Du feu directement dans la main

Du feu directement dans la main

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La réaction chimique entre du liquide vaisselle, de l’eau et du butane produit une mousse inflammable.

Il est alors possible de prendre cette mousse dans la main et de la faire brûler sans qu’elle ne représente un danger pour l’expérimentateur.

Colonne de flamme

Colonne de flamme

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Lorsqu’on place une flamme dans une bouteille en verre coupée en 2 dans le sens de la longueur, et que l’on déplace l’une des demi-bouteilles en verre de quelques centimètres, la circulation de l’air au sein de l’espace à l’intérieur de la bouteille est modifiée.

Ainsi, une petite tornade se crée autour de la flamme, faisant que celle-ci devient plus étroite mais va beaucoup plus haut.

Du feu bleu, et même du vert

Du feu bleu, et même du vert

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Du feu rouge orangé, c’est commun. Du feu bleu c’est déjà mieux, mais avez-vous déjà vu du feu bleu et vert ?

Une feuille d’aluminium est rongée par un mélange de sulfate de cuivre et d’acide chlorhydrique. La réaction produit un gaz invisible à l'œil nu : du dihydrogène. L’inflammation de ce gaz dans une bouteille produit une flamme bleu-vert à l’intérieur du verre, voire au-dessus de l’ouverture !

Cette couleur si particulière est due à l’excitation des électrons du cuivre par la combustion du dihydrogène. En se désexcitant, ces électrons émettent la lumière bleue-vert de la flamme dansant autour de l’aluminium…


 
Flamme noire

Flamme noire

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Vous avez peut-être déjà vu des flammes de couleur, mais avez vous déjà vu une flamme noire ? Et une flamme qui a une ombre en plus ?!

Le dispositif utilise une lampe monochromatique à vapeur de sodium, qui a la particularité d’émettre une seule longueur d’onde correspondant à une couleur jaune-orange. Avec un tel éclairage, on voit tout ce qui nous entoure en nuances de gris, en noir et blanc. En faisant brûler du chlorure de sodium (c’est-à-dire du sel de cuisine !), les atomes de sodium deviennent capables d’absorber la longueur d’onde de la lampe monochromatique.

La flamme créée absorbe donc la lumière - on la voit de ce fait noire - et possède sa propre ombre ! 

La cymatique – figure de Chladni

La cymatique – figure de Chladni

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Qu’est-ce que la cymatique ? c’est une technique permettant la visualisation des vibrations acoustiques. 

Les figures de Chladni, qui porte le nom du physicien allemand qui a découvert ce phénomène au XVIIIe, sont une visualisation directe d'ondes stationnaires,  dans un milieu en deux dimensions.

Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence. Au lieu d'y voir une onde qui se propage, on constate une vibration stationnaire mais d'intensité différente, en chaque point observé.

Les ondes sont envoyées depuis un point de la plaque sur chaque point de la plaque grâce à un haut-parleur. Elles vont parcourir la plaque de nombreuses fois avant de s'éteindre. Certaines zones vont plus ou moins être soumises aux vibrations ; la poudre va s'intercaler dans les zones où les vibrations sont les moins fortes et formé des structures 

Bobine de Tesla musicale

Bobine de Tesla musicale

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Bobine de Tesla musicale, ou comment faire de la musique avec de l'électricité ? 

A haute tension, la bobine de Tesla émet des arcs électriques, produisant un son de hauteur différente selon la fréquence électrique. 

Mirages

Mirages

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Tout le monde a déjà vu un mirage, c’est-à-dire a cru voir quelque chose qui n’était pas là - comme les oasis dans le désert. En réalité, les images des mirages sont bien réelles et délivrent une image d'un objet existant, mais déformé, ou n’est pas situé à l'endroit escompté. 

Aviez-vous déjà observé la déviation d’un faisceau lumineux lors du passage d’un milieu à un autre, par exemple de l’air à l’eau ? 

