Monthly Archives: novembre 2011

L’effet tunnel

Je suis tombé tout à fait par hasard sur le site intitulé Vers le nanomonde, alimenté par l’INPG, qui doit être l’Institut National Polytechnique de Grenoble (quoique je n’ai pu trouver sur le site la moindre information à propos de ses auteurs).

Ce site est très bien fait. On y trouve une multitude de renseignements sur les phénomènes et objets à l’échelle nanoscopique, par exemple sur l’effet tunnel dont j’ai parlé à plusieurs reprise, mais aussi sur les vitres autonettoyantes, le fonctionnement des CD ou des DVD, diverses techniques microscopiques, etc. Il y a aussi des « photos » d’objets biologiques (mouche, pissenlit) l’échelle du nanomètre (le terme photo ne doit pas faire pense à une photographie optique telle qu’on peut l’obtenir avec un appareil photo).

Ca faisait longtemps qu’on n’avait pas entendu parler des extraterrestres

Heureusement que des gens sérieux veillent, et nous informent en temps et en heure de tout ce que nos gouvernements nous cachent ! Eh oui, après le yéti dont on nous a annoncé la résurrection il y a quelques semaines, il s’avère que les extraterrestres ont débarqué en Amérique du Sud, contrairement aux élucubrations d’un astrophysicien qui racontait manifestement n’importe quoi dans Pour la Science.

Parfaitement ! Des momies le prouvent !

Des esprits chagrins pourraient me rétorquer que mes informations manquent un peu de fiabilité, puisque j’ai lu ça dans la page « news » de yahoo ! (ne pas oublier le point d’exclamation), qui n’est, il est vrai, pas le summum du sérieux journalistique.

Mais enfin ! puisqu’on vous dit que c’est vrai, il y a même des photos ! Alors hein ! Un crâne de forme totalement spéciale, puisqu’il ressemble à … un crâne d’être humain. Ah oui, mais quand même un peu allongé et avec des énormes yeux. Alors !

Bon, moi je veux bien, mais franchement je suis déçu. Si les extraterrestres ressemblent autant à ma voisine, c’était pas vraiment la peine qu’ils se déplacent jusqu’ici.

A moins que ma voisine …. voilà qui explique bien des choses …

A propos des devoirs et de la façon de les réussir

Je me permets, puisque la fin du trimestre approche, de faire quelques remarques sur les devoirs qui ont déjà eu lieu, et d’en tirer quelques conclusions pour les devoirs à venir.

Les devoirs sont un entrainement aux écrits des concours, et il convient de les considérer comme tels. L’objectif premier n’est pas de vous mettre des mauvaises notes, mais de vous roder petit à petit à composer en 3h30 selon les modalités des épreuves actuelles. Les objectifs que vous devez vous fixer sont au nombre de 3 principaux.

D’abord, il faut apprendre à gérer son temps. Une dissertation de bio doit être menée de l’introduction jusqu’à la conclusion; il n’est pas question d’arrêter au milieu de la dernière partie faute de temps! Les problèmes de maths et de sciences physique comportent souvent des parties indépendantes, qui sont d’inégale difficulté. A quoi bon passer 3h sur le problème d’électrocinétique, votre matière honnie, et ne garder que 30 minutes pour les liaisons covalentes que vous adorez ? Cela nécessite de commencer par lire rapidement l’intégralité du sujet. En sciences physiques, comme les matières sont notées séparément, il faut veiller tout de même à un certain équilibre entre physique et chimie.

Ensuite, il faut tirer les enseignements de ses échecs éventuels. Si on n’a pas réussi un devoir, il y a des raisons : cours insuffisamment connu ? techniques de calcul trop approximatives ? une notion manifestement comprise de travers ? C’est plus embêtant en cas de totale incompréhension du pourquoi de votre échec. Usuellement, en pareil cas, la réponse est simple : vous ne travaillez pas correctement, c’est-à-dire de façon non efficace compte-tenu des exigences de prépas. La plupart du temps, c’est parce que vous espérez (à tort) que les bonnes vieilles recettes de bachotage de terminale sont la bonne façon de travailler.

