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Astronomie

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L’astronomie est l’étude des astres. Depuis des millénaires les hommes ont levés les yeux au ciel afin de mieux comprendre la mécanique céleste. Que ce soit pour se repérer sur Terre, mesurer le temps, chercher de la vie ou plus récemment mieux comprendre notre propre Terre en étudiant d’autres planètes.

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Découvrez nos expositions « Initiation à l’astronomie » et « La recherche de la vie dans l’univers » , ainsi que celles du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), « Question d’espace » et « Promenade spatiale au fil des ondes » .

Regardez les vidéos d’Archipel des Sciences « C’est là que nous vivons » et « Comment voyons nous l’univers » pour donner une idée de l’immensité de l’espace, et pourquoi pas amorcer un questionnement sur la vie dans l’univers.

Sous le Soleil, exactement ! un blog à la recherche du soleil aux Petites Antilles, et ailleurs… sous les tropiques, exactement !

Qu’est ce qu’une éclipse solaire ?

Ce phénomène, qui impressionna tant nos ancêtres, est le produit d’une extraordinaire coïncidence cosmique. En effet, notre Lune est globalement 400 fois plus près de la Terre que le Soleil et 400 fois plus petite que lui. Les deux astres ont ainsi à peu près la même taille apparente dans le ciel, et le disque de la Lune peut se superposer plus ou moins parfaitement à celui du Soleil, occultant momentanément sa lumière. Pour qu’une éclipse soit totale, il faut toutefois que la Lune soit proche de nous. Installée sur une orbite elliptique, sa distance oscille de 357 000 à 405 000 kilomètres. Trop éloignée, elle paraît plus petite et laisse apparaître un anneau de lumière, ce que l’on nomme l’éclipse annulaire.

Eclipse Soleil

Ensuite, une éclipse solaire nécessite un deuxième miracle de la mécanique céleste : l’alignement parfait des trois astres, la Lune s’interposant entre la Terre et le Soleil. Sachant que notre satellite passe tous les 29,5 jours entre notre planète et le Soleil, lors de la nouvelle lune, on pourrait penser que le phénomène est fréquent. Hélas non, car les trois astres n’évoluent pas sur le même plan orbital. Si l’on admet que la Terre tourne autour du Soleil sur un plan horizontal, la Lune, elle, tourne de manière oblique autour de la Terre selon une trajectoire légèrement inclinée de 5 degrés par rapport à l’orbite terrestre. Elle passe donc généralement au-dessus et en-dessous de la ligne des éclipses (ou « ligne des nœuds »), qui joint de manière virtuelle le centre de la Terre à celui du Soleil. Celui-ci, d’ailleurs, ne croise cette ligne que deux fois par an.

Nœuds lunaires

La conjonction de tous ces paramètres est donc nécessaire pour avoir une éclipse solaire totale, un événement rare et de courte durée (pas plus de 8 minutes). Car s’il s’en produit en moyenne environ trois par an, cela ne touche qu’une étroite bande de notre planète, le plus souvent inhabitée (océans, pôles, déserts).

Qu’est ce qu’une éclipse lunaire ?

Une éclipse lunaire est une éclipse se produisant à chaque fois que la Lune se trouve dans l’ombre de la Terre. D’un point de vue lunaire, il s’agit d’une occultation du Soleil par la Terre.

Deux conditions sont requises pour que cela arrive. D’abord, la Lune doit être pleine, c’est-à-dire que, par rapport au Soleil, elle doit se trouver juste derrière la Terre. Toutefois, comme le plan orbital de la Lune est incliné de 5° par rapport au plan orbital de la Terre (l’écliptique), la plupart des pleines lunes se produisent quand la Lune est au Nord ou au Sud de l’ombre de la Terre. Ensuite, une deuxième condition pour qu’une éclipse lunaire advienne est que la Lune doit être à proximité d’un des deux points d’intersection que son orbite fait avec l’écliptique, les nœuds orbitaux.

Eclipse lunaire

Une éclipse totale se produit quand 100 % du globe lunaire est plongé durant un laps de temps dans le cône d’ombre de la Terre. La Lune prend alors des teintes cuivrées, plus ou moins sombres selon l’alignement Soleil-Terre-Lune.

Une éclipse lunaire partielle se produit uniquement quand une partie de la Lune entre dans l’ombre.