Pourtant, le cerveau humain considère toujours que les rayons lumineux se propagent en ligne droite ! Cette erreur conduit à des erreurs de vision dans la position des objets, qui sont la base des mirages.

 

Devenir invisible

Devenir invisible

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Qui n’a jamais rêvé d’être invisible ? Que ce soit par timidité ou par gourmandise afin d’aller picorer dans le gâteau au frigo sans se faire prendre, petits et grands ont chacun déjà eu envie de disparaître. Et bien vous allez voir que c’est possible, et pas que dans les films ! Avec le dispositif de lentilles que nous vous présenterons, vous pourrez passer votre main, votre bras, votre enfant, … tout ce que vous voulez faire disparaître, et ainsi avoir l’impression que la lumière les traverse comme un fantôme pour laisser apparaître ce qui se trouve derrière ! En réalité, la lumière ne passe pas à travers des objets mais les contourne …

Train électrique

Train électrique

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Ce train électrique fait main étonne par sa simplicité : il suffit d’une pile, de fil de cuivre et d’aimants en néodyme ! 

Si cette expérience semble à première vue destinée aux enfants, elle possède cependant des attraits scientifiques qui pourraient plaire aux adultes : la pile chasse du courant électrique à travers les deux aimants puis à travers la bobine. Puisque ce courant est créé à l’intérieur d’une bobine, cela génère un champ magnétique en son sein. 

La bobine se comporte alors comme un électro-aimant (i.e. aimant ayant besoin d'électricité pour fonctionner). L’électro-aimant et les aimants se repoussent alors d’un côté de la pile, et s’attirent de l’autre côté, permettant ainsi de créer un mouvement mécanique de la pile au travers de la bobine, et faire avancer le train.

 

Tube de Ruben -feu et son

Tube de Ruben -feu et son

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Le Tube de Rubens est un dispositif qui permet de montrer et de mesurer approximativement la longueur d'onde d'un son stable. Heinrich Rubens a présenté cette variation spectaculaire du tube de Kundt fin 1904.

Un gaz combustible circule dans un tube perforé fermé par une membrane, s'échappant par les trous. Chaque trou produit une petite flamme. En l'absence de son, la hauteur des flammes est uniforme. Quand on place une source sonore face à la membrane, le son se propage dans le tube. Aux multiples de la fréquence de résonance de celui-ci, une onde stationnaire se forme, et la hauteur des flammes représente l'alternance de ventres et de nœuds de cette onde stationnaire.

Pour rappel, une onde stationnaire est une onde qui ne se propage pas et est caractérisée par ces noeux toujours situés aux mêmes endroits.

 La longueur entre deux crêtes, ou creux, est la demi-longueur d'onde.

 

Peinture conductrice

Peinture conductrice

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Grâce à cette peinture conductrice, il est désormais possible de réaliser soi-même des circuits électriques seulement en dessinant sur une feuille de papier ou sur un bout de plastique !

Cette peinture est non-toxique et a été développée par l’entreprise Bare Conductive, qui propose aussi des kits utilisant cette peinture conductrice.

Lunettes infrarouges

Lunettes infrarouges

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Les lunettes infrarouges, ou comment voir sans être vu.

Combien de fois vous êtes-vous cognés dans le noir en sortant du lit ? Ou en rentrant chez vous avec un téléphone vidé de batterie ?

Vous avez toujours rêvé d'avoir la vision nocturne d’un chat, les lunettes infrarouges rendent cela possible ! 

Voir le son - vibrations d'une membrane

Voir le son - vibrations d'une membrane

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L’enceinte émet un son (harmonique / superposition de plusieurs fréquences / musique) qui va mettre en vibration la membrane de l’enceinte. Puis, le son se propage grâce aux particules de l’air qui vont à leur tour mettre en mouvement le bout de caoutchouc et donc la pièce réfléchissante dessus qui va réfléchir le laser sur un écran.

Des billes comestibles...

Des billes comestibles...

