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Physique

Imagerie par résonance magnétique nucléaire

Métens Th.

La résonance magnétique nucléaire est née il y a quelques dizaines d’années à peine. Depuis sa découverte, cette technique d’analyse spectroscopique a fortement étendu ses domaines d’application. Elle est aujourd’hui employée tant dans des domaines de recherche de pointe (en état solide, par exemple) que comme technique d’analyse de routine (chimie analytique). Très rapidement aussi, elle est sortie des laboratoires scientifiques, pour être utilisée à l’hôpital comme instrument de diagnostic médical. Absolument sans danger pour le patient, elle permet de distinguer, par contrastes, les différents éléments (tissus, os, graisse, etc.) à l’intérieur du corps.

ULB-CeDoP - 1997 - n° 10, 24 pages
1,35 € (+ port 1€)


La conservation de la quantité de mouvement

Brans Cl., Cornet M., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L.

Qui d’entre nous n’a jamais regardé jouer au billard ? Lors d’un choc frontal entre deux billes, celle qui était initialement à l’arrêt se met en mouvement et part avec exactement la quantité de mouvement de la bille incidente qui, elle, s’arrête.
La loi physique qui est à l’origine de ce comportement s’applique quelle que soit la nature des objets qui forment le système, qu’ils soient libres comme les billes de billard ou qu’ils forment un état lié comme le proton et l’électron périphérique dans un atome d’hydrogène. Il apparaîtra plus tard que cette loi de la conservation de la quantité de mouvement s’applique à tout système isolé, quelle que soit la nature des interactions entre ses constituants, qu’ils soient deux ou en nombre immense, qu’ils soient décrits par la mécanique classique, relativiste ou quantique.
Pour expliquer ce concept particulièrement complexe, le document propose de nombreuses applications sous forme de problèmes résolus et traite d’aspects concrets qui se rencontrent dans notre environnement ou dans le domaine de l’imagerie médicale.


ULB-CeDoP - 2000 - n° 34, 36 pages
1,85 € (+ port 1,50 €)

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Le laboratoire de physique - suggestions pour une autre approche

Gusman L., Wenderickx J.

La pratique de laboratoire a aujourd’hui quasiment disparu dans un grand nombre d’établissements d’enseignement secondaire. Les auteurs le déplorent car, à la différence d’un cours ex-cathedra, le laboratoire met les élèves en contact avec le monde réel, ce qui constitue une occasion de développer leur esprit critique.
Le dépouillement des mesures conduit à la description mathématique des observations, c’est-à-dire à l’établissement d’un modèle. Ce modèle, pour être utile, doit déboucher sur ce qui est l’objet principal des sciences : faire des prévisions. Le retour au laboratoire permet de vérifier la validité de ces prévisions, de voir si les expériences confirment ou infirment le modèle.
Le fascicule illustre ce propos par le biais d’une expérience de physique élémentaire (la mesure des carac-téristiques d’une résistance) qui ne demande pas un matériel coûteux. Un enseignement expérimental de ce type, adaptable à d’autres domaines que la physique, doit déboucher sur le renforcement de compétences transversales en sciences, en mettant l’accent sur ce qu’est vraiment l’attitude scientifique plutôt que sur des connaissances trop vite oubliées.


ULB - CeDoP - 2001 - n° 67, 27 pages
Epuisé

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Le mouvement oscillant et diverses applications en physique, biologie et écologie

Brans Cl., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L., Gusman G., Goldbeter A.

Ce document s’adresse aux enseignants et aux étudiants des classes terminales scientifiques ou de candidature. Ils y trouveront des applications du ressort moins évidentes que dans les cours traditionnels, mais aussi des rappels des notions fondamentales liées aux systèmes oscillants, une discussion détaillée des petites oscillations près de l’équilibre et la représentation des oscillations dans l’espace des phases où l’on distingue clairement les mouvements non amortis et périodiques (trajectoires fermées) des mouvements amortis oscillants mais non périodiques (trajectoires ouvertes en spirales).
Les auteurs ont, en outre, voulu établir un lien entre les modèles étudiés dans le cours de physique et leurs applications dans d’autres domaines fort différents, tels la physiologie et l’écologie.