Une éclipse pénombrale se produit quand la Lune traverse la pénombre de la Terre. La pénombre ne provoque aucun obscurcissement notable de la surface lunaire. Certaines éclipses pénombrales sont totales, durant lesquelles la Lune se trouve entièrement dans la zone de pénombre de la Terre, mais elles sont rares.

Le CNRS propose un dossier sur le Big Bang.

Big bang CNRS

Ce dossier vous propose un voyage dans le temps, de l’explosion primordiale à l’émergence des briques du vivant sur Terre. Astrophysiciens, physiciens des particules, cosmologistes et exobiologistes apportent leur regard et leur expertise sur les grandes étapes de cette fabuleuse histoire qui interroge les hommes depuis la nuit des temps.

Quelques ressources en ligne

La lumière

Qu’est-ce que la lumière blanche ? Pourquoi observe-t-on parfois un arc-en-ciel ? Qu’appelle-t-on la réflexion et la réfraction de la lumière ? Pourquoi utilise-t-on des lunettes pour corriger la vue ?

 

La lumière est l’ensemble des rayonnements électromagnétiques visibles, c’est-à-dire susceptibles d’être perçus directement par un œil humain, dont les longueurs d’onde sont comprises entre 400 et 800 nm.

Toutefois, on étend souvent le domaine de la lumière à des parties invisibles du spectre, l’infrarouge et l’ultraviolet, dont les propriétés restent très voisines de celles de la lumière  » visible « .

Spectre lumière blanche

Spectre de la lumière blanche

La lumière blanche est composée de la superposition de toutes les couleurs qui composent le spectre de la lumière « visible ».

Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique. En physique classique, il est décrit sous la forme d’une onde électromagnétique correspondant à la propagation d’un champ magnétique et d’un champ électrique (l’un étant perpendiculaire à l’autre) en ligne droite à partir d’une source constituée par un mouvement alternatif de charges électriques. La lumière visible est une petite tranche du large spectre électromagnétique. Dans l’ordre des longueurs d’onde décroissantes, on trouve :

  • les {{ondes radio}} : λ > 1 m
  • les {{micro-ondes}} : 1 mm < λ < 1 m
  • les{{ infra-rouges}} : 0,8 µm < λ < 1 mm
  • le {{visible}} : 0,4 µm < λ < 0,8 µm
  • les {{ultra-violets}} : 5 nm < λ < 0,4 µm
  • les {{rayons X}} : 5 pm < λ < 5 nm
  • les {{rayons gamma}} : λ < 5 pm
Spectre électromagnétique

Spectre électromagnétique

La lumière, qui fait partie des premiers phénomènes dont l’homme a pris conscience, a d’abord été étudiée sous l’aspect sensoriel, d’après les images perçues visuellement ; pour certaines études de ce genre (formation des images), on peut assimiler la lumière émise par une source à un faisceau de rayons rectilignes. Mais cette conception simplificatrice (qui suppose, notamment, une longueur d’onde nulle) se révèle incapable de rendre compte de la totalité des phénomènes de propagation de la lumière, et, pour une étude rigoureuse de tous les phénomènes lumineux, on doit recourir à deux théories physiques correspondant au double aspect de la lumière : ondulatoire et corpusculaire.

  • La théorie électromagnétique :

Dans la théorie électromagnétique, la lumière apparaît comme un {{phénomène ondulatoire périodique}} (car donnant lieu à des interférences) dont les longueurs d’onde sont de l’ordre de 0,5 µm, pouvant se propager dans le vide avec une vitesse finie, et dont la nature électromagnétique a été établie par les travaux de James Maxwell. En tant qu’onde électromagnétique (onde transversale composée d’une onde de champ électrique et d’une onde de champ magnétique) de fréquence très élevée, la lumière voit sa propagation perturbée, aussi bien par la présence d’obstacles matériels (provoquant des réflexions, des diffractions, des interférences, des réfractions) que par celle de champs électriques ou magnétiques (polarisation rotatoire). Sa vitesse de propagation, dont l’étude cinématique est à l’origine de la théorie de la relativité restreinte, égale à c = 299 792 458 m/s, est une constante universelle dont la valeur n’est pas modifiée par un changement de référentiel ; elle constitue la vitesse maximale de transmission des informations entre deux systèmes quelconques. Mais la théorie électromagnétique (macroscopique), qui décrit correctement les phénomènes de propagation, est insuffisante pour expliquer les interactions de la lumière avec la matière.