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Les billes d’alginates sont aussi surprenantes que faciles à faire. 

L'alginate est un sucre chargé négativement alors que le calcium est chargé positivement. Lorsque l'on met l'alginate en contact avec le calcium, il se gélifie instantanément, si bien qu'il empêche le calcium de rentrer dans la bille et donc préserve la phase liquide dans la bille.

Oserez- vous les goûter ?

 

Réaction de fer et sulfate de cuivre

Réaction de fer et sulfate de cuivre

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Que se passe-t-il si l’on plonge un clou en fer dans une solution de sulfate de cuivre ? Naturellement on pense que comme toute réaction avec un liquide que l’on peut voir d’habitude, une clé ou un objet en ferraille avec de l’eau, on va obtenir de la rouille et bien pas ici. 

En effet, nous faisons face à une réaction d’oxydo-réduction. 

La solution bleue est une solution de sulfate de cuivre de formule CuSO4 qui peut se décomposer en l’ion Cu(2+) et SO4(2-).

Le fer étant solide Fe va réagir avec l’ion Cu(2+) de la solution : Fe + Cu(2+) -> Cu + Fe(2+)

Fe (s) -> Fe(2+) + 2e-, oxydation car perte d'électron

Cu(2+) + 2e- -> Cu(s), réduction car gain d’électron

Le fer solide va passer à l’état d’ion et le Cu de la solution va devenir solide et se dépose sur le clou. Félicitation à vous, vous venez de créer du cuivre

 

Rainbow fire

Rainbow fire

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Qu’est ce qu’on obtient si on met le feu à du méthanol et différents sels métalliques comme le chlorure de potassium, sodium, calcium ou cuivre ?

De belles flammes de couleurs !

Avec l'excitation des cristaux par la chaleur, certains de leurs électrons vont augmenter de niveau d’énergie et s’éloigner du noyau atomique. En se désexcitant jusqu’à leur niveau stable, ils perdent de l’énergie sous forme lumineuse et la couleur de cette lumière est propre à chaque élément.

Venez mettre le feu aux poudres !

 

Ice experiments

Ice experiments

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La sursaturation: Lorsqu’un soluté à la propriété de se dissoudre dans un solvant, on dit qu’il est soluble. Une solution est dite saturée lorsqu’on ne peut plus y dissoudre de soluté. Il est donc possible d'observer, une solution saturée lorsqu’un dépôt de soluté solide au fond de la solution est visible. Ainsi, le solvant a dissous la quantité maximale de soluté qu’il pouvait. Il y a sursaturation lorsque la solution obtenue a une plus grande concentration que la solution saturée. La solution est alors stable à l’état métastable  la moindre perturbation et elle devient solide. C’est comme ça que l’on peut faire de la glace instantanée.

La surfusion: La surfusion est l’état de la matière quand elle reste liquide alors que sa température descend en dessous de sa température de solidification. Il arrive par exemple que l’eau puisse être dans cet état, en laissant l’eau refroidir doucement en dessous de sa température de solidification, il arrive qu’elle reste liquide! Mais attention cet état est métastable, c’est-à- dire qu’à la moindre perturbation l’eau se met à geler quasiment instantanément.

Ferrofluide

Ferrofluide

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Un ferrofluide c’est juste de l’huile dans laquelle sont placées des particules de fer. Comme le fer est attiré par les aimants, le ferrofluide réagit lui aussi !

En approchant un aimant du ferrofluide, vous pourrez voir des petits pics, leur sommets passent par les lignes du champ magnétique émis par l’aimant.

Lampe à lave

Lampe à lave

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Qui va n’a pas voulu étant enfant avoir un lava lamp dans sa chambre. Avec cette expérience il est possible d’en avoir une très facilement. 

Le mélange de bicarbonate de soude et de vinaigre crée une réaction chimique qui forme le gaz carbonique.