Enfin, il faut absolument être combatif et courageux ! Que certaines et certains restent les yeux dans le vague pendant des minutes entières en devoir, cela me laisse interloqué. On doit fournir le maximum pendant toute la durée des épreuves, essayer, s’acharner, ne jamais laisser tomber. Et même si on a le sentiment d’avoir tout raté, on rend ce qu’on a fait, sans aucune honte et sans aucun scrupule. D’abord nous sommes payés pour corriger des copies (même si je le déplore), et ensuite on ne peut vous aider à progresser que si nous voyons où vous en êtes. C’est particulièrement vrai pour les devoirs en temps libres ( « Oh ben, j’ai rien rendu parce que j’ai fait que les 2 premières questions » )…

Je vous souhaite bon courage pour samedi.

Seuls dans l’univers ?

Je vous signale un intéressant article dans le numéro d’octobre de Pour la Science, sur la question de savoir si nous sommes seuls dans l’univers, ou du moins dans la partie de l’univers dont nous pouvons imaginer qu’elle nous sera accessible un jour. L’auteur, un peu à contre-courant de la mode, défend l’opinion que nous serions bien seul. Je n’ai évidemment pas la prétention d’avoir là-dessus un opinion plus sérieuse que les spécialistes qui s’intéressent à la question ; cependant, à la lecture de cet article, je suis plus convaincu qu’à la lecture d’articles qui professent l’opinion inverse. C’est de toutes façon un débat passionnant, mais hautement spéculatif.

Calculatrice et régression linéaire

Vous disposez tous sur votre calculatrice d’un programme qui s’appelle la régression linéaire, et vous devez apprendre à vous en servir.

Imaginez que vous vouliez vérifier qu’une certaine grandeur Y varie selon une loi affine en fonction de la grandeur X. Pour cela, vous disposez d’un ensemble de résultats expérimentaux, qui sont la mesure de Y pour différentes valeurs de X, c’est-à-dire un tableau donnant des couples de valeurs (X1,Y1), (X2,Y2), etc.

La régression linéaire est un programme qui permet, à partir de ces couples de points, de déterminer quelle est la meilleure droite qui passe par ces points. C’est-à-dire que, si vous donnez à la machine ces valeurs, elle vous calculera le coefficient directeur et l’ordonnée à l’origine de la meilleure droite qui passe par ces points. En outre, la machine calcule un paramètre qui dit si les points sont bien alignés le long de la droite calculée ou pas (en effet, le programme calcule la meilleure droite stupidement : il fait les calculs même si les points ne sont pas du tout alignés). J’ai fait un petit topo sur la régression linéaire que vous pouvez trouver sur les sites des cours de physique, à la rubrique « outils mathématiques ».

Nous utiliserons la régression linéaire très régulièrement au cours de l’année, tant en physique qu’en chimie. Il est indispensable de maitriser cette fonctionnalité de votre machine. Le mode d’emploi pour une TI82stat est ici, pour une TI83+ là, pour une TI89 titanium ici, et pour une casio graph 85 là. Je présume que pour les autres TI et les autres casio, le mode d’emploi n’est pas très différents. Si certains ont d’autres machines et peuvent écrire un petit mode d’emploi de la régression linéaire, ils peuvent me l’envoyer et je le mettrai en ligne.

Correction du devoir en temps limité de physique n°2

Le devoir de physique n’est pas plus réussi que le devoir de chimie, avec une moyenne de 9/20. La moyenne est atteinte par 16 copies, et 3 copies ont entre 9 et 10.

Les questions préliminaires rapportaient 1/5 des points environ. Autant dire que personne ne devrait avoir moins de 4/20. L’intégration de la relation locale de la statique des fluides a donné lieu à des patouillages de signes qui n’ont trompé personne. C’était ni plus ni moins ce qu’on avait fait en TD. Le lac Baïkal m’a été signalé au Niger …

Je suis en revanche plutôt agréablement surpris du nombre de copies où l’intégration pour trouver la force F2 a été correctement faite, et je m’en réjouis. La détermination de RT et RN en utilisant la nullité de la somme des forces est également plutôt correcte. Dommage qu’à la question 12, une partie importante d’entre vous ait obtenu une relation fausse pour des pures questions d’étourderie (un g oublié, inversion de RN et RT …).

