier, débosseler l'atmosphère pour obtenir des fronts d'onde bien plans et des images bien nettes. - Observations dans le domaine thermique : Dans ce domaine de longueur d'onde, l'acquisition d'un signal suppose la correction de diverses signatures thermiques le plus souvent bien plus importantes que le signal astrophysique (contribution instrumentale, fond de ciel...). - Spectrométrie par TF : Comprendre le principe et le fonctionnement d'un spectromètre par transformée de Fourier.
Mot(s) clés libre(s) : astronomie, astrophysique, instrumentation, optique, diffraction, interférence, spectrométrie, imagerie, détecteur, CCD, bruit, signal, Fourier, caméra, optique adaptative, chaîne de mesure, traitement du signal

Quatrième chapitre du cours "Fenêtres sur l'Univers" L'astrophysique d'aujourd'hui s'appuie sur des outils instrumentaux de pointe. Le but de ce chapitre est de parcourir quelques-uns des grands principes instrumentaux, qui permettent de mesurer les informations spatiale, spectrale, temporelle... présentes dans les signaux astrophysiques. Il montre comment recueillir, décortiquer, investiguer, redresser et interpréter ces derniers.
Mot(s) clés libre(s) : astronomie, astrophysique, instrumentation, optique, diffraction, interférence, spectrométrie, miroir, télescope, monture, astrométrie, photométrie, imagerie, spectro-imagerie, détecteur, CCD, bruit, signal, Fourier, caméra, optique adaptative, chaîne de mesure, traitement du signal

sous-chapitre du cours "Fenêtres sur l'Univers" Le sous-chapitre Outils reprend quelques grandes lignes de l'optique géométrique et de l'optique physique, dans une approche clairement astrophysique (les objets sont p.ex. vraiment à l'infini !), nécessaires à la compréhension de la formation des images en astrophysique.
Mot(s) clés libre(s) : astronomie, astrophysique, instrumentation, optique, diffraction, interférence, miroir, télescope, monture

Le cours en ligne "Fenêtres sur l'Univers" est conçu pour l'accompagnement et l'approfondissement de notions d'astronomie et d'astrophysique. Il reste très proche de la physique, en privilégiant l'outil physique pour comprendre comment fonctionnent les concepts et les objets astronomiques. Le cours comporte 4 chapitres - Distance et temps : Se repérer, dans le temps comme dans l'espace, est à la base de toute bonne astrophysique. Il suffit, pour s'en convaincre, de penser à l'étape première de l'analyse d'un problème mécanique : la nécessaire identification d'un référentiel, càd d'un solide sur lequel appuyer l'étude, muni d'une horloge fiable et précise. Ce référentiel s'accompagne d'un repère, qui doit permettre des mesures précises. Ce chapitre aborde ainsi les mesures de temps et d'espace qui serviront à définir le cadre de travail de toute l'astronomie. - Masse : Comment "peser" l'Univers et ses objets ? Ce chapitre aborde les droits et devoirs de l'interaction gravitationnelle, qui régit l'Univers à toute échelle, et répond lorsque c'est possible à la question pesée... euh, posée. - Température : Sous le terme de température sont rassemblés les phénomènes énergétiques responsables et constitutifs du rayonnement d'un objet de l'Univers. Le lien entre la thématique astrophysique et la microphysique apporte la lumière. Et la température est toujours en embuscade, via le gaz parfait, via le corps noir, pour régenter les lois physiques. - Instrumentation : L'astrophysique d'aujourd'hui s'appuie sur des outils instrumentaux de pointe. Le but de ce chapitre est de parcourir quelques-uns des grands principes instrumentaux, qui permettent de comprendre le fonctionnement d'une chaîne de collecte du signal, en décortiquant les informations spatiale, spectrale, temporelle... présentes dans les signaux ténus observés.
Mot(s) clés libre(s) : astronomie, temps, distance, mesure, triangulation, échelle des distances, gravitation, Newton, dynamique, binarité, exoplanètes, lois de Kepler, systèmes binaires, marées, problème à N corps, température, étoile, luminosité, magnitude, évolution stellaire, effet Doppler, corps noir, classification spectrale, diagramme Hertzsprung-Russell, instrumentation, optique, diffraction, interférence, spectrométrie, miroir, télescope, monture, astrométrie, photométrie, imagerie, spectro-imagerie, détecteur, CCD, bruit, signal, Fourier, caméra, optique adaptative, chaîne de mesure, traitement du signal

Essai de littérature-fiction, prenant la forme d'un conte fantastique, sur la microscopie électronique à transmission. Préambule à une discussion, par exemple lors de journées “portes ouvertes”, il donne des éléments de la physique impliquée dans ce domaine à partir de situations familières rencontrées dans la nature : ordre, désordre, diffraction d'ondes de surface par un réseau, défauts, cartographie chimique, visualisation de colonnes atomiques individuelles.GénériqueAuteur-Réalisateur : Alexis MARTINET Auteur scientifique : Bernard JOUFFREY Co-Producteurs : • Institut de cinématographie scientifique • CNRS Audiovisuel (actuellement CNRS Images/media) Diffuseurs : - Institut de cinématographie scientifique (ics@cnrs-bellevue.fr) - et CNRS Diffusion, vidéothèque, photothèque (videotheque@cnrs-bellevue.fr)
Mot(s) clés libre(s) : cartographie, défauts, désordre, diffraction, électronique, microscopie, ondes, ordre, réseau, surface, transmission, visualisation

Discerner des taches à la surface du Soleil, des anneaux autour du disque de Saturne ou des satellites autour de Jupiter, résoudre en poudre de mille étoiles le sillon de la Voie lactée ou les taches laiteuses des nébuleuses, autant de révolutions du passé, qui furent dues au progrès des instruments astronomiques. Avec Galilée et ses successeurs, ces révolutions de l'observation fondèrent l'astronomie moderne, dont nous pouvons avec bonheur parcourir le spectaculaire livre d'images. Mais cette longue histoire n'est pas terminée et, en ce début de XXIème siècle, les défis rencontrés par l'observation fine des objets célestes ne sont pas minces. C'est en 1995 qu'est découverte la première planète extrasolaire, comparable à Jupiter, mais c'est aujourd'hui une cinquantaine de ces objets qui sont connus, en orbite autour d'étoiles proches du Soleil. En faire l'image et discerner un jour les détails de leur surface - continents, océans, volcans, voire traces de vie végétale-, n'est plus un rêve absurde. De la surface d'autres étoiles, avec ses taches, du coeur de galaxies ou bien de tant d'autres objets, les télescopes d'aujourd'hui et de demain vont donner des images plus riches encore que celles du télescope spatial Hubble. Qu'il s'agisse de son successeur le NGST, qui sera lancé en 2006, du très grand télescope européen VLT désormais opérationnel, de l'interféromètre ALMA qui couvrira une centaine de kilomètres carrés sur l'altiplano chilien ou de bien d'autres instruments, toutes les ressources de la physique, de la technologie, de l'informatique et de l'optique sont mobilisées pour affiner la vue des astronomes. Car l'art de l'observation est celui de faire parler la lumière, d'extraire toute l'information qu'elle transporte. On dit souvent des images astronomiques qu'elles font rêver : nous tenterons de faire partager ce rêve, les réalités qu'il nous dévoile, mais aussi la pure beauté qui s'en dégage.
Mot(s) clés libre(s) : astre, astronomie, atmosphère, diffraction de la lumière, étoile, image astronomique, objet céleste, observation du ciel, optique, planète, télescope, univers