En chimie, le vinaigre étant un acide et le bicarbonate de soude une base. Ces deux réactifs vont échanger des protons, l'une des trois particules de l'atome, ce qui va former un élément nouveau, un gaz : le dioxyde de carbone. C'est ce produit qui va provoquer la création de bulles.

1ere réaction acido-basique: 

CH3COOH + NaHCO3 -> CH3COONa + H2CO3 

2e réaction décomposition:

H2CO3 -> H2O + CO2, provoque les bulles

 

Effet mould

Effet mould

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Ce phénomène physique plus que contre intuitif saura retenir votre attention ! En laissant s’échapper d’un bocal en verre le bout d’une chaîne métallique, vous pourrez la voir se dresser comme une vague qui défie la gravité ! 

Derrière cette expérience simple et ludique se cache une explication physique complexe : la chaîne lévite au-dessus du bocal car sa dynamique changeante lui fournit une force qui la maintient en place.

 

Bouchon troué

Bouchon troué

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Qui ne s’est jamais retrouvé trempé en essayant de faire coller une feuille de papier à un verre rempli d’eau puis de le renverser … entièrement sur soi ? Vous n’avez jamais compris comment cela pouvait marcher pour certains, et pas que pour les magiciens ? Nous vous proposons de vous l’expliquer en faisant encore plus fort : les pots remplis d’eau seront bouchés non pas avec du papier mais avec de l’étamine, un tissu … troué. Vous verrez, ça marche étonnamment mieux et vous pourrez même tenter de faire passer des objets dans l’eau du bocal retourné, sans rien faire tomber !

Comment ça marche ? C’est grâce au phénomène que l’on appelle la tension superficielle d’un liquide. Pour expliquer en quelques mots, les molécules qui composent le liquide ont tendance à rester accrochées entre elles, c’est ce qui fait que vous pouvez remplir un verre d’eau à ras bord et même un peu plus : l’eau forme un petit dôme au lieu de s’étaler sur les bords et de déborder. C’est le même principe ici, les molécules d’eau cherchent à rester accrochées et donc ne passent pas à travers des mailles du tissu.

Pendules jumeaux

Pendules jumeaux

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Ce petit dispositif fabriqué à partir d’objets du quotidient permet de comprendre la notion de pesenteur et de poussée d’archimède. En positionnant les 2 bocaux l’un sur l’autre et en inclinant l’objet sur le côté, le déplacement des balles va être contre intuitif.

Structure anti-gravité

Structure anti-gravité

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Impressionnant n’est-ce pas ? En particulier lorsque l’on utilise du fil de pêche presque invisible à l’oeil nu, l’on a l’impression que certains morceaux de la structure flottent dans les airs … Tout est affaire de poids et de forces qui se compensent. Chaque morceaux de bois tire sur les 2 ficelles qui lui sont attachées, exerçant des forces de traction sur les ficelles. Il suffit de positionner le bois et les ficelles de manière à ce que toutes ces tensions se compensent pour la structure finisse par être immobile et tenir en équilibre. Vous pouvez même vous asseoir sur la chaise (ou alors asseoir un playmobil dessus, vu la taille) !

Tour à densité

Tour à densité

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La densité est une grandeur influencée par la masse des molécules qui le compose et la température à laquelle il est porté.

La tour à densité est un dispositif simple qui permet de visualiser la densité des liquides. 

Comment ça marche ?

Plus un liquide est dense, plus il est lourd et donc plus il sera au fond du récipient. À l’inverse, moins un liquide est dense, plus il est léger et plus il ira à la surface du récipient.

 

Images holographiques 3D (smartphone)

Images holographiques 3D (smartphone)

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L’image holographique (images en 3D) s'obtient grâce à la superposition des projections de quatre images identiques à travers les parois en plexiglas translucides. 

La projection des animations sur le téléphone est basée sur la réfraction de la lumière.

Les images holographiques obtenues de la pyramide en plastique est un dérivé de l’effet pepper ghost.