ULB-CeDoP - 1998 - n° 11, 57 pages
2,50 € (+ port 2,25 €)


Les lois de Kirchhoff

Brans Cl., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L., Gusman G., Bellemans A.

Le souhait des auteurs est de présenter, de manière adaptée aux élèves des classes terminales de l’enseignement secondaire et à ceux qui abordent l’enseignement supérieur, une matière souvent jugée difficile par ces mêmes étudiants. De nombreux exercices ainsi que la méthode de travail proposée les aideront à progresser dans la maîtrise de ce sujet.
Enfin, toujours dans un but pédagogique, deux transparents (qui peuvent être achetés séparément) complètent ce fascicule. Grâce à l’utilisation de la couleur, ce support destiné au professeur met bien en évidence les différentes équipotentielles et les courants dans les circuits à 1 et 3 mailles.


ULB-CeDoP - 1997 - n° 12, 32 pages
1,75 € (+ port 1 €) - 2 transparents: 2,50 €

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Les superpositions d'ondes et diverses applications, notamment dans la vie courante

Brans Cl., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L.

Cette brochure, consacrée à un sujet souvent jugé difficile, s’adresse aux enseignants mais aussi aux étudiants des classes terminales scientifiques qui abordent des études supérieures. Les premiers y trouveront des applications des phénomènes d’interférence et de diffraction moins classiques que dans les cours traditionnels. Les seconds y trouveront, en plus des rappels des notions fondamentales liées aux ondes, une discussion détaillée des conditions pour qu’il y ait interférence ou diffraction, de la répartition d’énergie dans un phénomène d’interférence, ainsi que des applications de ce modèle physique.

ULB-CeDoP - 1999 - n° 13, 58 pages
2,50 € (+ port 1,25 €)


Précis de cinématique

Brans Cl., Cornet M., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L., Gusman G.

Ce fascicule s’adresse aux professeurs des classes terminales de l’enseignement secondaire ainsi qu’à leurs étudiants. Conçu dans une optique de propédeutique, il fixe les bases des connaissances idéales requises en physique pour ceux qui entament des études supérieures, universitaires ou non.
Les auteurs ont étudié systématiquement la position, la vitesse et l’accélération d’un objet en mouvement et défini les relations qui lient ces trois grandeurs physiques.


ULB-CeDoP - 1995 - n° 14, 31 pages
1,75 € (+ port 0,85 €)

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Précis de dynamique - le mouvement de translation

Brans Cl., Cornet M., Coussaert N., Dambremez A., Forest Ev., Gusman L., Gusman G.

Les professeurs des classes terminales et leurs étudiants trouveront dans ce fascicule les bases requises pour l’étude du mouvement de la translation. Après avoir décrit les mouvements dans le Précis de cinématique, les auteurs s’intéressent aux causes qui les produisent et énoncent les règles qui les régissent. Ils étudient les mouvements de points matériels, de particules, c’est-à-dire uniquement les translations. Trois transparents en couleurs accompagnent le texte. Ils reprennent les principaux dessins et les équations correspondant aux problèmes traités. Le professeur pourra donc les projeter au cours tandis que ses élèves disposeront de tous les calculs détaillés qui les accompagnent. Ces transparents peuvent être achetés séparément.

ULB-CeDoP - 1996 - n° 15, 27 pages
1,50 € (+ port 0,85 €) - 3 transparents: 3,75 €

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Quelques problèmes de biomécanique

Bellemans A.

Le contenu de ce fascicule fait de larges emprunts au cours de Physique générale donné aux étudiants de première candidature en kinésithérapie et en éducation physique. Il constitue un très bel exemple des possibilités d’application de la physique à des situations de la vie quotidienne ou à des questions relevant d’autres disciplines. Il fournira aux enseignants l’occasion de varier le contenu de leur cours et les applications, en éveillant l’intérêt des élèves et en illustrant les principes et les méthodes de la physique dans des contextes souvent inattendus.