Onde électromagnétique

Onde électromagnétique

  • La théorie corpusculaire :

Dans la théorie quantique, la lumière apparaît comme un {{flux discontinu de photons}} (particules élémentaires de masse au repos nulle), dont l’énergie est liée à la fréquence de l’onde par la relation W = h . ν (h, constante de Planck ; ν, fréquence) ; ce point de vue permet d’expliquer les observations relatives à l’émission et à l’absorption de lumière par la matière.

Effet photoélectrique

Effet photoélectrique

D’une façon générale, l’émission de lumière correspond à la libération de quanta d’énergie (sous forme de photons) par les électrons des atomes retournant à un niveau énergétique inférieur, après avoir été portés à un niveau supérieur par une action excitatrice fournissant l’énergie nécessaire ; suivant la nature de l’excitation, on observe les divers phénomènes d’incandescence ou de luminescence (thermoluminescence, électroluminescence, chimioluminescence, photoluminescence).

L’absorption, quant à elle, correspond à la capture de photons par les électrons des atomes, qui se trouvent ainsi portés à des niveaux excités ; ce qui peut se traduire, notamment, par l’échauffement d’une masse de matière ou par la production d’un courant électrique (effet photoélectrique).

La lumière possède de nombreuses propriétés :

  • La réflexion :

Quand on parle de réflexion, par opposition à l’absorption et à la transmission, il s’agit de l’ensemble des rayons qui émergent de l’interface du côté d’origine des rayons.

Idéalement, l’énergie du rayon incident se retrouve totalement dans le rayon réfléchi, en pratique une partie de l’énergie peut être absorbée ou diffusée au niveau de l’interface.

La qualité de la réflexion dépend de la qualité de l’interface, dès que la taille des défauts de l’interface est inférieure ou de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde, l’interface tend à devenir parfaitement réfléchissante. C’est pourquoi une surface de métal brut qui diffuse fortement devient parfaitement réfléchissante quand on la polit (on l’abrase jusqu’à ce que la taille des défauts soit comparable à la longueur d’onde de la lumière).

Réflexion lumière

Réflexion de la mumière

Si l’on construit un miroir pour la lumière visible, la taille des défauts ne doit pas excéder quelques centaines de nanomètres. Pour les ondes radios ou les ondes radars ces défauts peuvent être de l’ordre de quelques centimètres, au lieu de construire des miroirs dont la surface métallique est uniforme on peut se contenter d’une surface plus grossière de type « grillage ».

1ère loi de Snell-Descartes

1ère loi de Snell-Descartes

  • La réfraction :

La lumière est déviée lorsqu’elle passe d’un milieu transparent à un autre (par exemple : de l’air à l’eau, ou le contraire…). C’est ce phénomène qu’on observe lorsque l’on regarde un crayon dans un verre : celui-ci paraît brisé. Cette fracture apparente est à l’origine du mot réfraction.

Réfraction

Réfraction

Les lois de la réfraction, énoncées par Snell et Descartes, permettent de rendre compte quantitativement du phénomène. Pour la réfraction, les {{lois de Snell-Descartes}} précisent que :

  • Le rayon réfracté se situe dans le plan d’incidence (défini par le rayon incident et la normale au dioptre au mouvement d’incidence), rayon incident et rayon réfracté étant de part et d’autre de la normale.
  • Les angles d’incidence et de réfraction θ1 et θ2, mesurés par rapport à la normale sont tels que : n1.sin θ1 = n2.sin θ2
2ème loi de Snell-Descartes

2ème loi de Snell-Descartes

  • La dispersion :

Un milieu est caractérisé par son indice de réfraction n = c/v, où c est la célérité de la lumière dans le vide et v sa vitesse dans le milieu considéré. Une variation de cet indice sur le trajet d’un rayon lumineux va causer sa déviation, ou plutôt réfraction selon les lois de Snell-Descartes.

Ainsi, lorsque le milieu de propagation est dispersif, la vitesse de propagation, et donc l’indice de réfraction dépendent de la fréquence : la déviation des rayons dépend de la fréquence, c’est-à-dire de la couleur. Cela s’observe pour les matériaux comme le verre : les rayons bleus sont plus déviés que les rayons rouges et les couleurs sont ainsi séparées. Cette observation est connue dans le cas des prismes.