L’effet pepper ghost est encore utilisé dans le théâtre, les parcs d’attraction (maisons hantées), les concerts…

 

Stylo 3D

Stylo 3D

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Basé sur le même principe qu’une imprimante 3D, ce stylo te permet de donner une toute autre dimension au dessin ! Chauffé par le stylo, le filament plastique devient malléable, c’est alors à toi de créer les formes que tu veux. 

Viens exprimer ta créativité !

Magic potatoes

Magic potatoes

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Les étapes présentées devant vous sont presque de la cuisine : découper et laver les pommes de terre afin de récupérer de l’amidon, c’est tout ce qu’il y à faire ! Ensuite il suffit de laver l’amidon, de laisser sécher pendant plusieurs heures, et puis l’on obtient, en mélangeant à une certaine quantité d’eau, une pâte étonnante ! En effet lorsque vous lui ferez subir un mouvement elle restera solide et vous pourrez vous en servir comme d’une balle, mais dès qu’elle s’arrêtera de bouger attention elle redeviendra liquide ! En ajoutant dans la préparation du Schweppes, ou toute autre boisson énergisante contenant de la quinine, l’on peut même faire en sorte que cette pâte, appelée fluide non-newtonien, devient fluorescente …

Implosion de canette

Implosion de canette

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Tout le monde a déjà écrasé sa canette d’aluminium avant de la jeter à la poubelle … et si on le faisait pour vous, qui plus est d’une manière impressionnante ? Pour cela, il nous suffit de chauffer votre canette, avec un peu d’eau dedans, puis de la plonger dans de l’eau froide et POUF ! La canette a implosé ! Comment on vous l’explique ? Et bien chauffer la canette permet de faire chauffer le peu d’eau à l’intérieur et de créer de la vapeur d’eau dans la canette. À ce moment-là, la canette est toujours intacte car la pression à l’intérieur est égale à la pression exercée par l’extérieur. Seulement lorsque l’on plonge la canette dans l’eau froide, la vapeur d’eau se refroidit et se condense très rapidement en eau, ce qui crée du vide à l’intérieur de la canette puisque la vapeur d’eau prend moins de place que l’eau liquide. La pression extérieure se retrouve alors être beaucoup plus forte que celle à l’intérieur, et donc la canette implose. Une autre manière de comprendre la baisse de pression à l’intérieur de la canette est de considérer ce qui a été établi comme la loi des gazs parfaits : la pression est proportionnelle à la température du gaz ! Donc lorsque l’on refroidit vite la vapeur d’eau à l’intérieur, sa pression chute brusquement et l’air extérieur exerce alors une force beaucoup plus forte sur les parois de la canette, la faisant imploser.

Leap motion

Leap motion

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Posé sur une table, le Leap Motion détecte le mouvement et le forme des mains de celui qui l’utilise, et peut même être combiné à un casque de réalité virtuelle.  Ce détecteur de mouvement permet alors d’utiliser un écran ou de jouer à des jeux vidéos sans avoir besoin de manette !

Intelligence artificielle

Intelligence artificielle

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Le transfer learning est une technique d'apprentissage automatique (communément appelé Intelligence Artificielle) visant à reproduire le style d'une œuvre sur un autre sujet que celui d'origine. Avec cet atelier vous apprendrez les rudiments du fonctionnement d'un réseau de neurones et pourrez créer votre œuvre rêvée en combinant votre style artistique favori avec le sujet de votre choix !

Le Nitinol, le matériau à mémoire de forme

Le Nitinol, le matériau à mémoire de forme

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Le Nitinol est un matériau composé Nickel et de Titane est un matériau superélastique et à mémoire de forme; Lorsque l’on déforme le fil métalique et que l’on le chauffe par la suite, il revient à sa place instantanément.