ULB-CeDoP - 1996 - n° 16, 26 pages
1,50 € (+port 0,85 €)


Histoire de l'électricité

Frédérickx G.

Depuis toujours le phénomène électrique a intrigué l’homme. Ainsi, la Bible et la mythologie font de nombreuses allusions à l’orage et à la foudre.
Si, à l’aube de l’âge des Lumières, les savants disposent d’un générateur d’électricité statique et d’un instrument pour comparer les effets électriques des corps, il manque encore une théorie basée sur l’observation. Celle-ci sera élaborée et exploitée au 18ème siècle grâce aux travaux de Stephen Gray, Franklin, l’abbé Nollet, Volta.
Au 19ème siècle, Orsted, Ampère, Barlow, Faraday poursuivent la démarche expérimentale du 18ème siècle et Maxwell en fait la synthèse dans ses traités. La théorie classique de l’électromagnétisme formulée, il reste à découvrir la relativité restreinte et la mécanique quantique.
La qualité de l’information, l’abondance des illustrations et des explications dues aux soins de Guy Frédérickx font de ce cahier un précieux outil pour le professeur de physique.


ULB-CeDoP - 1996 - n° 39, 33 pages
1,65 € (+ port 0,85 €)


Une brève histoire de la météorologie: des premiers balbutiements au réchauffement de la planète

Quinet A.

A travers cet historique, Alfred Quinet, de l’Institut Royal Météorologique, expose les difficultés auxquelles furent confrontés les pionniers de la météorologie, puis les progrès réalisés en un peu plus d’un siècle et demi – notamment en matière d’observations et de mesures – pour conclure sur les défis qui attendent les prévisionnistes de demain. Ce faisant, il aborde des thèmes tels que la théorie du chaos et le réchauffement de la planète.
Ce cahier peut être utilisé par les professeurs de physique et de géographie.

ULB-CeDoP - 2002 - n°77, 20 pages
1,25 € (+ port 0,50 €)

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Quelques expériences de physique: la démarche scientifique illustrée par l'expérimentation (5 leçons facilement réalisables en classe)

Nardone P., Pahaut S.

Les expériences présentées dans cette brochure ont été élaborées dans le cadre d'une convention de recherche conclue entre l'ULB et la Communauté française Wallonie-Bruxelles. Il s’agissait en particulier de travailler sur l'introduction, dans le cycle fondamental, d'une culture scientifique et technique vivante – ce que l’on a appelé "l’éveil aux sciences". Les activités de découverte scientifique conçues pour les besoins de ce travail ont ici été adaptées au niveau de l’enseignement secondaire. Les expériences abordées sont simples mais elles ne sont pas simplistes. Elles peuvent servir d’introduction à l’étude de phénomènes physiques tels que les forces, la conservation de la quantité de mouvement, la gravitation, etc. Cinq thèmes sont traités: poids et ressorts, déséquilibres et instabilités, poids et balances, chaleur et mouvement, et masse, vitesse et chocs.

ULB-CeDoP – 2002 – n° 76, 37 pages
2,30 € (+ port 1,50 €)

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Un album photo de l'univers

Zimmermann L.

De quoi est fait notre univers ? Quelle est son origine ? Comment va-t-il évoluer ?... Ces questions – passionnantes parce qu’elles confinent à l’interrogation métaphysique – ont suscité bien des vocations de physiciens, et l’on peut se réjouir aujourd'hui de voir qu'une initiation à l'astrophysique fait partie des nouveaux programmes universitaires. Afin d'apporter une contribution à cet enseignement, l'astrophysique a été choisie comme thème de la journée de contact de physique ULB-Enseignement secondaire en 2001, qui se terminait par la présentation d’un CD-ROM illustrant, à l’aide de nombreuses photos et séquences animées, les principaux sujets d'étude des astrophysiciens : le Soleil, les étoiles, les galaxies...
Ce CD-ROM est utilisable sur n’importe quel ordinateur (PC ou MCIntosh) équipé d’un navigateur internet (Explorer ou Netscape). Il constitue un matériel didactique particulièrement attrayant et permet de montrer aux élèves ce que nous savons de notre univers mais aussi quelles sont les questions non encore résolues qui se poseront aux physiciens de demain.
Il peut être consulté sur le site web de l'ULB à l'adresse suivante:
http://www.ulb.ac.be/sciences/astro/cd