Dispersion de la lumière dans un prisme

Dispersion de la lumière dans un prisme

La variation de l’indice de réfraction d’un milieu transparent dans la lumière visible suit une loi dite de Cauchy : n(λ) = A + B/λ2 où λ est la longueur d’onde dans le vide et où A (sans unité) et B (en m2) caractérisent le milieu. On remarque que pour un milieu non dispersif, B = 0 et qu’un milieu est de moins en moins dispersif si B tend vers 0.

  • La diffraction :

La diffraction est le comportement des ondes lorsqu’elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d’une onde par les points de l’objet. La diffraction se manifeste par le fait qu’après la rencontre d’un objet, la densité de l’onde n’est pas conservée selon les lois de l’optique géométrique.

La diffraction s’observe avec la lumière, mais également avec le son, les vagues, les neutrons, les rayons X (une onde électromagnétique comme la lumière visible) ou la matière. Elle est une signature de la nature ondulatoire d’un phénomène.

Montage diffraction

Pour être mise en évidence clairement, l’obstacle que rencontre l’onde doit avoir une taille caractéristique relativement petite par rapport à la distance à laquelle l’observateur se place. Si l’observateur est proche de l’objet, il observera l’image géométrique de l’objet : celle qui nous apparaît habituellement. La diffraction des particules de matière, c’est-à-dire l’observation des particules de matière projetées contre un objet, permet de prouver que les particules se comportent aussi comme des ondes.

Largeur diffraction

Animations de diffraction par une fente, diffraction par un trou et diffraction par un bord (Source : Académie de Caen).

  • Les interférences :

En mécanique ondulatoire, on parle d’interférences lorsque deux ondes de même type se rencontrent et interagissent l’une avec l’autre. Ce phénomène apparaît souvent en optique avec les ondes lumineuses, mais il s’obtient également avec des ondes électromagnétiques d’autres longueurs d’onde, ou avec d’autres types d’ondes comme les ondes sonores.

On utilise des interféromètres pour mesurer ou visualiser les interférences, comme par exemple les fentes de Young. Les fentes de Young désignent une expérience qui consiste à faire interférer deux faisceaux de lumière issus d’une même source, en les faisant passer par deux petits trous percés dans un plan opaque. Sur un écran disposé en face des fentes de Young, on observe une alternance de franges sombres et de franges illuminées.

Fentes Young

Simulation des interférences obtenues après les fentes de Young

Cette expérience permet alors de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière. Elle a été également réalisée avec de la matière, comme les électrons, neutrons, atomes, molécules, avec lesquels on observe aussi des interférences. Cela illustre la dualité onde-particule : les interférences montrent que la matière présente un comportement ondulatoire, mais la façon dont ils sont détectés (impact sur un écran) montre leur comportement particulaire.

Franges interférences

Illustration de l’apparition de franges d’interférences

Voici une animation qui permet de visualiser le phénomène d’interférence de Young (Source : Académie de Caen).

Quelques ressources en ligne

La matière

Qu’est ce que la matière ? Sous quelles formes existe-t-elle ? De quoi est-elle composée ? Comment peut-on la transformée ?
Tout ce que vous avez voulu connaître sur la matière et ses propriétés, découvrez le à travers quelques liens et animations.

La matière désigne l’ensemble des objets et des composés naturels ou synthétiques qui constituent notre univers. Au fil des siècles, les progrès techniques, tels que l’utilisation de microscopes de plus en plus perfectionnés, ont permis aux scientifiques d’observer l’infiniment petit et de percer quelques-uns des secrets de la matière.

La matière (de mater => mère) est {{présente autour de nous sous trois formes ou plus exactement trois états : solide, liquide et gazeux. Une substance comme l’eau pourra être de la glace, du liquide incolore ou de la vapeur d’eau selon la température et la pression exercée sur cette eau.

Ordre atomes

Si on prend un morceau de fer et qu’on le divise en morceaux de plus en plus petits, il arrivera un moment où il ne sera plus possible de le diviser en morceaux de fer. Ce plus petit morceau de fer possible est l’atome de fer.

Structure fer

Structure atomique du fer

Un atome de fer peut être divisé mais les morceaux qui restent après la division ne sont plus du fer. On obtient un noyau et des électrons, le noyau étant constitué de protons et de neutrons. Les électrons sont chargé négativement tandis que les protons sont chargés positivement, les neutrons étant électriquement neutres.

