A propos d'explications : La piste historique

À propos d'explications, je vois qu'il y a lieu, parfois, de ne pas aller chercher plus que l'on ne doit.
Et je prends comme exemple l'idée du "spin", mot étranger qui plonge nombre de nos amis dans des affres terribles.

Pourtant, le spin et quelque chose de très simple si l'on s'y prend expérimentalement, et c'est là que le recours à l'histoire des sciences peut être utile. Il y a notamment cette expérience très intéressante, d'Otto Stern et Walther Gerlach, qui consistait à envoyer un faisceau d'atomes (d'argent, mais peu importe pour commencer) dans l'entrefer d'un aimant, c'est-à-dire entre les deux pôles d'un aimant recourbé en U, avec un espace entre les deux pôles. Les deux phyiciens avaient été surpris d'observer que le faisceau était séparé en deux à la sortie de l'aimant, les atomes se comportant comme des aimants, sensibles au champ magnétique.

On peut ensuite caractériser ce comportement quantitativement, tout comme on peut caractériser la chaleur de l'eau, par la température dans ce cas précis de l'eau.
Pour les atomes-aimants, cette propriété magnétique est ce que l'on nomme le spin  : une grandeur qui a une direction, comme pour un aimant, et une intensité, comme pour les aimants (qui peuvent être plus ou moins forts).

On peut s'arrêter à cette explication, mais on peut vouloir inviter nos amis à comprendre d'où vient cette propriété magnétique des atomes... et là, à nouveau, l'histoire des sciences peut être convoquée, notamment avec l'expérience d'Hans Christian Oersted, qui découvrit qu'une boussole (un aimant qui peut s'orienter facilement puisqu'il est monté sur un axe) est influencée par le courant électrique qui parcourt un fil dans son voisinage: le courant électrique, que l'on sait aujourd'hui être la circulation d'électrons, engendre un champ magnétique autour du fil. Et c'est ce champ magnétique qui agissait sur la boussole.

Bref, y a-t-il des charges électriques qui circuleraient, dans les atomes ? Après tout, dans une vision classique de la physique (c'est-à-dire quand on ne prend pas le point de vue de la physique quantique), les électrons tournent autour du noyau, fait de protons et de neutrons.

On voit avec cet exemple combien  le recours à l'histoire des sciences peut être utile, d'autant qu'il s'assortit de la transmission de connaissances merveilleuses, celle de toutes les découvertes fondatrices. Pour l'électromagnétisme, admirons l'expérience de la pile de Volta, l'expérience de la boussole d'Oersted, et ainsi de suite.

De sorte que nous pouvons utilement renvoyer nos amis vers une histoire de l'électricité ou de l'électromagnétisme, qu'ils liront avec délectation pour comprendre comment la physique d'aujourd'hui a été finalement forgée.

Il en va de même pour la chimie !