Robot mBot

Robot mBot

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Le robot mBot est un robot modulaire conçu pour une initiation à la programmation et à la robotique. Il est capable de détecter des obstacles, suivre une ligne, émettre des sons et des signaux lumineux, recevoir des ordres d’une télécommande ou communiquer par un canal infrarouge avec un autre robot. Le robot est programmable sur mBlock, un logiciel de programmation développé sur la base de Scratch 2.0 avec de nombreux Blocs de script s’adaptant aux échanges de matériels qui permettent de lire rapidement les valeurs sur le capteur, de contrôler la sortie des modules matériels, et de réaliser une programmation rapide pour le robot. Il est aussi possible d’utiliser le langage C avec une carte arduino.

 

SCAR

SCAR

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Fruit de longues tractations avec Boston Dynamics, Mines Nancy est la première école en France à franchir ce cap technologique en travaillant sur ce robot industriel quadrupède prêt à l’emploi et offrant de formidables et innombrables possibilités de développement. Le robot est baptisé SCAR pour Système Complexe d’Assistance Robotisée.

Cet outil d’expérimentation unique devrait permettre de former les futurs ingénieurs à la technologie de robot quadrupède la plus évoluée au monde et ainsi offrir de formidables possibilités de développement de programmes et d’algorithmes d’intelligence artificielle dans un nouveau contexte de robotique mobile autonome.

Les projets autour du robot vont permettre de former les élèves sur 3 aspects de l’informatique embarquée :

  • la mobilité du robot : son déplacement sur un sol irrégulier ou non structuré

  • l’intelligence du robot : son autonomie, sa capacité d’adaptation et d’apprentissage

  • l’instrumentation du robot : implémentation d’instruments pour conduire des opérations ou de capteurs utiles sur un site industriel (détection gaz, télémétrie, lidar, radioactivité…)

Nao

Nao

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Le robot humanoïde Nao dispose de : 

  • 25 degrés de liberté

  • 7 capteurs tactiles

  • 4 micros directionnels et des hauts parleurs pour interagir avec les humains.

  • Reconnaissance vocale et dialogue disponibles dans 20 langues

  • 2 caméras 2D pour reconnaître les formes, les objets et même les personnes

  • Une plateforme ouverte et totalement programmable

Pepper

Pepper

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Pepper est le premier robot humanoïde au monde capable d'identifier les visages et les principales émotions humaines. Pepper a été conçu pour interagir avec les humains de la façon la plus naturelle possible à travers le dialogue et son écran tactile.

Essayez de lui parler !

Lance flamme

Lance flamme

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La poudre de lycopodium n’est pas dangereuse bien utilisée, en effet cette poudre provient de plantes vivaces souvent utilisée dans l’homéopathie et le spectacle. Le lycopodium prend feu seulement lorsqu’il est directement projeté dans l’air, les pores doivent être saturés en dioxygène ; il est donc impossible d’avoir un retour de flamme dans le récipient. Lorsque le lycopodium est en contact d’une surface comme une table ou une assiette, il ne brûle pas.

  • Propriété hydrophobe :

La poudre de lycopodium provient des plantes appartenant au genre Lycopodium. Ce sont des plantes vivaces dont la structure végétale est sporange, cela signifie que les plantes sont composées de spores. Les spores sont des cellules indispensables dans le cycle de la reproduction des plantes. Ils contiennent une grande quantité de matière grasse non miscible avec l’eau.

 = histoire de polarité, miscibilité

  • Propriété inflammable :

    Combustion de la matière grasse des spores avec du dioxygène. 

 

Déformation de l'eau grâce au son

Déformation de l'eau grâce au son

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Lorsque l’on place un tuyau d’eau devant une enceinte émettant un son à une certaine fréquence, on n’observe qu’un jet large et flou à l'œil nu.

Cependant, si  l’on observe cette même expérience à l’aide d’une caméra enregistrant un nombre d’images par seconde proche de la fréquence de l’enceinte, un phénomène inattendu se produit : l’eau semble s’écouler sous forme de spirales, en s’écoulant soit très lentement, soit en restant statique, ou bien même en remontant au travers du tuyau !