Structure atome

Structure d’un atome

On trouve donc au centre de l’atome le noyau et, autour de ce noyau, le nuage électronique où sont dispersés le électrons. Il y a exactement le même nombre d’électrons et de protons dans un atome, un atome est donc électriquement neutre.
Le volume occupé par le noyau de l’atome est environ 10⁵ fois plus petit que le volume occupé par l’atome. Entre la périphérie de l’atome et le noyau, il y a du vide dans lequel « gravitent » les électrons.

Les atomes sont symbolisés par une lettre majuscule, parfois suivie d’une lettre minuscule. L’atome d’hydrogène est symbolisé par H, celui d’oxygène par O, ou encore l’atome de fer par Fe. Pour décrire complètement l’atome, on a besoin, d’une part, du numéro atomique Z, c’est à dire du nombre de protons dans le noyau, et, d’autre part, du nombre de masses A, c’est à dire du nombres de nucléons (protons + neutrons) dans le noyau. La représentation symbolique d’un atome est alors :

Symbole atome

Symbole d’un atome

Le nombre de neutrons d’un atome est alors égal à A-Z.

L’atome d’orsymbole_Au

  • Au est le symbole chimique de l’or,
  • 197 : le noyau contient 197 nucléons,
  • 79  : le noyau contient 79 protons et l’atome 79 électrons,
  • 197-79 = 118 : le noyau contient donc 118 neutrons.

L’atome d’or est donc composé de 118 neutrons, 79 protons et 79 électrons.

Les éléments chimiques sont classifiés selon leur nombre atomique croissant et en fonction de leur configuration électronique dans le tableau périodique des éléments.

Tableau périodique des éléments

Son invention est généralement attribuée au chimiste russe Dmitri Mendeleïev, qui construisit en 1869 une table différente de celle qu’on utilise aujourd’hui[1] mais similaire dans son principe, dont le grand intérêt était de proposer une classification systématique des éléments chimiques connus à l’époque en vue de souligner la périodicité de leurs propriétés chimiques, d’identifier les éléments qui restaient à découvrir, et même de pouvoir prédire les propriétés de ces éléments alors inconnus.
Le tableau périodique a connu de nombreux réajustements depuis lors jusqu’à prendre la forme que nous lui connaissons aujourd’hui, et est devenu un référentiel universel auquel peuvent être rapportés tous les types de comportements physique et chimique des éléments.

Si on prend de l’eau et qu’on la divise en parties de plus en plus petites, il arrivera aussi un moment où il ne sera plus possible de la diviser en parties d’eau. La plus petite partie d’eau possible est la molécule d’eau. La molécule d’eau peut être divisée mais les morceaux qui restent après la division ne sont plus de l’eau : ce sont un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène (la molécule d’eau est donc notée H2O)…

Molécule d'eau

Ainsi, il est possible de faire de l’eau avec de l’oxygène et de l’hydrogène, au cours d’une réaction chimique. Par contre, il n’est pas possible de faire du fer par une réaction chimique (mais il est possible d’extraire du fer d’une molécule qui en contient).

Une molécule est donc un assemblage de plusieurs atomes. Certains corps, tels que l’eau, sont des corps composés, leur plus petite partie est une molécule, d’autres, comme le fer, sont des corps purs, leur plus petite partie est un atome. La chimie permet de faire des corps composés à partir de corps purs, mais pas de faire des corps purs à partir d’autres corps purs…

Les grecs anciens, et en particulier Démocrite, avaient déjà imaginé que la matière devait être discrète et non continue, c’est à dire qu’elle ne peut pas être divisée indéfiniment. Ils avaient ainsi postulé l’existence de grains de matière indivisibles qu’ils appelèrent atomes (atomos en grec signifie insécable). Néanmoins, pendant des siècles, l’idée généralement admise était que toute matière pouvait être formée à partir de quatre éléments fondamentaux : l’eau, l’air, la terre et le feu

Les notions modernes d’éléments et d’atomes sont apparues plus tard avec les débuts de la chimie. La notion d’élément telle qu’elle est connue actuellement a été définie en 1661 par Robert Boyle. Ensuite, John Dalton en 1808 et Avogadro en 1811 élaborèrent la notion d’atome et de molécule afin d’expliquer les réactions chimiques, mais ce schéma ne fut adopté officiellement qu’en 1860.