ULB-CeDoP - 2001,
Epuisé


L'ordinateur au laboratoire de physique - utilisation du logiciel Excel

Dambremez A., Gusman L., Van Sinoy M., Wenderickx J.

Après avoir plaidé en faveur de la pratique de laboratoire dans les cours scientifiques de l'enseignement secondaire (voir publication CeDoP n°67), l'atelier de physique coordonné par Guy Gusman propose un dossier destiné à montrer ce qu'un ordinateur peut apporter à cette pratique de laboratoire. Le logiciel Excel est ainsi utilisé pour le dépouillement et le traitement de données expérimentales recueillies lors de manipulations expérimentales. Chaque étape est décrite avec précision et illustrée d'images représentant l'écran de l'ordinateur.
Ce véritable manuel peut être utilisé par les professeurs de physique, mais aussi par les chimistes et les biologistes qui peuvent l'adapter à leurs besoins. Les compétences informatiques enseignées aux étudiants se révèleront utilisables dans d'autres domaines (scientifique, comercial, etc.)

ULB-CeDoP - 2002 n°71, 31 pages
1,75 € (+ port 0,50 €)

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La matière sombre: un grand problème de l'astrophysique contemporaine

Zimmermann L., Jorissen A.

Ce document a été élaboré sur la base de notes prises par Laurent Zimmermann pendant les leçons du Cours public d’astronomie donné par Alain Jorissen en février et mars 1998.
La présence de matière sombre dans l’univers est au cœur des recherches actuelles en astrophysique. La plupart des scientifiques souscrivent aujourd’hui à la théorie du "big bang", à la suite duquel l’univers est entré en expansion. L’avenir de l’univers dépend de sa masse volumique, c’est-à-dire de sa densité. Si celle-ci est supérieure à une valeur critique – et cela pourrait être le cas avec la présence de la matière sombre –, la gravité sera suffisante pour ralentir et renverser l’expansion. L’univers finira par se contracter sur lui-même et se terminera en un "big crunch". Dans le cas inverse, il s’étendra indéfiniment.
Ce thème est développé avec une grande rigueur scientifique, dans un fascicule richement illustré de photos, de graphiques et de figures.

ULB-CeDoP – 1998 – n° 78, 41 pages
2,30 € (+ port 1,50 €)

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Accessibilité, égalité, mixité

Marage P., Meulders D., Mosconi N.

Accessibilité des études scientifiques aux filles, égalité des hommes et des femmes dans la carrière académique, mixité de l'école et des savoirs... la "Journée des préfets et directeurs" organisée le 14 mai 2003 à l'ULB se plaçait clairement sous le signe de la problématique masculin-féminin.
Pierre Marage, Doyen de la Faculté des sciences, y a présenté un aperçu de l'étude Newtonia, consacrée à la question: pourquoi y a-t-il si peu d'étudiantes dans les filières scientifiques?
Danièle Meulders, Présidente de l'Institut des sciences du travail, a pour sa part résumé l'ouvrage Alma Mater, Homo Sapiens? récemment publié par le DULBEA sur le thème de l'inégalité de traitement entre hommes et femmes dans l'enseignement et la recherche universitaires.
Enfin, Nicole Mosconi, professeur à l'Université Paris-X-Nanterre, a abordé la délicate question de la mixité dans les classes, de la maternelle jusqu'à l'université, et des effets sociologiques parfois pervers de cette mixité.

ULB-CeDoP - 2003 - n°83, 44 pages
2,30 € (+ port 1,40 €)

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