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La constante de Planck dans l'émission télévisée "Stranger Things"

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Dans le dernier épisode de la série très populaire de Netflix "Stranger Things", le destin non seulement des personnages, mais du monde entier, dépend de la capacité d'un personnage à se souvenir La constante de Planck.

Nommée d'après le physicien allemand Max Planck, la constante de Planck décrit le comportement des particules et des ondes, y compris la particule de lumière, la photon. La constante de Planck est représentée par h, et est:
6,62607015 x 10-34 Joule-secondes.

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Découverte de Planck

Reconnaissant qu'un molécule était la plus petite unité de toute substance, Planck se demanda s'il y avait une plus petite unité de énergie, c'est-à-dire si l'énergie pouvait être «quantifiée».

En mesurant le rayonnement du corps noir émis par les atomes vibrants, Planck a déterminé que lorsque l'énergie est transférée, il se déplace en quantités définies appelées quanta.

Il a déterminé que les fréquences des ondes de rayonnement étaient toutes des multiples du nombre qu'il a appelé h. Alors que des fréquences de 2h ou 3h sont possibles, une fréquence de 1/2h n'est pas. Pour cette découverte, Planck a reçu le prix Nobel de physique 1918.

Pour déterminer l'énergie d'une particule comme un photon, la constante de Planck est multipliée par la fréquence de son onde:
E = hf
Une autre version de la constante de Planck s'appelle barre en h, et c'est la quantification du moment cinétique. Le moment cinétique d'une particule comme un électron ne peut être qu'un multiple de barre en h.

Les clés de "The Upside Down"

Dans l'épisode "Stranger Things", la constante de Planck est le code pour ouvrir un coffre-fort contenant des clés qui fermeront la porte de "the Upside Down", cet autre monde qui prend des innocents comme Barb.

Lorsque le shérif Jim Hopper entre le mauvais code, c'est à Dustin de contacter par radio amateur sa petite amie du camp, Suzie, pour obtenir la constante de Planck.

Malheureusement, Suzie veut chanter un duo avec Dustin, le thème du film "The Neverending Story". Après un intermède musical, Suzie se souvient de la constante de Planck comme 6.62607004, Dustin transmet l'information à Hopper, et le coffre-fort s'ouvre.

Cependant, la réponse pourrait, ou non, être venue à temps pour sauver Hopper, et il y a un autre problème. "Stranger Things" se déroule en 1985, et à l'époque, la constante de Planck aurait été sa valeur de 1973, qui était 6,626176 x 10-34 Joule-seconde. La valeur que Suzie donne à Dustin est en fait la valeur de 2017, qui était 6,62607004 x 10-34 Joule-seconde.

Pourquoi les différences?

La constante de Planck a changé au fil des ans car les scientifiques ont appris à mieux la mesurer. En utilisant des instruments plus sophistiqués, la constante de Planck a été mise à jour en 2018 et adoptée dans le cadre du Système international d'unités. C'est maintenant:
6,62607015 x 10-34 Joule secondes.
Donc, la prochaine fois que vous essayez de sauver le monde, vous saurez quoi dire.

La solution à 0,7%

La constante de Planck joue un rôle dans notre existence même. La réaction de fusion qui a lieu sur le Soleil fusionne quatre atomes d'hydrogène en un atome d'hélium. Dans ce processus, environ 0,7 pour cent de la masse d'hydrogène est convertie en énergie via la célèbre équation d'Einstein E = mc2.

Bien que cela puisse ne pas sembler beaucoup, cela a suffi pour empêcher la planète d'être au chaud pour la fin 4,5 milliards années. Les scientifiques appellent ce 0.7 pour cent un "nombre de Boucle d'Or" parce qu'il est parfaitement juste de permettre la vie telle que nous la connaissons.

Le processus de fusion de l'hydrogène est une danse délicate. Premièrement, la réaction produit deutérium, isotope de l'hydrogène dont le noyau est constitué d'un proton et d'un neutron. Ensuite, deux protons entrent en collision, ce qui fait que l'un des protons perd sa charge électrique et devient un neutron.

Si l'efficacité du processus de fusion d'hydrogène était 0,6 pour cent, le neutron et le proton ne se lieraient pas pour former un atome de deutérium, et il serait trop froid pour que l'hélium soit créé. Puisque l'hélium est la première étape vers la production du reste des éléments, les éléments les plus lourds dont vous et moi sommes formés ne seraient pas créés.

Si la fusion d'hydrogène avait une efficacité de 0,8 pour cent, l'hélium se formerait trop facilement et il ne resterait pas assez d'hydrogène pour créer de l'eau. Sans eau, la vie telle que nous la connaissons n'existerait pas.


Voir la vidéo: La constante de Planck h, ou est- elle dans lunivers. (Mai 2022).