Le calcul des moments est plus problématique. Pourquoi diable nombre d’entre vous ont décrété que x=d/2 ? Où était-ce dit ? Nulle part, bien sûr ! et même à la question 15, on disait x=2d/3. Vous devez lire intégralement l’énoncé d’un sujet avant de commencer à répondre aux questions. Il y a fréquemment dans les questions finales des indications indirectes sur les questions précédentes, et il faut les exploiter ! Je ne sais pas non plus pourquoi le moment du poids a été si souvent oublié …

Les dernières questions sur la poussée d’Archimède étaient très faciles, et pourtant fort peu réussies. Pour montrer que l’engin ne coule pas, il suffit de montrer que, totalement immergé, la poussée d’Archimède (vers le haut) l’emporte sur le poids (vers le bas). Attention cependant à ne pas écrire d’horreurs mathématiques : on peut écrire une inégalité entre les normes de deux vecteurs, en revanche, une inégalité entre deux vecteurs, je ne sais pas ce que c’est.

Corrigé du devoir en temps limité de chimie n°2

Le devoir de chimie est moyennement réussi, avec une moyenne de 9,2/20, nettement en-deça de ce qu’on pouvait attendre. 16 copies ont au-dessus de 10, et 2 copies ont entre 9 et 10.

La stéréochimie est mitigée. La formule moléculaire de A a été généralement correctement trouvée, sauf par ceux qui n’ont pas réalisé que la molécule comportait de l’oxygène… La somme des abondances de C, H et N ne faisant pas 100%, il y a nécessairement d’autres éléments dans la molécule. Du reste, comme il s’agit d’un acide aminé, on sait (ou du moins vous devriez savoir) qu’il y a un groupe acide carboxylique, qui comporte 2 atomes d’oxygène.

Dans la même veine, je ne m’attendais pas à ce que vous connaissiez tous la formule de la glutamine, mais il est inadmissible que si peu d’entre vous ait écrit des formules aussi ridiculement fausses. La formule générale d’un acide aminé est NH2-CHR-CO2H, avec R variable d’un acide aminé à l’autre. On l’a vu dans le cours sur l’acido-basicité, et en BCPST, on n’a tout simplement pas le droit de l’ignorer.

Le passage de Cram à Newman a été fait proprement par la majorité d’entre vous, et c’est bien. Il y a eu moins de succès pour le passage de Cram à Fischer, mais dans l’ensemble, c’est compris.

Le problème de conductimétrie a été nettement plus décevant. Il est tout de même consternant que le nombre de copies où la concentration a été convertie en mol/m3 soit aussi faible, alors que cette unité était rappelé dans la première question ! Lisez-vous les énoncés ?

Pour ce qui est de la vérification de la proportionnalité entre la conductivité et la concentration, j’avoue que j’ai été totalement pris de court : la plupart d’entre vous n’ont rien compris à la question. On demande de vérifier que sigma est proportionnelle à C. Pour cela, on prépare des solutions de différentes concentrations et on en mesure sigma. Le but est évidemment de mettre en évidence que le tracé de sigma en fonction de C est une droite. Les 3/4 d’entre vous ont calculé C en divisant sigma par la somme des lambda0, puis ont tracé sigma en fonction de C, et – ô miracle – ont trouvé une droite. Autrement dit, vous avez supposé que sigma est proportionnel à C (puisque vous avez utilisé la relation de proportionnalité) et vous avez ensuite conclu que c’était proportionnel ! Il fallait évidemment calculer les concentrations en utilisant les lois de la dilution, et reporter sur un graphe sigma et C, obtenus indépendamment l’une de l’autre.

L’application de la conductimétrie à l’acido-basicité m’a mis franchement en rogne. Que 90% d’entre vous ne connaissent pas les concentrations de H3O+ et HO- dans l’eau pure, c’est du grand n’importe quoi. Entre ceux qui prennent la concentration de la solution d’ammoniac (que vient-elle faire là ?) ou qui disent « tiens, ben on n’a qu’à dire que c’est 1 mol/L » (en oubliant de le mettre en mol/m3 bien entendu), c’est indigne d’une classe prépa. Vous apprenez le cours, ou vous êtes là en dilettantes ?
Pour ne rien arranger, l’écriture du tableau d’avancement a été un désastre, avec une confusion récurrente entre y et alpha. Ecrire C0-alpha ne peut pas être juste, puisque C0 est une concentration (en mol/L) et alpha un rapport de concentration (sans unité).

Même le dosage n’a pas été correctement interprété par tout le monde. Il suffisait pourtant d’écrire CaVa=CbVE …

J’attends davantage de sérieux dans le travail. La classe n’est, pour l’instant, pas du tout à la hauteur des exigences du concours. Il est encore temps de vous réveiller, mais il est maintenant plus que temps.