Il fallut attendre la fin du XIXème siècle pour que l’atome soit aussi étudié par les physiciens et pas seulement par les chimistes.

  • Les Gaz

Un gaz est un ensemble d’atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n’a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le volume disponible. L’état gazeux est un état désordonné et dispersé et est une forme de fluide.

Gaz

  • Les Liquides

Le liquide est une forme de fluide : les molécules sont faiblement liées, ce qui rend les liquides parfaitement déformables ; ils n’ont donc pas de forme propre. Mais, à l’inverse du gaz, elles sont tout de même liées : une molécule ne peut s’éloigner beaucoup d’une autre, ce qui fait que la matière liquide a une cohésion que ne possède pas le gaz. Les molécules étant très proches les unes des autres, les liquides sont difficilement compressibles, ils ont un volume propre. L’état liquide est un état désordonné et dense.

Liquide

La forme liquide correspond à une forme de moindre énergie que le gaz (l’énergie cinétique des molécules d’un liquide est insuffisante pour rompre les forces qui se matérialisent par la tension superficielle) mais d’énergie supérieure à la forme solide (contrairement au solide, l’énergie cinétique des molécules suffit à les faire se déplacer spontanément les unes par rapport aux autres).

Une caractéristique des liquides est leur viscosité, qui mesure l’attachement des molécules les unes aux autres – et donc la résistance à un corps qui traverserait le liquide. Plus la viscosité est grande, plus le liquide est difficile à traverser. Il y a donc toute une gamme d’états intermédiaires (pâte), qui rend la distinction difficile entre le liquide et le solide. L’hélium II (« superfluide ») ne possède pas de viscosité du tout.

  • Les Solides

L’état solide est un des états de la matière caractérisé par l’absence de liberté entre les particules qui le constitue (atomes, ions, molécules). Les solides ont un volume propre comme les liquides, mais également une forme propre.

Solide

La plupart des solides sont des cristaux, et le modèle du cristal permet de se faire une bonne idée de l’état solide : les atomes sont disposés dans l’espace de manière régulière et ordonnée. Les distances entre les atomes restent constantes. On parle d’ordre à longue distance. C’est le domaine de la cristallographie. On distingue quatre types de solides cristallisés :

  • les solides métalliques constitués d’ions positifs simples (atomes ayant perdu 1 ou 2 électrons périphériques) baignant dans un  » gaz  » d’électrons libres ou quasi-libres
Cuivre

Structure du cuivre solide

  • les solides ioniques constitués d’ions positifs et négatifs
Chlorure de sodium

Structure du cristal de chlorure de sodium

  • les solides covalents qui sont isolants ou semi-conducteurs
Diamant

Diamant

  • les solides moléculaires où des interactions (type Van der Waals) expliquent la cohésion
Glace hexagonale

Structure de la glace dans les conditions de pression atmosphérique normale

Cependant, certains solides sont amorphes : ils n’ont pas d’atomes rangés régulièrement comme dans un cristal. Les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance. Le cas typique est celui du verre qui, à température ordinaire, a l’apparence d’un solide très dur et indéformable. Lorsqu’on augmente la température, il fond sans qu’il y ait discontinuité dans les propriétés physiques, c’est à dire sans qu’il y ait de changement dans la structure atomique. C’est un solide appelé solide vitreux où l’état solide est en fait un état liquide (donc une structure désordonnée) de viscosité très élevée. Les solides amorphes ont tout de même un ordre à courte distance (de quelques atomes).

Silice cristalline

Silice cristalline (cristobalite)

Silice vitreuse

Silice vitreuse (verre)

Un changement d’état est une transition de phase lors du passage d’un état de la matière à un autre. Attention : un changement d’état n’est pas une transformation chimique ! Ce phénomène est étudié en thermodynamique via les diagrammes de phase. La transition de phase se produit lorsque certaines caractéristiques de la matière changent : pression, température, volume, densité, énergie, etc.

Changements d'états

Changements d’états

À pression atmosphérique normale, l’eau est solide pour une température inférieure à 0 °C, liquide pour une température comprise entre 0 °C et 100 °C, et à l’état de gaz pour des températures supérieures. À pression plus faible, le changement d’état se produit pour des températures plus basses. Ainsi, l’eau bout à une température inférieure à 100 °C en montagne car la pression diminue avec l’altitude.

Diagramme de phase de l'eau

Diagramme de phase de l’eau

Quelques ressources en ligne